Upload
elaine
View
101
Download
10
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Chevron. STUDI PENGARUH PENGGUNAAN KOMPENSATOR BERUPA CAPACITOR BANK, SVC, DAN STATCOM PADA JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSI di PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA Oleh : CINDY MALFICA 10/297541/TK/36296 IKHWAN LUTHFI SYAFJON 10/297531/TK/36292 - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
STUDI PENGARUH PENGGUNAAN KOMPENSATOR BERUPA CAPACITOR BANK, SVC, DAN STATCOM
PADA JARINGAN TRANSMISI DAN DISTRIBUSIdi
PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA
Oleh :CINDY MALFICA
10/297541/TK/36296
IKHWAN LUTHFI SYAFJON10/297531/TK/36292
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASIUNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
COMPANY PROFILEPT CHEVRON PACIFIC INDONESIA
COMPANY PROFILE
Chevron adalah produsen minyak mentah terbesar di Indonesia.
Menyumbang 40% produksi nasional.
Memiliki 6400 karyawan handal dan 30000 karyawan mitra
CHEVRON SUMATERA
Rumbai Minas Duri Dumai
Tugas :1. Membangkitkan daya listrik yang cukup dan
berkesinambungan secara efisien guna memenuhi pertumbuhan beban di PT. CPI.
2. Mencatu daya listrik yang andal dan baku guna memenuhi kebutuhan operasi PT. CPI.
3. Memanfaatkan gas buang panas dari turbin – turbin gas di Central Duri secara maksimal untuk menghasilkan uap guna kebutuhan operasi Duri Steam Flood.
4. Mempertahankan keselamatan kerja yang tinggi.
Power Generation & Transmission Department PT. CPI
• Sub Bagian :1. Administrator 2. Business Engineering Support (BES)• Planning and Budget, Design and Construction, IT and Support
System, Safety Health and Environment, dan Quality Improvement.
3. Power System Generation (PSG) • Team Power Plant• Team Power System Management• Team Conditioning Monitoring• Team Gas Turbine Maintenance
4. Transmission Distribution and Operation (TDO)• Power Line Maintenance• Substation and Control System• Substation and Control System• Power System Engineering (PSE)
Power Generation & Transmission Department PT. CPI
• Divisi Support Operation• Sebuah departemen yang bertugas menyediakan
tenaga listrik dan menghasilkan uap melalui pemanfaatan panas dari gas buang turbin.
• Menggunakan Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Duri
• 17 unit dioperasikan oleh PGT• 3 unit dioperasikan oleh North Duri Cogen• Central Duri : 5 unit : 95 MW• Duri : 1 unit : 19 MW• Minas : 11 unit : 210 MW• North Duri Cogen : 3 unit : 300 MW
Power Generation & Transmission Department PT. CPI
Saluran transmisi :• Saluran transmisi 230 kV sepanjang 128 km• Saluran transmisi 115 kV sepanjang 536 km• Saluran transmisi 44 kV sepanjang 105 km
Saluran distribusi (8000 Transformator) :• Saluran distribusi 13,8 kV sepanjang 1742 km• Saluran distribusi 4,16 kV sepanjang 50 km
Power Generation & Transmission Department PT. CPI
Power Generation & Transmission Department PT. CPI
Outline• Latar Belakang• Permasalahan• Solusi• Simulasi (ETAP & MATLAB)• Kesimpulan
Latar Belakang
• Chevron Project : Zewadi Project•Tahun 2016 : Penambahan beban 17 MW (North Power System)
• Peningkatan beban setiap tahun•Penambahan beban 59 MW pada sistem kelistrikan bagian utara (North Power System)
Permasalahan:• Tegangan turun di lokasi bagian North• Voltage drop yang tinggi
• Power factor rendah di lokasi pembangkit Central Duri
• Jaringan radial : menurunkan keandalan• Load drop pada kondisi N-1
CPI Integrated Power System
Kondisi jaringan loop saat MGL-STG Close
Kondisi jaringan loop saat MGL-STG Open
Solusi• Membangun saluran transmisi loop untuk
meningkatkan keandalan• Membangun pembangkit baru • Meningkatkan kapasitas saluran pada kondisi
normal : • Penambahan Kompensator / FACTS 2x25 MVAR di lokasi
Sintong & Bangko • Capacitor Bank• Static Var Compensator (SVC)• STATCOM
-> meningkatkan tegangan dan power factor saluran transmisi-> pengiriman daya meningkat
Apa yang kami lakukan?• Mengamati pengaruh penggunaan kompensator
terhadap profil tegangan, transien dan gangguan pada jaringan
SIMULASI• Simulasi aliran daya dengan ETAP. • Simulasi fenomena transien dengan ETAP &
MATLAB Software• Simulasi hubung singkat dengan ETAP
Compensator• Capacitor Bank (2x25 MVAR)• STATCOM/SVC (2x25 MVAR)
CRITERIA SVC STATCOM CAP. BANK
Switch Type Static switches Static switches. Circuit Breakers
Power Quality Considerable harmonics Low Harmonics Prone to resonance
Response Faster Fastest Slow
Voltage - Current Relationship
Voltage dependent. Less stable.
Voltage independent. More stable.
No relationship. On – off mechanism only.
VAR Capability Supply & Absorb Supply & Absorb Supply Only
Capital Cost <60MAR equal with STCOM 250,000 USD/MVAR 52,000 USD/MVAR
Spacing Small Smallest Small
Switching Surge Small Small Considerable
SVC STATCOM
CB
CAP. BANK
TECHNOLOGY SELECTION
Untuk menaikkan tegangan di sepanjang feeder sekaligus menaikkan faktor daya dari saluran tersebut.
Tujuan pemasangan capacitor bank: • Di substation : menaikkan level tegangan di bus substation
dan membantu MVAR sistem • Di feeder : menaikkan level tegangan di beban sekaligus
menaikkan faktor daya.
Capacitor Bank
Penentuan Lokasi Penempatan Kompensator
VOLTAGE PROFILE – REACTIVE COMPENSATOR
22
RKN115 BTG115 KTG115 MGL115 STG115 BKO115 NEL115 BLM115 PNG11585
87
89
91
93
95
97
99
101
103
105
Voltage Profile with Reactive Compensator
2013 2x25 RKN-PMM 2X25 RKN-BTG 2X25 KTG-STG 2X25 KTG-BKO
2X25 STG-BKO 2X35 STG-BKO 2X45 STG-BKO 2X55 STG-BKO
Location
Volt
age (
kV
)
• Lokasi STG dan BKO simulasi dilakukan pada lokasi beban Central Duri
Pengaruh Penggunaan Kompensator berupa Capacitor Bank,FACTS SVC, dan STATCOM pada Jaringan Transmisi dan Distribusi di
PT. Chevron Pacific Indonesia
• Simulasi Load flow • Simulasi Transient dengan Capacitor Bank• Simulasi Transient dengan STATCOM • Simulasi Short Circuit 1 Phase Ground• Simulasi Short Circuit 3 Phase
PROGRAM BANTU• ETAP• MATLAB
Simulasi Loadflow dengan Program Bantu : ETAPMengamati profil tegangan sebelum dan setelah pemasangan FACTS SVC
Simulasi Load flow (ETAP)
• Skenario 1• Keadaan saat MGL-STG di Close, SVC belum dipasang pada
jaringan.• Keadaan saat MGL-STG di Open, SVC belum dipasang pada
jaringan.
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM 80
85
90
95
100
105
110
107.213
100.7
95.24
93.424
104.179102.9 103.456
92.664 92.054
107.412
103.2 99.86 98.206103.3
100.4102
97.508
96.931
Kondisi Tegangan Norm dan Norm (MGL-STG Open)
Norm (MGL-STG open)
Norm
Lokasi BUS
Tega
ngan
(kV)
• Skenario 2• Keadaan saat MGL-STG di Close, SVC belum dipasang pada
jaringan.• Keadaan saat MGL-STG di Close, SVC telah dipasang pada
jaringan.
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM 80
85
90
95
100
105
110
107.213
100.7
95.24 93.424
104.179102.9
103.456
92.664
92.054
108.1106.4
104.6 103.7
106.3105.1 105.6
103
102.5
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC (MGL-STG Open)
Norm (MGL-STG Open)
Norm HCT SVC (MGL-STG open)
Lokasi BUS
Tega
ngan
(kV)
Simulasi Load flow (ETAP)
• Skenario 3• Keadaan saat MGL-STG di Close, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.• Keadaan saat MGL-STG di Open, HCT SVC telah dipasang pada jaringan.
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM 90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
107.412
103.2
99.86
98.206
103.3
100.4
102
97.508
96.931
108
106.7
105104
106.3
105105.6
103.4
102.9
Kondisi Tegangan Norm dan Norm HCT SVC
Norm
Norm HCT SVC
Lokasi BUS
Tega
ngan
(kV)
Simulasi Load flow (ETAP)
• Skenario 4• Keadaan saat MGL-STG di Open, SVC belum dipasang pada
jaringan.• Keadaan saat MGL-STG di Open, SVC telah dipasang pada
jaringan
CD BTG STG BKO RKN MGL KTGL NEL BLM 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
108
106.7
105
104
106.3
105
105.6
103.4102.9
108.1
106.4
104.6
103.7
106.3
105.1105.6
103102.5
Kondisi Tegangan Norm HCT SVC dan Norm HCT SVC (MGL-STG open)
Norm HCT-SVC
Norm HCT-SVC (MGL-STG Open)
Lokasi BUS
Tega
ngan
(kV)
Simulasi Load flow (ETAP)
• Skenario 5 :• MGL-STG di Close, SVC belum dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Close, SVC telah dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Open, SVC belum dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Open, SVC telah dipasang pada jaringan.
Simulasi Load flow (ETAP)
Simulasi Load flow (ETAP)
• MGL-STG di Close, SVC belum dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Close, SVC telah dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Open, SVC belum dipasang pada jaringan.• MGL-STG di Open, SVC telah dipasang pada jaringan.
Tahun 2013
Tahun 2014
Tahun 2015
Tahun 2016
Simulasi Transient dengan Program Bantu : ETAP
Mengetahui pengaruh penggunaan kompensator Capacitor Bank pada proses switching
• Skenario 1• Konfigurasi Normal tanpa Capacitor Bank• Saluran MGL-STG open dalam keadaan Open
Simulasi Transien dengan Capacitor Bank
• Skenario 2• Konfigurasi Normal dengan Capacitor Bank 2x25 MVAR • Saluran MGL-STG dalam keadaan Open
Simulasi Transien dengan Capacitor Bank
• Skenario 3• Keadaan saat MGL-STG di Close, • 2 Capacitor Bank awalnya Open lalu di Close
• Waktu kerja CB219 = 1 sc• Waktu kerja CB218 = 15 sc
Simulasi Transien dengan Capacitor Bank
Mengetahui pengaruh penggunaan kompensator Capacitor Bank dan FACTS STATCOM dan pada proses switching
Simulasi Transient dengan Program Bantu : MATLAB
Simulasi Transient dengan STATCOM
• Skenario 1• MGL-STG Close• CB Initial condition : Open• STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Simulasi Transient dengan STATCOM
Saat MGL-STG closeSTATCOM STG close saat t = 0.1 sekon
Saat MGL-STG closeSTATCOM STG close saat t = 0.2 sekon
• Skenario 2• MGL-STG Close• CB Initial condition : Open• STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Simulasi Transient dengan STATCOM
Saat MGL-STG close2 STATCOM close saat t = 0.1 sekon
• Skenario 1• MGL-STG Open• CB Initial condition : Open• STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• STATCOM BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Simulasi Transient dengan STATCOM
Saat MGL-STG OpenSTATCOM STG close saat t = 0.1 sekon
Saat MGL-STG OpenSTATCOM STG close saat t = 0.2 sekon
• Skenario 2• MGL-STG Open• CB Initial condition : Open• STATCOM STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• STATCOM BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Simulasi Transient dengan STATCOM
Saat MGL-STG Open2 STATCOM close saat t = 0.1 sekon
• Skenario 1• MGL-STG Close• CB Initial condition : Open• Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
• Skenario 2• MGL-STG Close• CB Initial condition : Open• Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
• Skenario 3• MGL-STG Open• CB Initial condition : Open• Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• Capbank BKO [0.2 10] CB Close pada waktu 0.2-10 sc
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
• Skenario 4• MGL-STG Open• CB Initial condition : Open• Capbank STG [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc• Capbank BKO [0.1 10] CB Close pada waktu 0.1-10 sc
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
Skenario 4
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
• Skenario 5• MGL-STG Open pada t = 1 s• Cap Bank STG Close pada t = 2 s• Cap Bank BKO Close pada t = 3 s
Simulasi Transient dengan Capacitor Bank
Simulasi Short Circuit dengan Program Bantu : ETAP
Mengetahui pengaruh penggunaan SVC atau Capacitor Bank ketika terjadi short circuit 1 Phase – Ground dan 3 Phase
Gambar kondisi rangkaian saat (a) SVC belum dipasang dan (b) SVC sudah dipasang (c) Capacitor belum dipasang dan (d) Capacitor sudah dipasang
Simulasi Short Circuit 3 Phase (MGL-STG Close)
Gambar kondisi rangkaian saat (a) SVC belum dipasang dan (b) SVC sudah dipasang (c) Capacitor belum dipasang dan (d) Capacitor sudah dipasang
Simulasi Short Circuit 3 Phase (MGL-STG Open)
MGL-STG
Kompensator
Kondisi kompens
ator
Arus (kA)
TOTALBTG-STG
MGL-STG
BKO-STG
close
SVCOpen 3.94 1.44 1.54 0.813
Close 3.94 1.44 1.54 0.813
CAPBANKOpen 3.94 1.44 1.54 0.813
Close 3.94 1.44 1.54 0.813
open
SVCOpen 2.58 1.61 0 0.813
Close 2.58 1.61 0 0.813
CAPBANKOpen 2.58 1.61 0 0.813
Close 2.58 1.61 0 0.813
Simulasi Short Circuit 3 Phase
Gambar kondisi rangkaian saat (a) Capacitor belum dipasang dan (b) Capacitor sudah dipasang (c) SVC belum dipasang dan (d) SVC sudah dipasang
Simulasi Short Circuit 1 Phase Ground (MGL-STG Close)
Gambar kondisi rangkaian saat (a) SVC belum dipasang dan (b) SVC sudah dipasang (c) Capacitor belum dipasang dan (d) Capacitor sudah dipasang
Simulasi Short Circuit 1 Phase Ground (MGL-STG Open)
MGL-STG
Kompensator
Kondisi kompensa
tor
Arus (kA)
TOTAL
BTG-STG
MGL-STG
BKO-STG
close
SVCOpen 2.06 1.06 1 0
Close 2.06 1.06 1 0
CAPBANKOpen 2.06 1.06 1 0
Close 2.06 1.06 1 0
open
SVCOpen 1.18 1.18 0 0
Close 1.18 1.18 0 0
CAPBANKOpen 1.18 1.18 0 0
Close 1.18 1.18 0 0
Simulasi Short Circuit 1 Phase - Ground
• Beban yang tiba-tiba berubah bisa menyebabkan voltage flickers.• Pada penggunaan capacitor, Load shedding memiliki tingkat
kompensasi yang tinggi dan hal ini akan menyebabkan over voltage. • Switching pada capacitor dapat menyebabkan kenaikan
tegangan yang mendadak dan ini bisa menyebabkan motor tiba-tiba mati. • Kawasan industri dengan banyak variasi beban punya nilai
harmonik yang tinggi.• Jaringan yang berubah dari Loop menjadi radial akan membuat
nilai impedansinya naik dan drop tegangan naik. Sehingga tegangan yang tiba di beban menjadi kecil/berkurang.• Capacitor Bank tidak memiliki pengaturan dalam suplai daya
reaktif ke jaringan
Kesimpulan
• SVC/STATCOM mampu mengkompensasi tegangan yang ada di jaringan tanpa menyebabkan overvoltage • Lama transient SVC/STATCOM lebih lama dibandingkan
Capacitor Bank• Penggunaan Capasitor Bank maupun SVC/STATCOM tidak
memberikan efek kenaikan arus saat gangguan short circuit terjadi• Penggunaan kapasitor dan SVC/STATCOM dapat meningkatkan
factor daya sehingga pengiriman daya lebih optimal• Factor daya dan jarak saluran transmisi mempengaruhi
kestabilan tegangan sistem• Semakin tinggi Factor daya sumber, semakin baik profile
tegangan di saluran• Semakin tinggi factor daya sumber, semakin besar kapasitas
saluran dalam pengiriman daya aktif
Kesimpulan
Kesimpulan
Perbandingan FACTS :
Capacitor Bank• Kekurangan :
• Hanya mengirim VAR• Komponen fixed passive : terus
meyuplai var• Proses switching yang tidak
sinkron dengan gelombang menimbulkan arus inrush yang menyebabkan transient. Timbul stress jaringan.
• Waktu respon >70 ms• Tidak cocok dengan beban yang
berubah-ubah. Butuh alat frequent switching agar steady state terjadi.
• Kenaikan tegangan yang tiba-tiba menyebabkan gelombang harmonik sehingga dibutuhkan filter
• Kelebihan :• Harga yang murah
SVCKelebihan :• Respon = 20-30 ms• Bisa bersifat induktif dan
kapasitif• Ekonomis untuk sistem
yang besar
Kekurangan :• Menghasilkan gelombang
harmonic• Memiliki karakteristik V2
seperti kapasitor
STATCOM Kelebihan :• Respon <10 ms.• Tidak ada kenaikan tegangan
yang mendadak• Kemampuan induktif dan kapasitif• Karakteristik arus konstan (nilai
daya reaktif turun karena tegangan bukan fungsi kuadratis)
• Tingkat harmoniknya kecil sehingga tidak butuh filter
• Terintegrasi dengan AHF (Active Harmonic Filtering)
• Harganya lebih murah dibanding SVC untuk kemampuan 50 MVAR
• Bisa dipasangkan dengan kapasitor membentuk system hybrid
Kekurangan :• Mahal dan butuh lahan yang luas
untuk penempatannya
STATCOM• Menaikan tegangan pada grid dengan
menginjeksikan daya reaktif ke grid• Menurunkan tegangan pada grid dengan
menyerap daya reaktif pada grid
Kehandalan STATCOM• Kontrol tegangan sangat cepat dan otomatis
sehingga cepat memperbaiki faktor daya• Gelombang keluaran yang dihasilkannya secara
terus menurus tanpa ada step/kenaikan tegangan yang tiba-tiba (pahami grafik statcom)
• Gelombang keluarannya juga tanpa harmonik dan transient (pada simulasi ada transient, mengapa?)
• Dapat memberi dan menyerap daya reaktif• Reaksi terhadap gangguan sangat cepat yaitu
<10 ms setelah fault terjadi, untuk daya yang sangat besar : 20-50 ms
THANK YOU
ADDITIONAAAAAAALLLLL……• Foto saat jalan ke sub dan trafo• Video statcom dan svc