Analisis Nilai Critical Clearing Time Sistem Multi-Mesin dengan Konsep One Machine Infinite Bus Menggunakan Metode Kriteria Sama Luas dan Runge-Kutta Orde 4

Abstract

Dengan terus meningkatnya kebutuhan listrik, telah dilakukan berbagai upaya guna meningkatkan dan memaksimalkan produksi listrik. Upaya tersebut antara lain membangun pembangkit baru dan penggunaan bahan energi terbarukan. Selain kedua hal tersebut, perlu juga memperhatikan aspek penting dalam pembangkitan listrik yaitu kestabilan sistem tenaga listrik itu sendiri. Menjaga stabilitas sistem tenaga listrik sangat penting karena apabila suatu sistem tenaga listrik tidak stabil, dapat menyebabkan terganggunya proses pembangkitan, transmisi dan distribusi listrik. Stabilitas sistem tenaga merupakan kemampuan suatu sistem tenaga untuk kembali ke keadaan awal atau keadaan stabil setelah mengalami suatu gangguan. Stabilitas system tenaga terdiri dari stsbilitas steady state, stabilitas dinamik dan stabilitas transien. Dari ketiga stabilitas sistem tenaga tersebut, stabilitas transien merupakan kondisi yang paling berbahaya bagi sistem tenaga. Hal ini dikarenakan kondisi transien adalah saat sistem tenaga mengalami suatu gangguan atau perubahan besar dalam waktu singkat yang memungkinkan sistem kehilangan kestabilannya apabila gangguan tidak dihilangkan pada waktu yang tepat. Oleh karena itu, suatu sistem diproteksi dengan relay yang akan mendeteksi adanya gangguan dan men-trigger circuit breaker untuk memutus gangguan dari sistem. Setting waktu pada relay harus tepat yaitu berdasarkan critical clearing time atau waktu pemutus kritis agar sistem dapat mempertahankan kestabilannya. Penelitian ini membahas tentang perhitungan critical clearing time suatu sistem tenaga menggunakan konsep one machine infinite bus. Konsep one machine infinite bus mempermudah proses perhitungan critical clearing time karena akan menghasilkan nilai critical clearing time untuk keseluruhan sistem bukan hanya pada salah satu generator. Perhitungan critical clearing angle dilakukan menggunakan Metode Kriteria Sama Luas sedangkan perhitungan critical clearing time menggunakan Metode Runge-Kutta Orde 4. Simulasi gangguan dilakukan pada dua titik yaitu gangguan A di dekat Bus 9 pada saluran 6-9 dan gangguan B di dekat bus 9 pada saluran 8-9. Kondisi sebelum dan selama gangguan kedua kondisi A dan B adalah sama karena kedua gangguan terletak di dekat bus 9. Kondisi setelah gangguan pada gangguan A dan B berbeda karena untuk memutus gangguan dari sistem dilakukan dengan melepas saluran yang berbeda. Dari penelitian ini diperoleh hasil nilai critical clearing angle dan critical clearing time gangguan A masing - masing 96,18 derajat dan 0,346 detik. Pada gangguan B nilai critical clearing angle dan critical clearing time masing – masing adalah 86,5217 derajat dan 0,328 detik. Salah satu indikator yang menunjukkan suatu sistem masih dalam keadaan stabil adalah apabila terjadi ayunan sudut rotor terhadap waktu setelah dilakukan pemutusan gangguan dari sistem. Pada pengujian nilai critical clearing time, saat dilakukan pemutusan dengan waktu kurang dari atau sama dengan critical clearing time, terjadi ayunan sudut rotor terhadap waktu. Sedangkan ketika melakukan pemutusan dengan waktu lebih dari critical clearing time, tidak terjadi ayunan sudut rotor terhadap waktu dimana nilai sudut rotor terus naik terhadap waktu. Sehingga dapat disimpulkan bahwa apabila waktu pemutusan gangguan kurang dari atau sama dengan critical clearing time maka sistem masih dapat mempertahankan kestabilannya. Sedangkan apabila waktu pemutusan gangguan lebih dari critical clearing time maka sistem akan kehilangan kestabilannya karena rotor lepas sinkron.