Analisis Aliran Daya Pada PLTGU Blok 1  PT. PJB Unit Pembangkitan Gresik
Niken Dwi Apriliani 1 , Titiek Suheta 2 , Affan Bachri 3
1,2 Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro dan Teknologi Informasi Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya,
3 Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan. e-mail: ricodicky88@gmail.com , hita@itats.ac.id , avanbe@gmail.com

## Abstrak
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi aliran daya (daya aktif dan reaktif), tegangan setiap saluran (bus) dalam keadaan operasi normal, dan rugi daya ( losses ) tiap bus pada PLTGU Blok 1 PT. PJB Unit  Pembangkitan  Gresik.  Metode  yang  digunakan  untuk  menganalisa  aliran  daya  adalah Forward Backward  Sweep dengan  membentuk  matriks  BIBC  dan  BCBV,dimana  hasil  dari  analisa  tersebut  akan dibandingkan  dengan  hasil  simulasinya.  Dari  hasil  perbandingan  perhitungan  dan  simulasi  aliran  daya didapatkan daya aktif (P) sebesar 1% dan daya reaktif (Q) sebesar 1,76%. Drop tegangan terbesar pada bus 5 sebesar 7% dan merupakan kondisi bus yang kritis, karena nilai drop tegangannya ± 5% dari tegangan nominal. Nilai rugi-rugi daya ( losses ) terbesar terdapat pada bus 4 dengan daya aktif sebesar 1,14% dan daya reaktif sebesar 0,5%. Sedangkan untuk kondisi bus-bus yang lainnya seperti bus 2 termasuk kondisi bus  marginal,  bus  3  dengan  bus  6  termasuk  kondisi  bus  kritis,  karena  masing-masing  bus  nilai  drop tegangannya ± 5% dari tegangan nominal.

## Kata kunci : Aliran Daya, Drop Tegangan, Rugi-Rugi Daya

## Abstract
The purpose of research was to determine the condition of the power flow (active and reactive power), the voltage of each channel (bus) under normal operating conditions, and the power loss (losses) of each bus at the Block 1 PLTGU PT. PJB Gresik Generating Unit. The method used to analyze the power flow is Forward Backward Sweep by forming a BIBC and BCBV matrix, where the results of the analysis will be compared  with  the  results  of  the  simulation.  From  the  results  of  comparison  of  calculations  and simulation of power flow obtained active power (P) of 1% and reactive power (Q) of 1.76%. The biggest voltage  drop  on  bus  5  is  7%  and  is  a  critical  bus  condition,  because  the  voltage  drop  is  ±  5%  of  the nominal  voltage.  The  largest  value  of  power  losses  is  on  bus  4  with  an  active  power  of  1.14%  and  a reactive  power  of  0.5%.  Whereas  for  other  bus  conditions  such  as  bus  2  including  marginal  bus conditions, bus 3 with bus 6 are critical bus conditions, because each bus has a voltage drop of ± 5% of nominal voltage.
Keywords: Power Flow, Voltage Drop, Power Losses
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
PLTGU  PT.  PJB  UP  Gresik  merupakan pembangkit  yang  memiliki  siklus  ganda  (combined cycle) dengan peralatan utama yang terdiri dari turbin gas,  Heat  Recovery  Steam  Generator  (HRSG),  dan turbin uap dengan generator dan peralatan pendukung lainnya.  Terdapat  3  blok  PLTGU  yang  beroperasi pada PT. PJB UP Gresik, dimana setiap blok PLTGU mempunyai  3  turbin  gas,  3  HRSG,  dan  1  turbin  uap. Setiap  blok  PLTGU  menghasilkan  kapasitas  daya sebesar  566,26  MW,  sehingga  total  nilai  kapasitas dayanya  sebesar  1698,78  MW.  Supply  listrik  pada  3 blok  PLTGU  ini  akan  disalurkan  ke  jala-jala  PLN yang akan didistribusikan ke pelanggan.[1].
Pada  penelitian  ini  akan  dibahas  tentang  sistem tenaga listrik pada PLTGU Blok 1 , dimana sistem ini digunakan  untuk  mensupplai  berbagai  macam  beban yang  dibutuhkan  oleh  PT.  PJB  UP  Gresik  sendiri, sehingga  selama  beroperasi  peralatan-peralatan  yang digunakan  mengalami  penurunan  efisiensi.  Oleh
karena  itu  diperlukan  analisa  aliran  daya  dengan menggunakan metode  Forward  Backward  Sweep, yang  bertujuan  untuk  mengetahui  kondisi  aliran  daya yang  meliputi  daya  aktif,  daya  reaktif  dan  tegangan pada  setiap  saluran  (bus)  dengan  keadaan  operasi normal,  serta  dapat  mengetahui  rugi  daya  (losses) pada  setiap  bus . Disamping    itu  analisa  aliran  daya dapat  membantu untuk  mengetahui kondisi peralatan , apakah  sesuai  dengan  batasan  yang  ditentukan  dalam menyalurkan daya listrik.

## 1.2 Referensi
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Adib Gustian  Nigara  dan  Yohanes  Primadiyono,  dengan judul Analisis Aliran Daya Sistem Tenaga Listrik pada Bagian  Texturizing  di  PT  Asia  Pasific  Fibers  Tbk Kendal  dengan  simulasi  menjelaskan  bahwa  kondisi kelistrikan  secara  keseluruhan  telah  memenuhi persyaratan,  salah  satunya  adalah  pada  kapasitas transformator  masih  relatif  aman  pada  setiap  busnya dengan  prosentase  pembebanan  dibawah    50%.  Dan
untuk  rugi  dayanya  juga  masih  relatif  kecil,  dimana pada  daya  aktif  (P)  prosentase  kurang  dari  5%  dan pada  daya  reaktif  (Q)  prosentase  kurang  dari  10%. Untuk  drop  tegangan  maksimum  (kritis)  mencapai ±5%  dari  tegangan  nominal.  Sedangkan  untuk tegangan  marginal  mempunyai  batasan  ±3%  dari tegangan nominal.[2]
Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Atmam, Daniel  Meliaia,  dan  Usaha  Situmeang  dengan  judul Analisis  Sistem  Kelistrikan  di  Universitas  Lancang Kuning  Pekanbaru  dengan  menggunakan  ETAP menjelaskan  bahwa  pada  saat  kondisi  eksisting, drop tegangan  terbesar  mencapai  5%.  Untuk  mengurangi nilai drop tegangan  tersebut  maka  dilakukan  dengan cara merubah penampang kabel dan mengganti ukuran kabel,  sehingga  nilai drop tegangan  turun  menjadi 2,1%.  Sedangkan  untuk  memperbaiki  sistem kelistrikan  dari  kondisi  eksisting  maka  dilakukan pemasangan kWH.[3]

## 2. PEMBAHASAN
Membahas  tentang  sistem  tenaga  listrik  pada PLTGU  Blok  1  yang  digunakan  untuk  mensupplai berbagai  macam  beban  pada  PT.  PJB  UP  Gresik  itu sendiri,  sehingga  mengakibatkan  selama  beroperasi peralatan-peralatan  yang  digunakan  mengalami penurunan  efisiensi.  Oleh  karena  itu  diperlukan analisa  aliran  daya  yang  bertujuan  untuk  mengetahui kondisi  aliran  daya  yang  meliputi  daya  aktif,  daya reaktif,  tegangan  pada  keadaan  operasi  normal  dan besarnya rugi daya (losses) pada setiap bus. Dan juga membantu untuk mengetahui kondisi peralatan apakah sudah  sesuai  dengan  batasan  yang  ditentukan  dalam menyalurkan  daya  listrik.  Dalam  menganalisa  aliran daya  tersebut  menggunakan  program  yang  berfungsi untuk  mempermudah  didalam  mensimulasikan perhitungan aliran daya.

## 3. Metode
Dalam  penelitian  ini  terdapat  beberapa  tahapan  yang dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mencapai  hasil  yang diharapkan. Tahapan metode penelitian tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok  Diagram Tahapan Penelitian

## a.Pengambilan Data
Data-data  yang  diperlukan  untuk  menganalisa  aliran daya  di  PLTGU  Blok  1  PT.  PJB  Unit  Pembangkitan Gresik:
Single Line Diagram
Gambar 2. Single Line Diagram PLTGU Blok 1 PT. PJB UP Gresik

## Data Impedansi Saluran
Meliputi  ukuran  kabel,  panjang  kabel  dan  impedansi yang digunakan tiap bus.
Tabel 1. Impedansi Saluran No. Dari Ke Total Impedansi Ω 1. Trafo 1 Bus 2 0,32 + j 0,42 2. Bus 2 Trafo 2 3,708 + j 0,616 3. Trafo 2 Bus 3 0,32 + j 0,284 4. Bus 3 Bus 4 0,098 + j 0,072 5. Bus 4 Bus 5 0,1597 + j 0,073 6. Bus 3 Bus 6 0,342 + j 0,075

## Data Kondisi Bus Saat Beban Puncak
Kondisi  bus  pada  saat  operasi  normal  atau  beban terpasang  seluruhnya,  yang  meliputi  data  tegangan, arus dan power factor .
Tabel 2. Impedansi Saluran No. Nama Bus Teg (V) Arus (A) Cos ɸ 1. Bus 1 15750 241,3 0,95 2. Bus 2 6114 603,2 0,95 3. Bus 3 380 977,5 0,95 4. Bus 4 378,8 389,6 0,95 5. Bus 5 378,6 165,4 0,95 6. Bus 6 378,8 299,4 0,95

## Data Total Beban Tiap Bus
Total  beban  yang  terpasang  tiap  bus,  yang  meliputi daya dan power factor .
Tabel 3. Total Beban tiap Bus
No.  Nama Bus Daya kW Cos ɸ 1. Bus 2 5780 0,95 2. Bus 3 200 0,95 3. Bus 4 156 0,95 4. Bus 5 115 0,95 5. Bus 6 208 0,95

## 1. Perancangan Sistem
Membuat  diagram  alir  atau  flowchart  analisis  aliran daya  yang  bertujuan  untuk  mempermudah  dalam pembacaan  alur  proses  penelitian.  Flowchart  analisis aliran daya dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3.  Diagram Alir Analisis Aliran Daya

## 2. Analisa data
Untuk  menganalisa  aliran  daya,  ada  beberapa tahapan yang dilakukan:
a. Menentukan  nilai  P  dan  Q  menguunakan rumus:
b. Mengubah semua parameter dalam bentu pu:
c. Membentuk matriks BIBC:
d. Membentuk matriks BCBV:
e. Menghitung arus cabang
f. Menghitung drop tegangan
g. Menghitung tegangan
h. Menghitung rugi-rugi daya
3. Hasil Pembahasan
a. Hasil perhitungan nilai P dan Q pada tiap-tiap bus dan nilai tegangan per unit
Tabel 4. Nilai P, Q dan  V dalam pu
b. Hasil perhitungan impedansi dalam pu
Tabel 5. Nilai Impedansi dalam pu
c. Hasil perhitungan arus cabang
Tabel 6. Nilai Arus Cabang No Arus Cabang Per Unit (Pu) 1 I 2 1,05 - j 0,28 2 I 3 1,06 - j 0,347 3 I 4 0,424 - j 0,138 4 I 5 0,18 - j 0,058 5 I 6 0,326 - j 0,106
Setelah  nilai  impedansi  dan  arus  cabang  diketahui, nilai-nilai  tersebut  dimasukkan  dalam  matriks  BIBC dan BCBV
d. Hasil pembentukan matriks BIBC
e. Hasil pembentukan matriks BCBV
f. Hasil perhitungan drop tegangan
Tabel 7. Nilai drop tegangan
g. Hasil perhitungan rugi daya
Tabel 8. Nilai rugi daya
h. Nilai tegangan hasil simulasi
Tabel 9. Nilai tegangan No  Nama Bus Tegangan (Volt) 1 Bus 1 15750 2 Bus 2 6112 3 Bus 3 376 4 Bus 4 368,7 5 Bus 5 359,6 6 Bus 6 367,6 i. Nilai arus hasil simulasi Tabel 10. Nilai arus No  Nama Bus Tegangan (Amp) 1 Bus 1 240,5 2 Bus 2 601,3 3 Bus 3 952 4 Bus 4 3751 5 Bus 5 157 6 Bus 6 290,5 j. Nilai aliran daya hasil simulasi Tabel 11. Nilai aliran daya Nama Bus Daya Aktif (MW) Daya Reaktif (MVAR) Bus 1 6,078 2,470 Bus 2 6,043 2,011 Bus 3 0,592 0,199 Bus 4 0,232 0,078 Bus 5 0,095 0,031 Bus 6 0,18 0,06
Gambar 4. Grafik aliran daya aktif dan reaktif
k.Nilai bus dalam kondisi kritis hasil simulasi
Tabel 12. Nilai bus kondisi kritis
Ganbar 5. Grafik nilai bus kondisi kritis

## l. Nilai bus dalam kondisi marginal hasil simulasi
Tabel 13. Nilai bus kondisi marginal
m. Nilai daya yang hilang hasil simulasi
Tabel 14. Nilai daya yang hilang

## Gambar 6. Grafik nilai rugi daya

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perhitungan  analisa  aliran  daya pada  PLTGU  Blok  1  PT.PJB  Unit  Pembangkitan Gresik dapat disimpulkan bahwa:
1. Hasil perbandingan dengan simulasi didapatkan daya aktif sebesar 1% dan reaktif sebesar 1,76%. 2. Hasil perbandingan dengan simulasi didapatkan  drop  tegangan  sebesar  7%  dan terdapat  pada  bus  5  dan  merupakan  kondisi bus  yang  kritis,  karena  nilai  drop tegangannya ± 5% dari tegangan nominal.
3. Hasil perbandingan dengan simulasi
didapatkan  rugi  daya  (losses)  pada  bus  4 sebesar 1,14% dan 0,5%.

## Daftar Pustaka
[1] Kurniawan,  Ahmad  Yusuf.  Studi  Koordinasi Proteksi  PT.  PJB  UP  Gresik  (PLTGU  Blok  3). Jurnal Teknik Pomits Vol.1 No.1. 2014.
[2] Nigara,  Adib  Gustian.  Analisis  Aliran  Daya Sistem  Tenaga  Listrik  pada  Bagian Texturizing di  PT  Asia  Pasific  Fibers  Tbk  Kendal menggunakan software ETAP  Power  Station. Jurnal Teknik Elektro Vol 7 No 1. 2015.
[3] Atmam;  Meliala,  Daniel;  Situmeang,  Usaha.
Analisis  Sistem  Kelistrikan  di  Universitas Lancang Kuning Pekanbaru dengan menggunakan ETAP. Jurnal Teknologi Vol 8 No 2. 2015.
[4] Dharamjit,  D.  K.  Tanti.  Load  Flow  Analysis  on IEEE 30 Bus System. Jharkhaud: IEEE. 2012.
[5] Sulasno,  Ir.  Analisis  Sistem  tenaga,Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro, 1993.
[6] Saadat  hadi.  (1999).  Power  System  Analysis. McGraw-Hill Inc, 1999