- Tujuan:
Ø Mahasiswa
mampu menggunakan aplikasi software Power world.
Ø Mahasiswa
mampu merancang dan membuat plant pembangkit tenaga listrik dan disimulasikan.
Ø Mahasiswa
mampu menganalisa plant yang sudah dibuat.
- Dasar
Teori :
Untuk
menyalurkan daya listrik dari
sumber pembangkitan listrik ke pusat-pusat beban membutuhkan
rangkaian instalasi tenaga listrik, yaitu transmisi dan distribusi yang dioperasikan secara
serentak. Dalam proses tersebut perlu adanya peralatan pendukung
seperti berikut:
1.
Generator
AC
Generator
adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya listrik. Mesin
listrik dapat berupa generator dan motor dan berdasarkan arah arusnya mesin
listrik terbagi atas mesin listrik arus searah dan mesin listrik arus
bolak-balik. Medan berputar menyederhanakan masalah pengisolasian tegangan yang
dibangkitkan, yang umumnya sebesar 18.000 sampai 24.000 V. Generator ac medan–
berputar mempunyai jangkar yang disebut stator. Lilitan stator tiga– fase
langsung dihubungkan dengan beban tanpa melalui slip ring dan sikat. Hal ini
memudahkan isolasi kumparan karena kumparan tidak dikenai gaya sentrifugal.
Metode yang berbeda dari penguatan medan telah dibuat dan digunakan.
Menggunakan system penguatan tanpa sikat pada generator ac kecil yang
dipasangkan pada poros yang sama seperti generator utama, digunakan sebagai
penguat. Penguat ac mempunyai jangkar putar. Output jangkar disearahkan dengan
diode solid state yang juga di pasang pada poros utama. Output yang disearahkan
dari penguat ac dimasukkan langsung dengan menggunakan hubungan yang diisolasi
sepanjang poros pada medan generator sinkron yang berputar.
Medan
penguat ac adalah tetap dan disuplai dari sumber dc yang terpisah. Akibatnya,
output penguat ac dan tegangan yang dibangkitkan dari generator sinkron yang
dikontrol dengan mengubah kekuatan medan dari penguat ac melalui pengaturan
rheostat medan.
- Transformator
Transformator atau trafo
adalah suatu alat listrik yang memindahkan energi listrik dari satu rangkaian
listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet
berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Trafo digunakan secara luas baik
dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunanya dalam sistem tenaga
yaitu dengan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis Untuk tiap tiap
keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya
listrik jarak jauh.
Prinsip
kerja transformator adalah berdasarkan hukum faraday yaitu arus listrik dapat
menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus
listrik. Bila pada salah satu kumparan pada transformator diberi arus listrik
bolak balik maka jumlah garis gaya magnet berubah ubah akibatnya pada kumparan
primer terjadi induksi. Kumparan sekunder menerima garis gaya magnet dari
kumparan primer terjadi yang jumlahnya juga berubah ubah. Maka pada kumparan
sekunder juga timbul induksi dan akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat
beda tegangan.
Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan
primer dan jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu:
Ø Transformator
step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi
tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih
banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
Ø Transformator
step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi
rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak
daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).
- Busbar
Merupakan titik pertemuan
atau hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT,
dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga
listrik/daya listrik. Ada beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan saat
ini, antara lain:
Ø
Sistem
cincin atau ring, semua rel/busbar yang ada tersambung satu sama lain dan
membentuk seperti ring/cicin.
Gambar 1. Sistem Cincin atau ring
Ø
Busbar
Tunggal atau Single busbar, semua perlengkapan peralatan listrik dihubungkan
hanya pada satu / single busbar pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah
gardu induk diujung atau akhir dari suatu transmisi.
Gambar
2. Sistem busbar tunggal atau single busbar
Ø
Busbar
Ganda atau double busbar, Adalah gardu induk yang mempunyai dua/double busbar.
Sistem ini sangat umum, hamper semua gardu induk menggunakan sistem ini karena
sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan.
Gambar 3. Sistem Busbar Ganda
atau double Busbar.
Ø
Busbar
satu setengah atau one half busbar, gardu induk dengan konfigurasi seperti ini
mempunyai dua busbar juga sama seperti pada busbar ganda, tapi konfigurasi
busbar seperti ini dipakai pada Gardu induk Pembangkitan dan gardu induk yang
sangat besar, karena sangat efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi
pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem. Sistem ini menggunakan 3
buah PMT didalam satu diagonal yang terpasang secara seri.
Gambar 4. Sistem Busbar satu setengah atau one
half busbar.
4. Beban
Beban merupakan sebagai penerima daya dari pembangkit. Beban atau Load
bisa bermacam-macam, ada beban untuk pelanggan TM dan pelanggan TR, 1 fasa
maupun 3 fasa tergantung pada kebutuhan dari pelanggan.
Gambar 5. Beban dalam simulasi
- ALAT
DAN BAHAN
Ø PC/Laptop
Ø Aplikasi
Software Powerworld
- LANGKAH KERJA
1. Instal
aplikasi software Powerworld pada PC/laptop
2. Jika
sudah terinstal, kemudian buka aplikasi tersebut
3. Tampilan
Power World setelah program terbuka
4. Setelah
program terbuka pilih File – New Case
5. Kemudian
akan muncul jendela seperti di atas, kemudian mulai membuat sebuah plant simulasi
sistem pembangkit tenaga listrik dengan memanfaatkan icon yang berada di pingir
kiri lembar kerja atau dapat juga dicari di menu insert.
6. Hasil
Simulasi yang Dibuat
7. Setelah selesai dipastikan benar, klik run mode-simulation-play
E. Analisa Data
1. Desain Jaringan
2. Data Beban
|
Nama
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
|
Beban 1
|
500
|
300
|
|
Beban 2
|
500
|
300
|
3. Data
Analisa Fuel Cost Generator
Tabel analisa fuel cost 6 generator
dengan 2 beban total 1000 MW
-
P diubah-ubah
-
Q tetap
|
No
|
Generator
1
|
Generator
2
|
Generator
3
|
Generator
4
|
Generator
5
|
Generator
6
|
||||||
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
|
|
1
|
250
|
100
|
200
|
100
|
50
|
100
|
100
|
100
|
200
|
100
|
200
|
100
|
|
2
|
200
|
100
|
180
|
100
|
160
|
100
|
120
|
100
|
200
|
100
|
140
|
100
|
|
3
|
150
|
100
|
200
|
100
|
175
|
100
|
140
|
100
|
140
|
100
|
120
|
100
|
|
4
|
100
|
100
|
140
|
100
|
140
|
100
|
125
|
100
|
170
|
100
|
160
|
100
|
|
Fuel
Cost
|
Total
|
|||||
|
G 1 ($/hr)
|
G 2 ($/hr)
|
G3 ($/hr)
|
G4 ($/hr)
|
G5 ($/hr)
|
G6 ($/hr)
|
|
|
2900
|
1500
|
2900
|
987
|
768
|
2000
|
3394
|
|
2350
|
2300
|
2100
|
1200
|
1115
|
1800
|
3324
|
|
1800
|
2600
|
2225
|
1350
|
1360
|
1250
|
3464
|
|
1000
|
2000
|
2570
|
1459
|
1245
|
1630
|
3392
|
Tabel analisa fuel cost 2 generator
dengan 2 beban total 1000 MW
-
P tetap
-
Q diubah-ubah
|
No
|
Generator
1
|
Generator
2
|
Generator
3
|
Generator
4
|
Generator
5
|
Generator
6
|
||||||
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
P (MW)
|
Q (Mvar)
|
|
|
1
|
100
|
100
|
150
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
50
|
100
|
200
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
80
|
100
|
200
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
140
|
100
|
140
|
100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
|
Fuel
Cost
|
Total
|
|||||
|
G 1 ($/hr)
|
G 2 ($/hr)
|
G3 ($/hr)
|
G4 ($/hr)
|
G5 ($/hr)
|
G6 ($/hr)
|
|
|
1569
|
1825
|
|
|
|
|
3394
|
|
1200
|
2224
|
|
|
|
|
3324
|
|
964
|
2500
|
|
|
|
|
3464
|
|
1696
|
1696
|
|
|
|
|
3392
|
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 1/100 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 2/150 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 1/50 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 2/200 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 1/80 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 2/200 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 1/140 MW
Gb.
Grafik Fuel Cost Generator 2/140 MW
Untuk
mendapatkan biaya bahan bakar paling murah dilakukan perbandingan antara
generator 1 dan generator 2 dengan cara merubah komposisi antara kedua
generator yaitu mengubah P dan Q pada generator hingga ditemukan biaya yang
paling murah.
F.
Kesimpulan
Berdasarkan praktikum
simulasi perancangan jaringan distribusi listrik
berbasis powerworld dengan menggunakan dua
buah sumber, yaitu
generator 1 dan generator 2 yang mensuplay dua buah beban dapat diketahui nilai parameter-parameter pada setiap komponen. Parameter generator 1 sebagai
control yang dapat ubah nilai variablenya untuk
mengetahui harga pembangkitan yang
paling murah. Berdasarkan praktikum, data yang
diperoleh untuk harga pembangkitan paling
murah adalah generator
2 dengan fuel cost 1,000 dan magginal cost 2224 (US$/MWH) dan pada generator 1 dengan fuel cost 1,000 dan
marginal cost 1200 (US$/MWH).
