## PENGARUH PEMASANGAN STATIC VAR COMPENSATOR PADA SISTEM TRANSMISI TENAGA LISTRIK
( Studi Kasus: Sistem Transmisi Tenaga Listrik 150 kV Sumbagut )
Syiska Yana * , Zulkarnaen Pane, Sandro Levi Panggabean Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
* Corresponding author, e-mail : syiska_yana@yahoo.com
Abstrak —Studi ini membahas tentang pengaruh pemasangan Static VAR Compensator (SVC) pada sistem transmisi  tenaga  listrik  150  kV  Sumbagut.  Metode  yang  digunakan  dalam  studi  ini  adalah  simulasi menggunakan  komputer  dan  perhitungan  untuk  mendapatkan  parameter-parameter  SVC  yang  akan disimulasikan.  Simulasi  dilakukan  untuk  melihat  profil  tegangan  pada  sistem  sebelum  dan  sesudah dipasang SVC. Dari hasil simulasi sebelum pemasangan SVC diperoleh data Bus yang memiliki tegangan kritis atau dibawah standar.  Bus  yang  mengalami tegangan  yang dibawah standar atau kritis adalah Bus Aek Kanopan, Kuala Tanjung, Kisaran dan Rantau Parapat. Besar tegangan masing-masing Bus berturut- turut 89,92%; 89,92%; 89,97%; dan 89,96%. Setelah pemasangan SVC nilai tegangan pada Bus berubah menjadi 91,7%; 91,74%; 91,7%; dan 91,73%.  Dari hasil simulasi dapat dilihat bahwa pemasangan SVC berdampak pada perbaikan profil tegangan sistem  transmisi.

## Kata Kunci : Static Var Compensator, Tegangan, Transmisi
Abstract —This paper discussed about the influence of Static VAR  Compensator (SVC)  in transmission system 150 kV, Sumbagut region. Transmission system and SVC parameters in this study is simulated by using computer. Purpose of simulation was to show voltage profile of the system before and after installed SVC. Based on simulation for the condition before installed SVC, there were four Buses; Aek Kanopan, Kuala  Tanjung,  Kisaran  and  Rantau  Prapat  which  have  critical  voltages  sequentially  89,92%;  89,92%; 89,97%;  and  89,96%.  After  installed  SVC,  voltage  profile  of  the  busses  increased  sequentially  91,7%; 91,74%; 91,7%; dan 91,73%. Based on simulation result, SVC improved voltage profiles in transmission system.
Keywords : Static Var Compensator, Voltage, Transmission
Copyright © 2016 JNTE. All rights reserved

## 1. PENDAHULUAN
Sistem  transmisi  tenaga  listrik  merupakan bagian  penting  dalam  penyaluran  tenaga  listrik dari  pembangkit  sampai  ke  saluran  distribusi. Oleh  sebab  itu  keandalan  sebuah  sistem transmisi  sangat  perlu  ditingkatkan.  Salah  satu permasalahan  pada  sistem  transmisi  adalah stabilitas  tegangan.  Masalah  stabilitas  tegangan ini  akan  berdampak  pada  kualitas  daya  pada sistem tenaga listrik.
Stabilitas  tegangan  pada  saluran  transmisi dapat dikendalikan dengan berbagai cara antara lain adalah pemasangan reactor , Phase Shifting Transformer (PST),  dan  peralatan Flexible  AC Transmission  Systems (FACTS)  [1-2].  Ketiga
peralatan tersebut bekerja dengan cara menginjeksikan  ataupun  menyerap  daya  reaktif dari  sistem.  Pemasangan reactor pada  saluran
transmisi  merupakan  solusi  yang  sudah  lama diterapkan, hal ini dikarenakan reactor merupakan solusi yang paling ekonomis. Solusi lain  yang juga sudah lama diaplikasikan adalah pemasangan PST yang biasa dipasang di saluran transmisi  yang  bekerja  dengan  cara  mengatur tegangan  di  sisi  penerima  dan  pengirim  [1]. Pemanfaatan reactor dan  PST  memiliki kelemahan  yaitu  sistem  kendali  yang  masih manual yang tidak cukup cepat dalam merespon perubahan yang terjadi sehingga akan menimbulkan
dampak
yang kurang
menguntungkan  untuk  sistem  yang  dinamis. Solusi yang dapat dimanfaatkan untuk mengatasi kekurangan  dari reactor dan  PST  yaitu  dengan pemasangan peralatan FACTS.
Peralatan FACTS merupakan peralatan yang terdiri  dari  komponen  elektronika  daya  dan komponen statis yang berfungsi untuk
mengendalikan parameter pada sistem transmisi AC  untuk  meningkatkan  kualitas  daya  pada sistem  tenaga  listrik  [3-9].  Perkembangan penelitian  dan  teknologi  telah  menghasilkan berbagai  macam  peralatan  FACTS  yang  dapat dimanfaatkan  untuk  mengatasi  permasalahan pada  sistem  transmisi  AC.  Berbagai  macam peralatan FACTS
dan
kompensator konvensional  dapat  dilihat  pada    Gambar  1 berikut.
Gambar  1. Peralatan FACTS dan kompensator konvensional [3]
Berdasarkan Gambar 1 dapat dilihat berbagai macam peralatan  FACTS  yang terbagi atas dua kelompok  yaitu  kelompok thyristor  valve dan voltage  source  converter .  Pada  tulisan  ini  yang akan dibahas adalah pengaruh pemasangan salah satu  jenis  peralatan  FACTS  yaitu Static  Var Compensator (SVC)  pada  sistem  transmisi tenaga  listrik  150  kV,  Sumatera  bagian  utara (Sumbagut).

## 2. STATIC VAR COMPENSATOR
SVC merupakan salah satu peralatan FACTS yang berfungsi untuk mengatur aliran daya pada sistem  dengan  cara  mengubah  tegangan  pada sistem  dengan  menginjeksikan  atau  menyerap daya  reaktif  pada  sistem  [4-5].  SVC  bekerja berdasarkan  magnitude  tegangan  pada  sistem. Jika  tegangan  sistem  rendah  maka  SVC  akan menginjeksikan  daya  reaktif  (kapasitif)  dan sebaliknya  jika  tegangan  sistem  tinggi  maka SVC  akan  menyerap  daya  reaktif  (induktif). Berikut  ini  beberapa  keuntungan  penggunaan SVC  antara  lain;  menjaga  stabilitas  tegangan sistem,  mengurangi  rugi-rugi  transmisi,  dan meningkatkan  kapasitas  transmisi  penyaluran
daya listrik [3].
Penggunaan  SVC  terutama  ditujukan  untuk memberikan  respon  yang  cepat  terhadap perubahan  beban  sehingga  dapat  meningkatkan faktor daya dan menjaga kestabilan tegangan di sisi sumber kapanpun dibutuhkan. Oleh sebab itu lokasi  pemasangan  SVC  sangat  penting diperhatikan  agar  dapat  bekerja  secara  efektif. Idealnya  SVC  dipasang  di  titik  tengah  saluran transmisi, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Lokasi pemasangan SVC pada saluran transmisi [1]
Berdasarkan  Gambar  2  dapat  dibuat  kurva karakteristik  kontrol  SVC.  Kurva  karakteristik kontrol SVC ditunjukkan pada Gambar 3. Garis ADB  pada  merupakan  batas  kontrol  SVC, sedangkan garis OA merupakan batas kapasitor dan BC batas induktor. Arus SVC (I SVC ) bernilai positif  jika  suseptansi  SVC  bersifat  induktif, yang diperlihatkan pada persamaan (1).
SVC SVC SVC V B I   (1)
Dimana:
I SVC = arus SVC B SVC = suseptansi SVC V SVC = tegangan SVC
Gambar 3. Kurva karakteristik kontrol SVC [3]
Nilai steady state tegangan bus SVC dihitung dari  perpotongan  karakteristik  sistem  dan karakteristik kontrol pada Gambar 4.
Karakteristik  sistem  merupakan  garis  lurus dengan  sudut  negatif  yang  besarnya  dapat dihitung menggunakan persamaan (2).
Gambar 4. Kurva karakteristik perhitungan titik operasi SVC [3]
SVC TH TH SVC I X V V   [2]
Dimana:
V TH = tegangan thevenin bus SVC X TH = reaktansi thevenin bus SVC
SVC  terbagi  atas  dua  tipe  yaitu Thyristor Switched  Capacitor (TSC-TCR)  dan Fixed Capacitor  Thyristor  Controlled  Reactor (FC- TCR)[6]. SVC tipe TSC-TCR yang ditunjukkan pada  Gambar  5.  TSC-TCR  memiliki  kelebihan yaitu lebih fleksibel dibandingkan tipe FC-TCR. Dari  Gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  TSC-TCR dipasang  pada  sisi  sekunder  transformator penurun  tegangan.  Pada  rangkaian  tersebut, tegangan  diambil  dari  sisi  tegangan  tinggi  bus SVC.
Gambar 5. Rangkaian dasar SVC tipe TSC-
TCR [6]

## 3. METODOLOGI
Pada  studi  ini,  metodologi  yang  digunakan untuk melihat pengaruh pemasangan SVC pada sistem transmisi tenaga listrik 150 kV Sumbagut adalah  dengan  simulasi  komputer.  Simulasi dilakukan  dua  tahap,  yang  pertama  dilakukan simulasi  untuk  melihat    aliran  daya  dan  profil tegangan sistem sebelum pemasangan SVC, dan yang kedua simulasi setelah pemasangan SVC.
Simulasi  menggunakan  data-data  transmisi yang  diperoleh  dari  PT.  PLN  (Persero),  berupa single  line  diagram  dan  data-data  pembangkit, saluran  dan  beban.  Gambar  rangkaian  simulasi dapat  dilihat  pada  Gambar  7.  Sistem  transimisi tenaga  listrik  150  kV  Sumbagut  terdiri  dari  45 Bus.  Parameter  SVC  dihitung  menggunakan persamaan berikut berikut [9]:
im ij m i X V V P  sin 2          (3)
Nilai suseptansi SVC, B SVC :
   L C SVC B X B         1 (4)
Dan:
      L L X B      2 sin 2 2    (5)
Dimana α adalah sudut penyalaan thyristor.

## Gambar 7.  Simulasi sistem transmisi tenaga listrik 150 kV Sumbagut

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi  dilakukan  untuk  melihat  profil tegangan  pada  sistem  dengan  dua  kondisi  yaitu sebelum  menggunakan  SVC  dan  setelah menggunakan  SVC.  Hasil  simulasi  untuk kondisi  sebelum  menggunakan  SVC  dapat dilihat pada Tabel 1.
Dari  data  pada  Tabel  1  dapat  dilihat  bahwa Bus yang memiliki tegangan dengan nilai kritis adalah Bus Aek
Kanopan,
Kisaran,
KualaTanjung,  dan  Rantau  Parapat,  dengan besar  persentase  tegangan  89,92%;  89,92%; 89,97%;  dan  89,96%.    Empat  Bus  tersebut merupakan  Bus  yang  akan  dipilih  untuk pemasangan  SVC.  Berdasarkan  Gambar  7  juga dapat  dilihat  bahwa  posisi  Bus  Aek  Kanopan, Kisaran,  Kuala  Tanjung,  dan  Rantau  Parapat juga berdekatan. Rangkaian sederhana untuk ke empat Bus dapat dilihat pada Gambar 8.
Berdasarkan  Gambar  8  ditentukan  lokasi pemasangan  SVC  yaitu  Bus  Kisaran.  Hasil simulasi setelah pemasangan  SVC dapat dilihat pada Tabel 2.
Gambar 8. Posisi Bus Aek Kanopan, Kisaran, KualaTanjung, dan Rantau Parapat
Dari  Tabel  2  dapat  dilihat    bahwa  tegangan pada  ke  empat  Bus  meningkat  menjadi  91,7%; 91,74%; 91,7%; dan 91,73%. Pemasangan SVC pada  Bus  Kisaran  tidak  hanya  memperbaiki tegangan  pada  ke  empat  Bus  tapi  juga memperbaiki  tegangan  diseluruh  Bus.  Hasil  ini membuktikan bahwa SVC memberikan pengaruh terhadap perbaikan tegangan sistem.

## Tabel 1. Sebelum menggunakan SVC
Bus ID Nominal kV Voltage P (MW) Q (Mvar) Aek Kanopan 150 89,92 23,678 10,975 Banda Aceh 150 91,39 197,123 96,569 Belawan 150 91,06 739,297 865,858 Binjai 150 90,95 471,948 336,549 Bireun 150 91,16 260,015 93,45 Brastagi 150 90,33 41,417 60,596 Denai 150 90,44 48,179 34,689 G. Para 150 90,14 33,706 17,325 G. Tua 150 90,01 38,762 20,923 GIS Listrik 150 90,31 84,754 60,676 Glugur 150 90,54 94,468 69,405 Idie 150 90,97 70,36 17,497 KIM 150 90,38 143,544 104,045 Kisaran 150 89,92 86,553 57,702 Kuala Namu 150 90,4 46,246 34,684 Kuala Tanjung 150 89,97 198,288 154,683 Labuhan 150 90,96 65,653 42,481 Labuhan Angin 150 90,44 229,359 113,7 Lamhotma 150 90,98 28,956 15,99 Langsa 150 90,94 164,703 32,836 Lhoukseumawe 150 91,04 235,338 66,307 Mabar 150 90,58 152,324 110,869 Martabe 150 90,14 75,843 45,077 Namorambe 150 90,46 81,353 59,546 Padang Sidempuan 150 90,07 150,484 86,944 Pangkalan Brandan 150 90,92 119,281 50,18 Paya Geli 150 90,63 404,569 313,008 Payapasir 150 90,73 453,465 379,941 Pematangsianta r 150 90,18 146,392 67,243 Perbaungan 150 90,29 101,658 90,763 Porsea 150 90,29 179,507 89,361 Rantau Parapat 150 89,96 99,905 53,063 Renun 150 90,31 77,812 51,615 Sei Rotan 150 90,53 635,208 566,855 Sibolga 150 90,27 221,452 120,255 Sidikalang 150 90,29 17,605 28,25 Sigli 150 91,33 308,601 129,065 Sipan Sipahoras 1 150 90,27 0 0 Sipan Sipahoras 2 150 90,27 0 0 Tanjung Morawa 150 90,45 72,735 54,393 Tarutung 150 90,28 34,503 23,591 Tebing Tinggi 150 90,15 251,88 204,464 Tele 150 90,28 8,932 7,81 Titi Kuning 150 90,39 256,14 223,162 Tualang Cut 150 90,9 20,27 17,374
Dari hasil simulasi juga dapat dilihat bahwa tidak hanya tegangan sistem yang diperbaiki tapi juga  mengurangi  jumlah  losses  sistem.  Losses sistem  berkurang  dari    12,221  MW  menjadi
10,544  MW  atau  berkurang  sebanyak  14%. Perbandingan nilai tegangan sistem sebelum dan setelah  pemasangan  SVC  dapat  dilihat  pada Gambar 9.

## Tabel 2. Setelah menggunakan SVC
Bus ID Nominal kV Voltage P (MW) Q (Mvar) Aek Kanopan 150 91,7 23,666 9,803 Banda Aceh 150 92,99 197,198 99,925 Belawan 150 92,63 749,556 816,353 Binjai 150 92,56 470,44 335,065 Bireun 150 92,78 259,327 99,19 Brastagi 150 92,03 41,683 53,414 Denai 150 92,11 48,484 34,909 G. Para 150 91,87 33,559 17,439 G. Tua 150 91,78 38,849 19,808 GIS Listrik 150 92 85,297 61,065 Glugur 150 92,2 95,062 69,841 Idie 150 92,6 69,997 19,434 KIM 150 92,06 144,455 104,706 Kisaran 150 91,7 87,136 58,1 Kuala Namu 150 92,08 46,539 34,905 Kuala Tanjung 150 91,74 200,122 141,378 Labuhan 150 92,55 66,048 42,737 Labuhan Angin 150 92,15 229,444 117,503 Lamhotma 150 92,56 28,962 16,257 Langsa 150 92,57 163,326 33,037 Lhoukseumawe 150 92,67 234,392 72,145 Mabar 150 92,22 153,276 111,561 Martabe 150 91,88 76,174 44,101 Namorambe 150 92,13 82,017 58,911 Padang Sidempuan 150 91,83 150,971 83,733 Pangkalan Brandan 150 92,54 117,627 44,929 Paya Geli 150 92,27 407,681 311,614 Payapasir 150 92,36 457,653 371,31 Pematangsiantar 150 91,91 146,244 70,483 Perbaungan 150 91,99 102,936 85,438 Porsea 150 92,01 179,572 92,295 Rantau Parapat 150 91,73 100,061 49,672 Renun 150 92,02 77,837 50,003 Sei Rotan 150 92,18 642,613 546,977 Sibolga 150 92 221,491 117,139 Sidikalang 150 92 16,958 21,734 Sigli 150 92,93 308,203 134,866 Sipan Sipahoras 1 150 92 0 0 Sipan Sipahoras 2 150 92 0 0 Tanjung Morawa 150 92,12 73,227 54,71 Tarutung 150 92 33,824 16,654 Tebing Tinggi 150 91,88 254,298 190,052 Tele 150 91,99 8,689 5,629 Titi Kuning 150 92,07 259,176 217,035 Tualang Cut 150 92,53 20,396 17,482
Gambar 9. Perbandingan tegangan sebelum dan sesudah pemasangan SVC.

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil
simulasi dapat disimpulkan  bahwa  pemasangan  SVC  pada sistem  transmisi  dapat  meningkatkan  tegangan sistem  pada  Bus  Aek  Kanopan,  Kisaran, KualaTanjung,  dan  Rantau  Parapat,  dengan besar  persentase  tegangan  89,92%;  89,92%; 89,97%;  dan  89,96%  menjadi  91,7%;  91,74%; 91,7%;  dan  91,73%.  Tegangan  sistem  tidak hanya  meningkat  pada  ke  empat  Bus  tersebut saja akan tetapi juga memperbaiki tegangan pada seluruh Bus.
Pemasangan SVC pada sistem transmisi tidak hanya memperbaiki tegangan sistem namun juga mengurangi  losses  sistem  sebesar  14%,  yaitu dari 12,221 MW menjadi 10,544 MW. Sehingga dapat  disimpulkan  pemasangan  SVC  terbukti berpengaruh dalam memperbaiki profil tegangan dan losses sistem.
Studi  lebih  lanjut  dari  studi  ini  adalah melakukan  optimasi  untuk  menentukan  lokasi pemasangan  SVC  yang  lebih  optimum  dengan menggunakan metode optimasi berbasis algoritma genetika ataupun metode lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Padiyar,  K.R., FACTS  Controller  in
Transmission and Distribution , New Age
International (P) Limited Publisher (2007).
[2] Sastry  Verdam,  R.,  Mulukutla  S.  Sarma,
Power  Quality:  VAR  Compensation  in Power System s, CRC Press (2009).
[3] Hirdesh  Chaturvedi,  Paramjeet  Kaur,
Power Quality Enhancement using Different “FACTS” Devices , International Journal  of  Engineering  Research  and Development Vol. 10, pp. 51-57 (2014).
[4] Mohan  Matur,  R.,  Rajiv  K  Varma, Thyristor-Based  Facts  Controllers  for Electrical  Transmission  Systems ,  John
Wiley & Sons, Inc. (2002).
[5] Ramlal  Das,  D.  K.  Tanti, Transient
Stability of 11-Bus System Using SVC and Improvement  of  Voltage  Profile  In Transmission Line Using Series Compensator ,  American  Journal  of Electrical Power and Energy Systems, pp. 76-85, (2014)
[6] John J. Paserba, How FACTS Controllers Benefit AC Transmission Systems , Mitsubishi Electric Power Products
[7] S.RaviKumar, B.Ramoji Rao, D.Ramesh,
The  Study  of  Voltage  Profile  and  Power Quality with SVC in Transmission System at Different Loads , International Journal of Engineering Research and Applications, Vol.3 , pp. 543-549 (2013).
[8] Guneet  Kour,  G.  S.  Brar,  Jaswanti Dhiman, Improvement by Voltage Profile
by Static Var Compensators in Distribution  Substation ,  International
Journal  of  Instrumentation  Science  pp: 21-24, (2012) [9] Tarlochan Kaur , Sandeep Kakran ,
Transient  Stability  Improvement  of  Long
Transmission Line System by Using SVC ,
International Journal of Advanced
Research  in  Electrical,  Electronics  and Instrumentation  Engineering,  Vol.  1,  pp. 218-227, (2012).

## Biodata Penulis
Syiska  Yana ,  merupakan  staff  pengajar  di Departemen  Teknik  Elektro,  Fakultas  Teknik, Universitas  Sumatera  Utara  sejak  Tahun  2011 sampai  sekarang.  Bidang  ketertarikan  penulis yaitu kualitas daya, smart grid, power elektronik dan energi terbarukan. Penulis juga aktif dalam berbagai  kegiatan  penelitian  dan  pengabdian masyarakat  yang  berhubungan  dengan  bidang ketertarikan penulis.