ANALISIS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI

PENYULANG LOWOKWARU MENGGUNAKAN

METODE RIA (RELIABILITY INDEX ASSESSMENT)

DAN SOFTWARE ETAP ( ELECTRICAL TRANSIENT

ANALISYS PROGRAM )

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Januar Endhik Wicaksono

201410130311091

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

ix

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan hikmat

yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir

dengan judul :

“ANALISIS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI PENYULANG

LOWOKWARU MENGGUNAKAN METODE RIA (Reliability Index

Assessment) DAN SOFTWARE ETAP ( Electrical Transient Analisys Progam

)”

Dalam mewujudkan semua yang lebih baik, kami selalu berhadapan

dengan segala macam hambatan. Tidak lain halnya dalam pembuatan Laporan

Tugas Akhir ini, banyak hambatan yang harus penulis dapat lewati, tetapi berkat

bantuan dari beberapa pihak akhirnya penulis dapat melampauinya dengan baik

dan benar.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata

sempurna, dikarenakan terbatasnya pengetahuan dan ketrampilan yang penulis

miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangung dari seluruh pihak

sangat diharapkan untuk perbaikan Tugas Akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir

ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Amin.

Malang, Maret 2019

Januar Endhik Wicaksono

iii

x

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN ..................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................ v

ABSTRACT ............................................................................................................... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN .................................................................................. vii

KATA PENGANTAR .............................................................................................. ix

DAFTAR ISI ............................................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xiv

DAFTAR TABEL .................................................................................................... xv

BAB I

PENDAHULUAN ..................................................................................................... 1

1.1 Latar belakang .................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .............................................................................................. 3

1.3 Tujuan ................................................................................................................ 3

1.4 Manfaat Penelitian ............................................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah................................................................................................. 4

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................................ 4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................... 6

2.1 Jaringan Distribusi Tenaga Listrik .................................................................... 6

2.2 Tipe Jaringan Distribusi Listrik ........................................................................ 7

2.2.1 Konfigurasi Jaringan Radial ......................................................................... 7

xi

2.2.2 Konfigurasi Jaringan Loop ........................................................................... 8

2.2.3 Konfigurasi Jaringan Spindle ....................................................................... 8

2.2.4 Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) ............................... 8

2.2.5 Konfigurasi Jaringan Gugus atau Sistem Kluster ......................................... 9

2.3 Komponen Sistem Distribusi ............................................................................ 8

2.3.1 Tiang Listrik ................................................................................................. 10

2.3.2 Isolator .......................................................................................................... 10

2.3.3 Kabel Penghantar ......................................................................................... 10

2.3.4 Transformator ............................................................................................... 10

2.3.5 AVR (Auto Voltage Regulator) .................................................................... 10

2.3.6 Meter Ekspor-Impor ..................................................................................... 10

2.4 Sistem Pengaman Jaringan Distribusi ............................................................... 11

2.4.1 Rele Arus Lebih ............................................................................................ 11

2.4.2 Directional Ground Relay ............................................................................ 11

2.4.3 Fuse Cut Out ................................................................................................ 11

2.4.4 Sakelar Sesi Otomatis ................................................................................... 11

2.4.5 Pemutus Tenaga (CB) .................................................................................. 11

2.4.6 Penutup Balik Otomatis (Recloser) .............................................................. 12

2.4.7 Sakelar Beban /Load Break Switch (LBS) .................................................... 12

2.4.8 Pemisah (PMS)/Disconeccting Switch (DS) ................................................. 12

2.4.9 Arrester ......................................................................................................... 12

2.5 Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik..................................................... 12

2.6 Istilah Dalan Keandalan Distribusi ................................................................... 14

2.7 Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20 KV...................................................... 15

2.7.1 Indeks Frekuensi Pemadaman Rata - Rata ................................................... 16

2.7.2 Indeks Lama Pemadaman Rata - Rata .......................................................... 16

xii

2.7.3 Tingkat Jaminan Pada Sistem Distribusi ...................................................... 17

2.8 Reliability Index Assessment ............................................................................. 17

2.9 Section Technique ............................................................................................ 19

2.10 Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) ................................................... 19

2.10.2 Langkah Analisis FMEA ............................................................................. 19

2.11 ETAP (Electrical Transient Analisys Program) ............................................... 21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................. 23

3.1 Langkah Pengambilan Data ............................................................................. 23

3.2 Flowchart Penelitian ........................................................................................ 23

3.3 Data Penyulang Lowokwaru ............................................................................ 25

3.4 Pembagian Section ........................................................................................... 27

3.5 Parameter Pengukuran ..................................................................................... 28

3.6 Perancangan Simulasi ETAP ........................................................................... 29

BAB IV

HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN .................................................................. 30

4.1 Analisis Keandalan Penyulang Lowokwaru .................................................... 30

4.2 Indeks Keandalan Penyulang Lowokwaru ....................................................... 30

4.3 Perhitungan RIA (Reliability Index Assassment) ............................................. 32

4.4 Pemodelan ETAP ............................................................................................. 41

4.5 Rekonfigurasi Single Line Diagram................................................................. 45

4.5.1 Penempatan Recloser ...................................................................................... 46

4.6 Perhitungan Skala Prioritas Perbaikan ............................................................. 47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 51

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 51

xiii

5.2 Saran ................................................................................................................. 51

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 52

LAMPIRAN .............................................................................................................. 54

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gambar Ilustrasi Penyaluran Daya Listrik .................................................. 6

Gambar 2.2 Jaringan Radial .............................................................................................. 7

Gambar 2.3 Jaringan Loop ................................................................................................ 8

Gambar 2.4 Jaringan Spindle ........................................................................................... 8

Gambar 2.5 Jaringan Hantaran Penghubung ..................................................................... 9

Gambar 2.6 Jaringan Sistem Gugus atau Kluster.............................................................. 9

Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ..................................................................................... 24

Gambar 3.2 Single Line Diagram Penyulang Lowokwaru ............................................... 25

Gambar 3.3 Flowchart Pengerjaan ETAP ........................................................................ 29

Gambar 4.1 Single Line Penyulang Lowokwaru Sebelum Direkonfigurasi ..................... 42

Gambar 4.2 Nilai Parameter Keandalan Kabel ................................................................. 42

Gambar 4.3 Nilai Parameter Keandalan Beban ................................................................ 43

Gambar 4.4 Nilai Parameter Keandalan LBS/PGS ........................................................... 43

Gambar 4.5 Nilai Parameter Keandalan CO ..................................................................... 44

Gambar 4.6 Nilai Parameter Keandalan Trafo .................................................................. 44

Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Perhitungan RIA dan ETAP ....................................... 45

Gambar 4.8 Single Line Penyulang Lowokwaru Setelah Direkonfigurasi ....................... 46

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Hasil Sebelum dan Sesudah Rekonfigurasi ................ 47

Gambar 4.12 Grafik Skala Prioritas Perbaikan ................................................................. 50

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Pendukung ........................................................................................... 54

Lampiran 2 Administrasi Penelitian ................................................................................ 58

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor Pengali ................................................................................................... 17

Tabel 2.2 Skala Severity .................................................................................................... 20

Tabel 2.3 Skala Occurance ............................................................................................... 20

Tabel 2.4 Skala Detection ................................................................................................. 21

Tabel 3.1 Nama Komponen Penyulang Lowokwaru ........................................................ 25

Tabel 3.2 Data Panjang Penyulang Lowokwaru ............................................................... 26

Tabel 3.3 Jumlah Pelanggan Penyulang Lowokwaru ....................................................... 27

Tabel 3.4 Data Tiap Section .............................................................................................. 27

Tabel 3.5 Perkiraan Angka Keluar (Outage) .................................................................... 28

Tabel 4.1 Perhitungan SAIFI Penyulang Lowokwaru ...................................................... 30

Tabel 4.2 Perhitungan SAIDI Penyulang Lowokwaru ..................................................... 31

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Laju Kegagalan Komponen ................................................. 33

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan r dan U Sistem ..................................................................... 35

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan SAIFI dan SAIDI Menggunakan Metode RIA ................... 39

Tabel 4.6 Hasil Simulasi ETAP Penyulang Lowokwaru Sebelum Direkonfigurasi ......... 45

Tabel 4.7 Hasil Simulasi ETAP Penyulang Lowokwaru Setelah Direkonfigurasi ........... 47

Tabel 4.8 Jumlah Operasi Kerja dan Skala Severity ......................................................... 48

Tabel 4.9 Angka Keluar dan Skala Occurance ................................................................. 48

Tabel 4.10 Waktu Perbaikan dan Skala Detection ............................................................ 49

Tabel 4.11 Hasil RPN ....................................................................................................... 49

52

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Santoso, R., & Nurhalim. 2016. “Evaluasi Tingkat Keandalan Jaringan

Distribusi 20KV Pada Gardu Induk Bangkinang Menggunakan Metode

FMEA”. Jom FTEKNIK Volume 3 NO.2

[2]. Fatoni, Achmad, Wibowo, Rony Seto, & Soeprijanto, Adi. 2016. “Analisa

Keandalan Sistem Distribusi 20KV PT. PLN Rayon Lumajang Dengan

Metode FMEA (Failure Modes and Effects Analysis)”. Jurnal Teknik ITS

Vol.5 No.2.

[3]. Wicaksono, Hengki Projo., Hernanda, I.G.N Satriadi.,Penangsang, Ontoseno

. 2012. “Analisis Keandalan Sistem Distribusi Di PT. Pln (Persero) APJ

Kudus Menggunakan Software ETAP (Electrical Transient Analysis

Progam) Dan Metode Section Technique”. Proceeding Seminar Tugas Akhir

Teknik Elektro FTI-ITS.

[4]. Prabowo Herdianto., Hernanda, I.G.N Satriadi., Penangsang, Ontoseno.

2012, “Studi Analisis Keandalan Sistem Distribusi Pabrik Semen Tuban

Menggunakan Metode Reliability Index Assessment (RIA) Dan Program

Analisis Kelistrikan”. Jurnal Teknik ITS Vol. 1, No. 1 (Sept.2012) ISSN:

2301-9271.

[5]. Atmanegara, Jefri. 2017 “Analisis Penempatan Dan Penambahan Recloser

Untuk Meningkatkan Keandalan Sistem Distribusi 20KV Pada Penyulang

Dampit Dan Tirtoyudo”. Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.

[6]. Sukmawidjaja, M. 2008. “Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem

Distribusi Menggunakan Matrix Admitansi Dan Matrix Impedansi Bus”.

JETri Volume 7 No.2 Halaman 21-40.

[7]. Nugroho, Andhito Sukmoyo., Hernanda, I.G.N Satriadi., Soeprijanto, Adi.

2012. “Studi Keandalan Sistem Distribusi 20kV di Bengkulu dengan

Menggunakan Metode Failure Mode Effect Analysis”. Jurnal Teknik

POMITS Vol. 1, No.1.

[8]. Suswanto, Daman. 2009. “Sistem Distribusi Tenaga Listrik”. Padang.

[9]. Herdiansyah, Muchammad. 2013. “Studi Keandalan Sistem Distribusi 20

KV Dengan Menggunakan Metode Failure Mode Effect Analysis (FMEA)

Dan Metode Section Technique Di Gardu Induk Blimbing”. Malang :

Polinema Sistem Kelistrikan.

[10]. SPLN No. 59 : 1985, “Keandalan Sistem Distribusi 20 kV Dan 6 kV”.

Jakarta : Perusahaan Umum Listrik Negara.

[11]. Erhaneli. 2015, “Evaluasi Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Berdasarkan Indeks Keandalan SAIDI Dan SAIFI Pada PT. PLN (Persero)

Rayon Bagan Batu Tahun 2015”. JTE-ITP ISSN NO. 2252-3472.

[12]. MT, Jufrizal., Hidayatullah, Rahmat. 2017, “Analisa Keandalan Sistem

Distribusi 20KV Menggunakan Metode Section Technique dan RIA-Section

53

Technique pada Penyulang Adi Sucipto Pekanbaru”. Seminar Nasional

Teknologi Informasi, Komunikasi dan Industri (SNTIKI) 9. 2017

[13]. SPLN No. 68-2 : 1986, “Tingkat jaminan sistem tenaga listrik. Bagian

dua: Sistem distribusi ”. Jakarta : Perusahaan Umum Listrik Negara.

[14]. Saifulloh, Muhammad Yusuf., Haryudo Subuh Isnur. 2016, “Studi

Analisis Keandalan Sistem Tenaga Listrik Jaringan DistribusI 20 KV Pada

Penyulang Gardu Induk Sukolilo Menggunakan Metode RIA (Reliability

Index Assessment). Keandalan Sistem Tenaga Listrik Jaringan Distribusi 20

kV menggunakan Metode RIA Volume 05 Nomor 03 Tahun 2016, 0 – 21.

[15]. Partawan, I. N., Dyana Arjana, I. G., Weking, A. I. 2014, “Studi

Perbandingan Keandalan Sistem Distribusi 20 KV Menggunakan Metode

Section Technique Dan RNEA Pada Penyulang Renon”. E-Journal

SPEKTRUM Vol. 1, No.1.