STA128_Tiara Anindita Yulia_07111940000072_Sistem Tenaga_PPT_Revisi.pptx

Tugas Akhir

1. EVALUASI KESTABILAN TRANSIENT DAN PENYEMPURNAAN SISTEM PELEPASAN BEBAN PADA PT. KALTIM DAYA MANDIRI AKIBAT PENGEMBANGAN SISTEM KELISTRIKAN PADA TURSINA Oleh : Tiara Anindita Yulia (07111940000072) Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Margo Pujiantara , MT Dr. Eng. Ardyono Priyadi , ST., M.Eng.

2. PENDAHULUAN METODOLOGI PENELITIAN TINJAUAN PUSTAKA HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN LINE OUT

3. PENDAHULUAN PT. Kaltim Daya Mandiri mengalami pengembangan sistem kelistrikan pada wilayah Tursina dengan total penambahan beban sebesar 13.8 MW Diperlukan penyempurnaan sistem atau skema pelepasan beban seiring dengan berkembangnya sistem kelistrikan KDM Gangguan kestabilan transien berkaitan dengan kejadian yang terjadi secara tiba-tiba dalam waktu yang pendek Diperlukan evaluasi kestabilan transient pada sistem dengan beberapa skenario yang dapat menyebabkan gangguan transien LATAR BELAKANG

4. PENDAHULUAN TUJUAN Kestabilan Transien Menganalisis kondisi kestabilan transien sebelum dan sesudah adanya pengembangan Respons Menganalisis respons frekuensi , tegangan dan sudut rotor sebelum dan sesudah adanya pengembangan Mekanisme Pelepasan Beban Menganalisis pola mekanisme pelepasan beban yang tepat dan andal sesuai dengan standar sehingga mengatasi gangguan transien

5. PENDAHULUAN BATASAN MASALAH Diagram satu garis yang digunakan merupakan sistem diagram satu garis pada PT. Kaltim Daya Mandiri Studi Kestabilan Transien berfokus pada respons frekuensi , tegangan dan sudut rotor dengan studi kasus generator outage, motor starting dan short circuit Evaluasi digunakan untuk sistem pelepasan beban bergantung pada penurunan frekuensi dan tegangan Mekanisme pelepasan beban mempertimbangkan status dan standar ANSI/IEEE sebagai backup

6. TINJAUAN PUSTAKA KESTABILAN SISTEM TENAGA Kestabilan dari sebuah sistem menunjukkan kemampuan dari sebuah sistem tenaga listrik di mana sistem tersebut akan berusaha untuk memperoleh kembali keadaan pada operasi stabil setelah adanya gangguan . Kestabilan Sudut Rotor Kestabilan Frekuensi Kestabilan Tegangan

7. MODE GOVERNOR Dalam menjaga frekuensi pada operasi normal, kecepatan turbin harus diatur agar tetap konstan dengan menggunakan governor. Governor akan menyesuaikan kebutuhan beban dengan mengatur katup bahan bakar kepada turbin untuk membuka dan menutup . DROOP MODE ISOCHRONUS MODE TINJAUAN PUSTAKA

8. Sudut Rotor TINJAUAN PUSTAKA Sudut rotor pada Kondisi 1 menunjukkan peningkatan hingga generator pada kondisi tersebut akan hilang sinkron dengan sistem. Sudut rotor pada Kondisi 2 menunjukkan peningkatan hingga maksimum, lalu mengalami osilasi dan akan mencapai keadaan stabil. Sudut rotor pada Kondisi 3 menunjukkan bahwa sudut rotor mengalami peningkatan setelah stabil pada ayunan pertama (peningkatan hingga hilang sinkron).

9. Sudut Rotor TINJAUAN PUSTAKA Berdasarkan standar, sudut rotor dikatakan stabil apabil a perubahan sudut yang terjadi pada keadaan osilasi ( first swing ) tidak melebihi 180 dan pada keadaan stabil ( steady-state ) tidak lebih dari 90 dari kondisi referensinya. IEEE Std 399-1990

10. STANDAR FREKUENSI TEGANGAN TINJAUAN PUSTAKA ANSI/IEEE Std . C37. 106-2003 ANSI/IEEE Std 1159-2019

11. STANDAR PELEPASAN BEBAN 6 LANGKAH ANSI/IEEE C37. 106-1987 TINJAUAN PUSTAKA

12. METODOLOGI PENELITIAN

13. HASIL DAN PEMBAHASAN PEMODELAN SISTEM Sistem kelistrikan pada PT. Kaltim Daya Mandiri menggunakan konfigurasi sistem close-loop dengan 3 level tegangan yang berbeda yaitu 33 kV, 11 kV dan 6.6 kV. Suplai daya listrik didapatkan melalui 2 STG dan 4 GTG dengan total daya mampu m embangkitan sebesar 146 MW

14. GENERATOR AVAILABLE POWER GE K-2 28 ALSTHOM K-3 26 GENP K-4 20 ALSTHOM KDM 28 STG K5 22 STG-2 K5 22 HASIL DAN PEMBAHASAN DATA GENERATOR DAN BEBAN Kondisi Jumlah Beban (MW) Eksisting 85 Setelah Pengembangan 99.7

15. GENERATOR OUTAGE EKSISTING 85 MW HASIL DAN PEMBAHASAN Dari 64 konfigurasi pembangkitan generator, terdapat 22 kemungkinan konfigurasi generator beroperasi . Dari 22 kemungkinan tersebut , terbentuk studi kasus dengan 111 konfigurasi generator outage

16. GENERATOR OUTAGE HASIL DAN PEMBAHASAN REKOMENDASI 99.7 MW Dari 64 konfigurasi pembangkitan generator, terdapat 11 kemungkinan konfigurasi generator beroperasi . Dari 11 kemungkinan tersebut , terbentuk studi kasus dengan 67 konfigurasi generator outage

17. SKEMA PELEPASAN BEBAN HASIL DAN PEMBAHASAN Frequency Trip Point Percent (%) Load Awal Percent of Load Shed Load Shed Actual Load Shed 49.58 99.17 99.40 10% 9.94 10 49.33 98.67 89.46 10% 8.95 9 49.00 98.00 80.51 5% 4.03 4.1 49.00 98.00 76.49 5% 3.82 3.7 48.67 97.33 72.66 5% 3.63 3.7 48.67 97.33 69.03 5% 3.45 3.5 Mengacu pada Standar IEEE C37. 106-1987 Status Pelepasan beban dilakukan secara kuantum dan instan dengan delay CB membuka yaitu 15 cycle setelah kejadian trip.

18. GENERATOR OUTAGE HASIL DAN PEMBAHASAN 5 GEN AKTIF, ALSTHOM K-3 OFF & GE K-2 TRIP Lowest : 98.69% Stabil : 99.91% Lowest : 0.00% Lowest : 98.53% Lowest : 98.78% Stabil : 99.94% Stabil : 99.83% Eksisting : Trip Loss (MW) : K-2 (22 MW) Load Shedding (Status) : 14.9 MW Setelah Pengembangan : Trip Loss (MW) : K-2 (24.5 MW) Load Shedding (Frekuensi) : 19 MW Load Shedding (Status) : 15.6 MW

19. GENERATOR OUTAGE HASIL DAN PEMBAHASAN 5 GEN AKTIF, ALSTHOM K-3 OFF & GE K-2 TRIP Lowest : 89.63% Stabil : 95.41% Lowest : 0.00% Lowest : 88.13% Lowest : 87.99% Stabil : 94.18% Stabil : 94.32% Hasil dari simulasi tersebut menunjukkan bahwa nilai tegangan pada keadaan stabil termasuk dalam keadaan continuous operation sesuai dengan standar.

20. GENERATOR OUTAGE HASIL DAN PEMBAHASAN 5 GEN AKTIF, ALSTHOM K-3 OFF & GE K-2 TRIP Sistem Eksisting Sistem Rekomendasi (Frekuensi) Sistem Rekomendasi (Status)

21. SHORT CIRCUIT HASIL DAN PEMBAHASAN Hubung Singkat pada Bus 00-SG-01 (33 kV) Lowest : 99.18% Lowest : 99.51% Lowest : 99.51% Stabil : 99.57% Lowest : 0.01% Lowest : 0.01% Lowest : 52.2% Stabil : 99.99% Stabil : 96.65% Stabil : 95.9% H asil simulasi pada studi kasus Hubung Singkat pada bus 33 kV menunjukkan bahwa tidak perlu adanya pelepasan beban dan keadaan stabil baik pada respons frekuensi dan tegangan menunjukkan keadaan yang baik dan masuk dalam kondisi continuous operation sesuai dengan standar.

22. SHORT CIRCUIT HASIL DAN PEMBAHASAN Hubung Singkat pada Bus 00-SG-01 (33 kV) Pada respons sudut rotor yang dapat dilihat pada gambar, menunjukkan bahwa sudut rotor dalam keadaan osilasi maupun stabil masih diperbolehkan sesuai dengan standar.

23. MOTOR STARTING HASIL DAN PEMBAHASAN Motor Starting pada Motor M101 (5 MW) Lowest : 99.57% Lowest : 99.59% Lowest : 99.57% Stabil : 99.98% Lowest : 92.95% Lowest : 90.05% Lowest : 93.4% Stabil : 99.99% Stabil : 97.51% Stabil : 96.68% H asil simulasi pada studi kasus Motor Starting Motor 101 yang berada pada bus SWGR 1 menunjukkan bahwa tidak perlu adanya pelepasan beban dan keadaan stabil baik pada respons frekuensi dan tegangan menunjukkan keadaan yang baik dan masuk dalam kondisi continuous operation sesuai dengan standar.

24. MOTOR STARTING HASIL DAN PEMBAHASAN Motor Starting pada Motor M101 (5 MW) Pada respons sudut rotor yang dapat dilihat pada gambar, menunjukkan bahwa sudut rotor dalam keadaan osilasi maupun stabil masih diperbolehkan sesuai dengan standar.

25. KESIMPULAN & SARAN KESIMPULAN Pada studi kestabilan transien sistem eksisting dengan 22 pola pembangkitan generator dan 111 konfigurasi studi kasus generator trip, seluruh konfigurasi tersebut dapat dimitigasi menggunakan skema load shedding status-indicated dengan hasil respons yang sesuai standar serta maksimal kenaikan daya dari generator adalah 112%. Pada studi kestabilan transien setelah adanya pengembangan dengan 11 pola pembangkitan generator dan 67 konfigurasi studi kasus generator trip, seluruh konfigurasi tersebut dapat dimitigasi menggunakan baik dengan skema load shedding frekuensi 6 langkah ataupun status-indicated dengan hasil respons yang sesuai standar serta maksimal kenaikan daya dari generator adalah 112% Pada kestabilan transien dengan studi kasus berupa hubung singkat didapatkan bahwa pada hubung singkat bus 33 kV, bus 11 kV dan bus 6,6 kV memiliki respons yang diamati sudah sesuai dengan standar continuous operation yang diizinkan . Pada kestabilan transien dengan studi kasus berupa motor starting pada motor M101 didapatkan bahwa respons yang diamati pada 3 level tegangan yang memiliki nilai yang sudah sesuai dengan standar continuous operation yang diizinkan .

26. KESIMPULAN & SARAN Pada skema pelepasan beban dengan menggunakan skema status, beban – beban yang dilepas sebaiknya harus di dekat generator yang mengalami kasus trip atau outage. SARAN PT. Kaltim Daya Mandiri dapat mempertimbangkan untuk menggunakan skema load shedding berbasis frekuensi 6 langkah sebagai back-up pada sistemnya sehingga apabila skema utama berupa status gagal untuk mengatasi masalah kestabilan transien , skema load shedding berbasis frekuensi 6 langkah dapat bekerja .

27. TERIMAKASIH SEKIAN DAN Oleh : Tiara Anindita Yulia

28. Pembagian Beban SISTEM KELISTRIKAN SISTEM EKSISTING

29. Pembagian Beban SISTEM KELISTRIKAN SISTEM SETELAH PENGEMBANGAN

30. DATA PERBANDINGAN HASIL SIMULASI SISTEM EKSISTING SISTEM SETELAH PENGEMBANGAN

31. DATA SIMULASI HUBUNG SINGKAT HASIL SIMULASI

32. GOVERNOR TINJAUAN PUSTAKA

33. MODE GOVERNOR TINJAUAN PUSTAKA I SOCHRONUS MODE

34. MODE GOVERNOR TINJAUAN PUSTAKA D ROOP MODE

35. Respons Frekuensi TINJAUAN PUSTAKA PERUBAHAN FREKUENSI SEBAGAI FUNGSI WAKTU DENGAN ADANYA FREQUENCY CONTROL

36. PRIMARY AND SECONDARY CONTROL TINJAUAN PUSTAKA