Respon Frekuensi dan Tegangan Saat Gangguan pada Bus-Bus Sistem Kelistrikan Steam Turbine Generator – Batu Bara (STG-BB) P.T Pupuk Sriwijaja Palembang
Wiwin Armoldo Oktaviani 1* , Agus Alpran Munandar 1 , Taufik Barlian 1 1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Palembang Jl. Jenderal Ahmad Yani 13 Ulu Kec. Plaju, Kota Palembang, Sumatera Selatan 30116 Corresponding author: * wiwin_oktaviani@um-palembang.ac.id
Abstrak ˗  Steam  Turbine  Generator  –  Batu  Bara  (STG-BB)  merupakan  unit  pembangkit  baru  di  PT.PUSRI berkapasitas  32  MW  yang  diperuntukkan  untuk  mendukung  unit-unit  pembangkit  lama  yang  berusia  lebih  dari  20 tahun. Untuk menilai kinerja sistem kelistrikan STG-BB saat terjadi gangguan dilakukan simulasi stabilitas transient dengan  asumsi  gangguan  terjadi  di  setiap  bus  sistem.  Penelitian  ini  dibatasi  mencakup  kestabilan  frekuensi  dan tegangan.  Dari  simulasi  yang  dilakukan  menunjukkan  baik  frekuensi  dan  tegangan  mengalami  kenaikan  dan penurunan melebihi batas toleransi yang diizinkan, baik saat terjadi gangguan simetris maupun asimetris. Perubahan nilai kedua parameter ini berlangsung di kisaran 1,2 – 2 detik dengan penurunan frekuensi rata-rata sebesar 98,3%. Dari  sisi  tegangan,  pada  saat  terjadi  gangguan  simetris  tegangan  pada  setiap  bus  akan  mengalami  penurunan terutama  pada  bus  yang  terganggu  dan  bus-bus  yang  berada  di  bawahnya  tegangan  turun  hingga  mencapai  nol. Sedangkan pada saat terjadi gangguan asimetris kenaikan tegangan mencapai lebih dari  200%. Hasil ini menunjukkan tingkat  kestabilan  transient  sistem  kelistrikan  STG-BB  saat  gangguan  terjadi  di  bus-bus  belum  baik,  sehingga diperlukan analisis lanjutan dengan mensimulasikan proteksi frekuensi mengikuti standar pedoman tertentu seperti IEEE.

## Kata Kunci :  Kestabilan Transien, Kestabilan Frekuensi, Kestabilan Tegangan
Abstract - Steam Turbine Generator — Coal (STG-BB) is a new generator unit at PT. PUSRI with a capacity of 32 MW which is intended to support old generating units that are more than 20 years old. The performance assessment of  the  STG-BB  electrical  system  when  there  is  a  disturbance  on  the  buses  is  carried  out  by  simulating  transient stability,  assuming  the  disturbance  occurs  in  each  system  bus.  This  research  is  limited  to  include  frequency  and voltage stability. From the simulations performed, it shows that both the frequency and voltage have increased and decreased  beyond  the  allowable  tolerance  limits,  both  when  there  is  a  symmetrical  and  asymmetrical  fault.  The change in the value of these two parameters took place in the range of 1.2 – 2 seconds with an average decrease in frequency of 98.3%. In terms of voltage, when a symmetrical fault occurs, the voltage on each bus will experience a voltage drop until it reaches zero on the interrupted bus and the buses that are under it. Meanwhile, when there is an asymmetrical fault, the voltage increase reaches more than 200%. These results indicate that  the transient stability level of the STG-BB electrical system when the disturbance occurs on buses is not yet good, so further analysis is needed by simulating frequency protection following certain guideline standards such as IEEE.
Keywords: Transients Stabilty, Frequency Stability, Voltage Stability,

## I. PENDAHULUAN
Sistem  tenaga  dikatakan  baik  apabila  struktur  energi  elektrik  bisa  membantu konsumen  terus-menerus serta  voltase  beserta  gelombang  yang  stabil,  perubahan  voltase  beserta  gelombang  harus  pada  batas  standar yang telah ditetapkan, karena perubahan pada beban akan berdampak pada kestabilan sistem. Perubahan . yang signifikan . bisa mengakibatkan sistem keluar pada batas kestabilannya, sehingga perubahan beban harus diikuti perubahan daya pada penggerak . generator. Hal . ini dilakukan agar keseimbangan tetap terjadi antar daya pada beban dan daya pada suplai. Sehingga gelombang beserta tegangan bisa terus berada pada batas normal [1].
PT. Pusri Palembang mempunyai 5 pembangkit tenaga listrik yakni 1 Steam Turbine Generator -Batu Bara ( STG -BB)  dan  4 Gas  Turbine  Generator ( GTG )  yang  terhubung  interkoneksi  satu  dengan  yang  lain  melalui synchronous bus 13,8 kV. STG-BB merupakan pembangkit baru yang beroperasi tahun 2018. Penambahan STG- BB dengan kapasitas 32 MW mampu menurunkan nilai L oss of Load Probability (LOLP) yang semula 9 hari / tahun
menjadi 1 hari/tahun [2]. Tiga buah GTG merupakan  pembangkit tua berusia 50 tahun dan 1 GTG berusia lebih dari 20 tahun.  Usia tua pembangkit berakibat menurunnya keandalan dan unjuk kerja. Pada kasus di P.T.PUSRI, STG-BB  dengan  kapasitas  32  MW  ini  direncanakan  sebagai  pengganti  dari  pembangkit  Gas  Turbin  Generator (GTG)  P3 3006-J  18 MW. Penggantian ini akan membuat tingkat kestabilan menjadi lebih baik. Ketidakstabilan akan terjadi jika satu atau dua generator lepas yang berakibat pada penurunan frekuensi. Diperlukan mekanisme load shedding menggunakan standar frekuensi untuk menjaga kestabilan sistem [3] - [4].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengamati  respon  frekuensi  dan  tegangan  khusus  di  sistem  kelistrikan Steam Turbine Generator -Batu Bara (STG-BB) PT. PUSRI Palembang saat terjadi gangguan di bus 13,8 kV, 2,4 kV dan 0,48 kV.

## II. T INJAUAN P USTAKA

## A.  Sistem Tenaga Listrik
Kemampuan sistem  untuk  kembali . dalam  keadaan . seimbang  setelah  terjadi  gangguan  menunjukkan kestabilan  suatu  sistem . tenaga.  Kestabilan  ini  dilihat  dari    kestabilan  sudut  rotor, . kestabilan  frekuensi  serta kestabilan . tegangan [1], [5], [6], seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gangguan pada sistem . tenaga terdiri dari gangguan . besar dan gangguan . kecil. Kestabilan sistem . tenaga berdasarkan . gangguan tersebut dibedakan lagi menjadi kestabilan steady state dan kestabilan transien. Kestabilan steady state merupakan kemampuan suatu . sistem . tenaga . dalam mempertahankan kondisi sinkron setelah . terjadi gangguan kecil, sedangkan kestabilan . transien adalah kemampuan suatu sistem untuk mempertahankan . sinkronisasi setelah mengalami gangguan . besar [7].
Gambar 1. Klasifikasi . Kestabilan . Sistem [8]

## B.  Kestabilan Tegangan
Batas toleransi yang diterapkan dalam tegangan normal didasarkan pada standar.PLN.[9], yaitu:
1.  500 kV +5% (95% - 105%)
2.  150 kV . +5%, . -10% (90% - 105%)
3.  70 kV . +5%, . -10% (90% - 105%)
4.  20 kV . +5%, . -10% (90% - 105%)
. Definisi  kedip  tegangan  berdasarkan  IEEE  Recommended  Practice  for . Monitoring . Electric . Power . Quality [10]-[11] adalah “Penurunan tegangan RMS sebesar 0,1 – 0,9 p.u dalam durasi 0,5 cycle hingga 1 menit”. Definisi ini secara grafis ditunjukkan pada Gambar 2.
Sedangkan menurut standar Eropa, kedip tegangan adalah penurunan tegangan secara tiba-tiba dengan nilai antara 90% hingga 1% dari tegangan nominal yang diikuti dengan perbaikan tegangan dalam waktu yang singkat [12].  Untuk  mengevaluasi  kinerja  sistem  kelistrikan  dalam  hal  penurunan  tegangan,  pedoman  IEEE  1564 menganjurkan dilakukannya perhitungan satu atau lebih karakteristik dari tegangan sampel  [13].
Gambar 2. Definisi. Voltage.Magnitude.Event berdasarkan.standar.IEEE.1159-1995.[10]
Kombinasi metode Countinous Power Flow dan Time Domain Analysis akan memberikan gambaran kestabilan tegangan  sistem  yang  lebih  komprehensif.  Kombinasi  kedua  metode  tersebut  memberikan  gambaran  kondisi kestabilan tegangan sistem dalam  keadaan statis, normal dan dinamis [14].
Untuk  kestabilan  tegangan  dalam  kondisi  dinamis  Metode  Lyapunov  digunakan  karena  metode  ini  mampu memodelkan  ketergantungan  sistem  terhadap  kondisi  awalnya.  Pada  analisa  stabilitas  dinamis,  data  tegangan terhadap waktu mutlak tersedia [15].
Selain Metode Lyapunov, Phasor Measurement Unit (PMU) juga digunakan untuk mengukur batas kestabilan tegangan  secara  real  time.  Kelebihan  Metode  PMU  ini  adalah  batasan  daya  reaktif  pembangkit  turut diperhitungkan. Metode ini memungkinkan operator sistem tenaga mampu mengetahui dengan segera seberapa jauh sistem tenaga dari kondisi tidak stabil [16].

## C.  Kestabilan Frekuensi
Kestabilan . frekuensi  mengacu  kepada  kemampuan  suatu . sistem . tenaga . dalam . mempertahankan . kondisi steady … state . frekuensi . akibat . gangguan . yang  dapat  menyebabkan . ketidakseimbangan . antara . pembangkitan  dan . pembebanan.cHal  ini  didasarkan  dari  kemampuan  sistem  dalam  mempertahankan . dan mengembalikan  keseimbangan . antar . pembangkitan  beserta  pembebanan  yang  disebabkan  karena  adanya gangguan. . Umumnya,  masalah . kestabilan . frekuensi  berkaitan  dengan  ketidakmampuan . dari . respon . peralatan listrik, . lemahnya kordinasi . dari peralatan . kontrol dan peralatan . frekuensi atau kurangnya . daya cadangan . pembangkitan ( spining reserve ) [11]. .
Batas toleransi yang diterapkan dalam menjalankan frekuensi operasi . yang . diizinkan pada Steam Turbine Generator . menurut  IEEE . Std.106-2003  sebesar . 60  Hz  (Gambar  3).  Namun . sistem  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  menggunakan . frekuensi . 50  Hz.  sehingga    perlu  mengubah . satuan . dalam  bentuk  % agar . dapat . digunakan dalam frekuensi . 50 Hz [9]. Batas toleransi frekuensi untuk Jaringan Sistem Tenaga Listrik di Sumatera adalah 50 Hz + 0,2 Hz atau dalam rentang 99,6% - 100,4% [17].
Gambar 3. Standar Frekuensi untuk Steam Turbine Generator .[9]

## D.  Kestabilan Transien
. Kestabilan . transien  merupakan . kemampuan . sistem  untuk . mencapai  titik . kesetimbangan . atau sinkronisasi . setelah  mengalami  gangguan . besar,  Jika  sistem  kehilangan  kemampuan  ini  akan  mengakibatkan sistem kehilangan stabilitasnya karena gangguan . terjadi diatas . kemampuan sistem. .
Pada  kasus  kestabilan . transien  ini  sistem . harus  dapat  mempertahankan  diri  dari  gangguan  besar  atau perubahan  beban  yang  relative . besar . terjadi.  Perubahan  beban  ini  dapat  terjadi  setelah  putusnya  daerah pembangkit dan lepasnya . beban besar . secara mendadak. Kestabilan antar energi yang masuk dan keluar pada suatu  sistem  akan  hilang.  Jika  energi . pada  masukan  tidak  bisa  lagi  untuk . mencukupi,  inersia . rotor  mesin  akan masih bekerja . pada periode waktu yang relatif singkat . akan terus . melambat [18]. Gambar 4 menunjukkan grafik sistem saat kondisi stabil dan tidak stabil.
Gambar 4. Grafik sistem saat kondisi stabil dan tidak stabil [18]

## III. METODE PENELITIAN
Tahapan simulasi pada penelitian ini digambarkan pada Gambar 5 berikut.

## Gambar 5. Diagram Flowchart
Dalam sistem kelistrikan PT.PUSRI yang digunakan pada penelitian ini terdapat 1 bus tegangan tinggi/HVSG- 13,8 kV, 4 bus tegangan menengah/MVSG-2,4 kV, dan 6 bus tegangan rendah/LVSG-440 V.
Berdasarkan  data  yang  ada,  dilakukan  pemodelan  dalam  bentuk single  line  diagram dari  sistem  kelistrikan Steam  Turbine  Generator -Batu  Bara  (STG-BB)  di  PT  PUSRI  Palembang  (Gambar  6).  Perencanaan  simulasi transient stability dilakukan menggunakan software ETAP 12.6.0 dengan asumsi bahwa terjadi gangguan simetris dan asimetris pada setiap bus sistem. Pada setiap simulasi, interval waktu yang digunakan ialah 10 detik.
Simulasi  aliran  daya  menggunakan  metode Newton-Rhapson dengan  ketelitian  10 -6 ,  dilakukan  pada  kondisi sistem tanpa gangguan. Metode dan tingkat ketelitian yang sama juga diterapkan pada simulasi transien dengan maksimal 3. Simulasi dilakukan dengan mengatur terjadinya gangguan pada t=1, dengan interval waktu 10 detik.
Gambar 6. Pemodelan single line diagram STG-BB PT. PUSRI

## IV.    HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi  diawali  dengan  melakukan  analisis  aliran  daya  sistem  dalam  keadaan  beroperasi  normal.  Hasil simulasi ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil Simulasi Load Flow STG-BB PT. PUSRI
Pada Gambar 7. dapat dilihat dari simulasi aliran daya menunjukan bahwa pada iterasi ke-3 didapatkan hasil yang diinginkan dimana pada setiap busnya tidak melewati batas tegangan yang telah ditentukan, yaitu antara 98% - 102%. Besaran tegangan ditunjukkan pada Tabel 1 berikut :
TABLE I. H ASIL S IMULASI L OAD F LOW STG-BB PT. PUSRI No Bus ID Nominal kV Voltage 1 6P-1001-EMCC 0,48 100,33 % 2 6P-2001-LVSG/MCC 0,48 98,55 % 3 6P-1001-MVSG/MCC 2,4 98,37 % 4 6P-2001-MVSG/MCC 2,4 98,39 % 5 6P-3001-HVSG 13,8 100 % 6 6P-3001-LVSG/MCC 0,48 99 % 7 6P-3001-MVSG/MCC 2,4 101,49 % 8 6P-3002-MVSG/MCC 2,4 100,96 % 9 6P-4001-LVSG/MCC 0,48 98,84 % 10 6P-5001-LVSG/MCC 0,48 98,02 % 11 6P-1001-LVSG/MCC 0,48 98,55 %
Tabel  1  menunjukan  besaran  tegangan  di  setiap  bus  dalam  keadaan  konvergen    atau  tidak  melewati  batas toleransi yang sudah ditentukan.
Tahapan  simulasi  selanjutnya  adalah  menjalankan  simulasi    stabilitas  transient  saat  sistem  mengalami gangguan  simetris  dan  gangguan  asimetris  pada  semua  bus.  Pada  paper  ini  hanya  ditampilkan  hasil  simulasi berupa grafik perubahan frekuensi dan tegangan saat terjadi gangguan pada bus 13,8 kV, 2,4 kV dan 0,48 kV yang diwakili oleh bus 6P-3001-HVSG , bus 6P-1001-MVSG dan 6P-1001-LVSG berturut-turut.

## A.  Simulasi stabilitas transien dengan gangguan simetris dan asimetris pada bus 6P-3001-HVSG

## Gambar 8. Letak Gangguan Simetris dan Asimetris pada Busbar 6P-3001-HVSG
Pada gambar 8 memperlihatkan gangguan yang terjadi pada bus 6P-3001-HVSG yang memiliki tegangan nominal 13,8 kv.

## 1)  Respon Frekuensi saat terjadi gangguan pada bus 6P-3001-HVSG
Gambar 9 dan Tabel 2 menunjukkan, saat terjadi gangguan simetris di bus 6P-3001-HVSG pada . t=1, frekuensi meningkat  disebabkan  arus  dan  tegangan  mengalami  perubahan.  Perubahan  ini  menyebabkan  terjadinya ketidakseimbangan  yang  berujung  pada  kenaikan  frekuensi.  Dilihat  dari  grafik  tersebut  bahwa  saat  terjadi
gangguan transien pada detik ke 1,1 frekuensi naik hingga detik ke 1,381 dengan kenaikan frekuensi mencapai 106,17 %. Setelah 1,381 detik frekuensi menurun hingga  97,46 %, namun pada detik-detik berikutnya frekuensi mulai menuju ke keadaan konstan dan mencapai kestabilan pada detik ke 4,2.
Sedangkan saat terjadi gangguan asimetris, frekuensi sistem  naik hingga 104,67 % pada detik ke-1,281 dan mengalami  penurunan  frekuensi  pada  pada  detik  ke-2,221  dengan  frekuensi  mencapai  97,73  %.  Kondisi  stabil dicapai mulai detik ke 4,4.
TABLE II.
R ESPON F REKUENSI SAAT TERJADI GANGGUAN DI BUS 6P-3001-HVSG
Respon frekuensi di semua bus Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Frekuensi naik Frekuensi Turun Frekuensi naik Frekuensi Turun (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (%) 106,17 53 1,381 97,46 48,73 2,381 104,67 52,38 1,281 97,73 48,86 2,221

## Gambar 9. Respon Frekuensi saat terjadi gangguan a) simetris dan b) asimetris di bus 6P-3001-HVSG

## 2)  Respon Tegangan saat terjadi gangguan pada bus 6P-3001-HVSG
Respon tegangan pada Gambar 10 a) menunjukkan saat terjadi gangguan simetris mulai pada detik ke 1, nilai arus  yang  mengalir  pada  setiap  bus  dan  generator  meningkat  hingga  membuat  nilai  tegangannya  tidak  dapat dipertahankan. Akibatnya tegangan pada setiap bus jatuh hingga menuju nol. Berbeda dengan gangguan asimetris, Gambar 10 b), penurunan tegangan mulai terjadi pada detik ke-0,4 dengan tegangan turun mencapai 24,22 %, kemudian pada detik ke-1,021 terjadi kenaikan tegangan hingga melampaui 200 %. Tabel 3 menunjukkan respon tegangan saat terjadi gangguan di bus 6P-3001-HVSG.

## B.  Simulasi stabilitas transien dengan gangguan simetris dan asimetris pada bus 6P-1001-HVSG
Gambar 11 memperlihatkan letak gangguan simetris dan asimetris yang terjadi pada bus 6P-1001-MVSG yang memiliki tegangan nominal 2,4 kV.
(a)
(b)
Gambar 10.  Respon Tegangan saat terjadi gangguan a) simetris dan b) asimetris di bus 6P-3001-HVSG TABLE III. R ESPON T EGANGAN SAAT TERJADI GANGGUAN DI BUS 6P-3001-HVSG Kondisi Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Nama Busbar Kenakan Tegangan Penurunan Tegangan Kenaikan Tegangan Penurunan Tegangan (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) 6P-3001-HVSG 16,806 121,78 1,281 0 0 1 29,617 214,62 1,021 3,342 24,22 1 6P-1001-MVSG/MCC 2,907 121,11 1,281 0 0 1 5,041 225,09 1,021 0,318 13,24 1 6P-2001-MVSG/MCC 2,907 121,11 1,281 0 0 1 5,402 225,09 1,021 0,317 13,22 1 6P-3001-MVSG/MCC 2,998 124,9 1,281 0 0 1 5,443 226,78 1,021 0,387 16,11 1 6P-3002-MVSG/MCC 2,997 124,89 1,281 0 0 1 5,744 239,32 1,021 0,364 15,18 1 6P-1001-LVSG/MCC 0,586 122,06 1,281 0 0 1 1,15 239,51 1,021 0,041 8,49 1 6P-2001-LVSG/MCC 0,586 122,08 1,281 0 0 1 1,149 239,33 1,021 0,041 8,52 1 6P-3001-LVSG/MCC 0,598 124,64 1,281 0 0 1 1,341 279,47 1,021 0,034 7,08 1 6P-4001-LVSG/MCC 0,58 120,9 1,281 0 0 1 1,031 214,86 1,021 0,094 19,5 1 6P-5001-LVSG/MCC 0,595 123,96 1,281 0 0 1 1,369 285,25 1,021 0,026 5,45 1 6P-1001-EMCC 0,597 105,59 1,281 0 0 1 1,138 237,14 1,021 0,049 10,13 1

## 1)  Respon frekuensi saat terjadi gangguan pada bus 6P-1001-MVSG
Pada Gambar 12 a) menunjukkan saat terjadi gangguan simetris di bus 6P-3001-MVSG/MCC pada detik ke- 1,1  hingga  detik  ke  1,301  kenaikan  frekuensi  hingga  103,74  %  dan  pada  detik  2,221  mengalami  penurunan mencapai 98,25 % sebelum menuju keadaan konstan pada detik ke 4,8. Saat terjadi gangguan asimetris respon frekuensi tidak jauh berbeda dengan saat terjadi gangguan simetris. Frekuensi sistem meningkat di detik ke-1,241 hingga  104,97 % dari frekuensi normal dan pada detik ke 2,061 mengalami penurunan frekuensi mencapai 98,04 %  dari frekuensi normal. Frekuensi kembali pada nilai nominalnya saat t = 5 detik. Tabel 4 menunjukkan respon frekuensi saat terjadi gangguan di bus 6P-3001-HVSG.
(a)
(b)
Gambar 11.  Letak Gangguan Simetris dan Asimetris pada Busbar 6P-1001-MVSG
Gambar 12.  Respon Frekuensi saat terjadi gangguan a) simetris dan b) asimetris di bus 6P-1001-MVSG
TABLE IV. R ESPON F REKUENSI SAAT TERJADI GANGGUAN DI BUS 6P-1001-HVSG Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Frekuensi naik Frekuensi Turun Frekuensi naik Frekuensi Turun (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) 103,74 51,87 1,301 98,25 49,12 2,221 104,97 52,49 1,241 98,04 49,02 2,061

## 2)  Respon tegangan saat terjadi gangguan pada bus 6P-1001-MVSG
Pada Gambar 13 dan Tabel 5, menunjukan bahwa saat terjadinya gangguan simetris di bus 6P-1001-MVSG, tegangan  pada  semua  bus  mengalami  penurunan  bahkan  pada  bus  terganggu  dan  bus  6P-1001-LVSG/MCC penurunan tegangan hingga mencapai nol pada detik ke 1. Sedangkan saat terjadi gangguan asimetris, tegangan pada  bus  terganggu  mengalami  penurunan  sebesar  24,24  %  pada  t  =  1  dan  pada  bus-bus  lainnya  penurunan tegangan berada pada range 5% - 19,5%. Namun pada t = 1,201detik, tegangan mengalami kenaikan tegangan hingga melampaui 200 %.
(a)
(b)
Gambar 13.  Respon Tegangan saat terjadi gangguan a) simetris dan b) asimetris di bus 6P-1001-MVSG TABLE V. R ESPON T EGANGAN SAAT TERJADI GANGGUAN SIMETRIS DI BUS 6P-1001-MVSG Nama Busbar Kenaikan Tegangan Penurunan Tegangan Kenaikan Tegangan Penurunan Tegangan (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) 6P-3001-HVSG 10,2 103,72 1,201 3,238 23,46 1 29,731 215,44 1,021 3,345 24,24 1 6P-1001-MVSG 108,52 2,605 1,201 0 0 1 5,421 225,86 1,021 0,318 13,23 1 6P-2001-MVSG 108,52 2,604 1,201 0,307 12,81 1 5,422 225,92 1,021 0,318 13,23 1 6P-3001-MVSG 1122,12 2,691 1,201 0,375 15,61 1 5,463 227,63 1,021 0,387 16,12 1 6P-3002-MVSG 111,74 2,682 1,201 0,353 14,71 1 5,763 240,15 1,021 0,365 15,19 1 6P-1001-LVSG 108,68 0,522 1,201 0 0 1 1,153 240,3 1,021 0,041 8,49 1 6P-2001-LVSG 108,7 0,522 1,201 0,04 8,25 1 1,153 240,14 1,021 0,041 8,53 1 6P-3001-LVSG 109,75 0,527 1,201 0,033 6,86 1 1,345 280,23 1,021 0,034 7,09 1 6P-4001-LVSG 108,94 0,523 1,201 0,091 18,89 1 1,035 215,69 1,021 0,094 19,52 1 6P-5001-LVSG 108,67 0,522 1,201 0,025 5,28 1 1,373 285,96 1,021 0,026 5,46 1 6P-1001-EMCC 110,97 0,533 1,201 0,047 9,82 1 1,142 237,98 1,021 0,049 10,14 1

## C.  Simulasi stabilitas transien dengan gangguan simetris dan asimetris pada bus 6P-1001-LVSG
Gambar 14, memperlihatkan letak gangguan simetris dan asimetris yang terjadi pada bus 6P-1001-LVSG yang memiliki tegangan nominal 0,48 kv.
(a) (b)
Gambar 14.  Letak Gangguan Simetris dan Asimetris pada Busbar 6P-1001-LVSG

## 1)  Respon frekuensi saat terjadi gangguan simetris pada bus 6P-1001-LVSG
Saat gangguan simetris, kenaikan frekuensi terjadi pada detik ke-1 dengan mencapai puncak pada 103,66 % di  detik  1,681  kemudian  mengalami  penurunan  frekuensi  terendah  mencapai  97,66  %  pada  detik  ke  2,401. Fenomena yang sama juga terjadi saat terjadi gangguan asimetris dimana frekuensi sistem naik menjadi 102,55 % pada detik ke-1,361 dan mengalami penurunan frekuensi pada detik selanjutnya yaitu pada detik ke-2,221 dengan frekuensi mencapai 98,76 %. Tabel 6 menunjukkan respon frekuensi saat terjadi gangguan di bus 6P-1001-LVSG.
TABLE VI. R ESPON FREKUENSI SAAT TERJADI GANGGUAN  DI BUS 6P-1001-LVSG
Respon frekuensi di semua bus Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Frekuensi naik Frekuensi Turun Frekuensi naik Frekuensi Turun (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) (%) (Hz) (s) 103,66 51,83 1,681 97,66 48,83 2,401 102,55 51,27 1,361 98,76 49,39 2,221

## 2)  Respon tegangan saat terjadi gangguan pada bus 6P-1001-LVSG
Respon Tegangan saat terjadi gangguan di bus 6P-1001-LVSG ditunjukkan pada Tabel 7 dan Gambar 15. Saat terjadinya  gangguan  simetris  di  bus  6P-1001-LVSG,  tegangan  pada  semua  bus  mengalami  penurunan  bahkan pada bus terganggu penurunan tegangan hingga mencapai nol pada detik ke-1. Sedangkan saat terjadi gangguan asimetris, tegangan pada bus terganggu mengalami penurunan sebesar 24,29 % pada t = 1 dan pada bus-bus lainnya penurunan tegangan berada pada range 5,47% - 19,56%. Pada t = 1,201 detik, kenaikan tegangan tertinggi terjadi di Bus HVSG 13,8 kV sebesar 184,22 %.
TABLE VII. R ESPON T EGANGAN SAAT TERJADI GANGGUAN DI BUS 6P-1001-LVSG Nama Busbar Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Kenaikan Tegangan Penurunan Tegangan Kenaikan Tegangan Penurunan Tegangan (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) (kv) (%) (s) 6P-3001-HVSG 18,856 136,64 1,421 3,66 24,39 1 19,903 184,22 1,021 3,353 24,29 1 6P-1001-MVSG 3,244 112,56 1,421 0,295 12,29 1 3,353 139,69 1,021 0,315 13,13 1 6P-2001-MVSG 3,244 135,15 1,421 0,32 13,31 1 3,72 154,98 1,021 0,318 13,26 1 6P-3001-MVSG 3,344 139,22 1,421 0,389 16,22 1 3,718 154,92 1,021 0,368 16,16 1 6P-3002-MVSG 3,335 138,97 1,421 0,367 15,29 1 4,06 169,17 1,021 0,365 15,23 1 6P-1001-LVSG 0,652 113 1,421 0 0 1 0,525 109,41 1,021 0,033 6,77 1 6P-2001-LVSG 0,652 113,02 1,421 0,041 8,58 1 0,814 169,63 1,021 0,041 8,55 1 6P-3001-LVSG 0,657 136,89 1,421 0,034 7,23 1 1,035 215,53 1,021 0,034 7,11 1 6P-4001-LVSG 0,65 112,8 1,421 0,094 19,62 1 0,693 144,45 1,021 0,094 19,56 1 6P-5001-LVSG 0,652 135,32 1,421 0,026 5,49 1 1,069 222,78 1,021 0,026 5,47 1 6P-1001-EMCC 0,663 138,11 1,421 0,049 10,21 1 0,805 167,65 1,021 0,049 10,17 1
Gambar 15.  Respon frekuensi saat terjadi gangguan a) simetris dan b) asimetris di bus 6P-1001-LVSG
Hasil simulasi di setiap bus dirangkum dalam Tabel 8 berikut.
TABLE VIII. R ANGKUMAN HASIL SIMULASI STABILITAS TRANSIENT STG-BB P.T. PUSRI
No Bus Terganggu Gangguan Simetris Gangguan Asimetris Kenaikan Tegangan (%) Bus lain yang tegangannya = 0 Kenaikan Tegangan (%) di semua bus Penurunan Tegangan (%) di semua bus 1 6P-3001-HVSG 105-121 Semua Bus 214-225 5,45-24,22 2 6P-1001-MVSG 108-110 6P-1001-LVSG 215-230 5,46-24,24 3 6P-2001-MVSG 118-121 6P-2001-LVSG 215-285 5,46-24.24 4 6P-3001-MVSG 119-120 6P-1001-EMCC 6P-3001-LVSG 215-285 5,46-24,23 5 6P-3002-MVSG 112-116 6P-3001-LVSG 6P-5001-LVSG 215,16-285,6 5,45-24,23 6 6P-1001-LVSG 112-136 - 109-222,8 5,47-24,29 7 6P-2001-LVSG 113-138 - 109,16-222,59 5,47-24,3 8 6P-2001-EMCC 113-124 - 108,76-222,16 5,48-24,38 9 6P-3001-LVSG 126-128 6P-5001-LVSG 119-164,24 4,69-24,31 10 6P-4001-LVSG 121-124 - 108,76-234,93 5,42-16,09 11 6P-5001-LVSG 128-132 - 157,46-184,32 4,78-24,27

## V. KESIMPULAN
Hasil simulasi menunjukkan rentang waktu frekuensi sistem kelistrikan STG-BB P.T. PUSRI akan mengalami kenaikan diantara t = 1,2 – 1,5 detik dengan kenaikan frekuensi tertinggi sebesar  105%. Selanjutnya frekuensi menurun  pada kisaran  t =  2  detik  dan  penurunan  frekuensi  terendah  di    97%.  Khusus  pada  gangguan simetris
(b) (a)
kenaikan  terjadi  di  semua  bus  pada  t  =  1,361  detik  dengan  rata-rata  kenaikan  frekuensi  sebesar  103,56%  dan penurunan di t = 2,361 detik dengan nilai penurunan frekuensi rata-rata sebesar 98,3%. Dengan demikian, respon frekuensi  stabilitas  transien  STG-BB  PT  PUSRI  dikategorikan  buruk  dan  berbahaya  dikarenakan  tidak  berada dalam rentang yang diijinkan sesuai Standard PLN ( + 0,2 Hz atau 99,6% - 100,4%) . Sedangkan untuk respon tegangan menunjukkan bahwa saat gangguan simetris, pada bus terganggu dan bus-bus yang berada di bawah bus terganggu tegangannya akan sama dengan nol, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 8. Rentang kenaikan tegangan pada gangguan simetris berada di kisaran 105% - 138%. Pada gangguan asimetris, kenaikan tegangan mencapai  lebih  dari  200%,  sedangkan  persentase  penurunan  tegangan  untuk  gangguan  asimetris  relatif  sama nilainya dengan gangguan simetris. Dengan demikian respon tegangan stabilitas transien STG-BB PT PUSRI telah melewati batas toleransi ( 90% - 105%).
Pada  paper  ini,  simulasi  yang  dilakukan  belum  memperhitungkan  efek  dari  sistem  proteksi  terhadap perbaikan  sistem.  Karenanya  untuk  melengkapi  hasil  penelitian  ini,  perlu  dilakukan  simulasi  proteksi  frekuensi mengikuti pedoman IEEE Std C37.106-2003 untuk mengetahui bagaimana respon frekuensi dan tegangan serta menilai adakah perbaikan respon sistem STG-BB terhadap stabilitas transiennya.

## R EFERENSI
[1] D.  T.  Kumara,  O.  Penangsang,  and  N.  K.  Aryani,  “Analisa  stabilitas  transien  pada  sistem  sransmisi  Sumatera  Utara  150  kV  -  275  kV  dengan penambahan PLTA Batang Toru 4 x 125 MW,” Jurnal Teknik ITS, vol. 5, no. 2, Art. no. 2, Sep. 2016, doi: 10.12962/j23373539.v5i2.16119.
[2] R.  Thayib  and  R.  Apriani,  “Perhitungan  loss  of  load  probability  (probabilitas  kehilangan  beban)  sistem  tenaga  listrik  di  PT.  Pupuk Sriwidjaya ,”  Jurnal  Mikrotiga,  vol.  2,  no.  1,  Art.  no.  1,  Nov.  2015,  Accessed:  Sep.  16,  2020.  [Online].  Available: https://ejournal.unsri.ac.id/index.php/jmt/article/view/2408
[3] B.  A.  Arzandhy,  M.  Pujiantara,  and  D.  Fahmi,  “Analisis  kestabilan  transien  dan  mekanisme  pelepasan  beban  di  PT.  Pusri  akibat penambahan  generator  dan  penambahan  b eban,”  Journal:eArticle,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember,  2017.  Accessed:  Sep.  15,
2020.  [Online].  Available:  https://www.neliti.com/publications/194295/analisis-kestabilan-transien-dan-mekanisme-pelepasan-beban-di- pt-pusri-akibat-pe
[4] C. Hermanu, A. Soeprijanto, an d M. Pujiantara, “Analisis stabilitas transien di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang akibat penggantian sebuah unit  pembangkit  GTG  18  MW  m enjadi  STG  32  MW,”  dokumen.tech.  https://dokumen.tech/document/analisis-stabilitas-transien-di-pt- pupuk-sriwidjaja-awal-generator-mesin-mesin.html (accessed Sep. 15, 2020).
[5] I. B. Sulistiawati, A. Priyadi, O. A. Qudsi, A. Soeprijanto, and N. Yorino, “Critical clearing time prediction within various loads for transient stability assessment by means of the extreme learning machi ne method,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 77, pp. 345 –352, May 2016, doi: 10.1016/j.ijepes.2015.11.034.
[6] M.  M.  I.  Fathoni,  “Analisis  setting  waktu  rele  pengaman  di  PT.  Pupuk  Sriwidjaja  dengan  mempertimbangkan  transient  stability a ssessment,”  Undergraduate,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember,  2016.  Accessed:  Sep.  15,  2020.  [Online].  Available: http://repository.its.ac.id/41529/
[7] R. P. Sari, “Perhitungan CCT (critical cleating time) berdasarkan critical trajectory menggunakan hilangnya sinkronisasi pada sistem multi mesin dengan mempertimbangkan kondisi unbalance,” Undergraduate, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2015. Accessed: Sep. 15, 2020. [Online]. Available: http://repository.its.ac.id/71075/
[8] P. Kundur, J. Paserba, an d V. Ajjarapu, “Definition and classification of power system stability IEEE/CIGRE joint task force on stability terms and definitions | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore,” IEEE Transactions on Power Systems, vol. 19, no. 3, 2004. Accessed: May 31, 2022. [Online]. Available: https://ieeexplore.ieee.org/document/1318675
[9] R. S. Anwar, “Analisis stabilitas transien dan mekanisme pelepasan beban akibat penambahan pembangkit 1x26,8 MW pada sistem kelistrikan  PT.  Petrokimia  Gresik,”  Undergraduate,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember,  2017.  Accessed:  Sep.  15,  2020.  [Online]. Available: http://repository.its.ac.id/42587/
[10] IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality. IEEE, 1995.
[11] D. Y. Sepriawan, “Analisis stabilitas transien dan perancangan pelepasan beban pada joint operation Body (JOB) Pertamina-Petrochina East  Java,”  Undergraduate,  Institut  Technology  Sepuluh  Nopember,  2015.  Accessed:  Sep.  15,  2020.  [Online].  Available: http://repository.its.ac.id/59313/
[12] UNE- EN  50160:2011,  “UNE-EN  50160:2011-Voltage  characteristics  of  electricity  supplied  by  public  electricity  networks.” https://www.techstreet.com/standards/une-en-50160-2011?product_id=1787845 (accessed May 31, 2022).
[13] IEEE  Guide  for  Voltage  Sag  Indices,  “IEEE  guide  for  voltage  sag  indices,”  IEEE  Std  1564-2014,  pp.  1–59,  Jun.  2014,  doi: 10.1109/IEEESTD.2014.6842577.
[14] W. A. Oktaviani, T. Barlian, Y. Apriani, and N. Syarif, “Continuous power flow and time domain analysis for assessing voltage stability,” Journal of Robotics and Control (JRC), vol. 1, no. 6, Art. no. 6, Jun. 2020.
[15] M.  W.  Triyatno,  O.  Zebua,  and  I.  M.  Ginarsa,  “Perkiraan  kestabilan  tegangan  secara  dinamis  menggunakan  eksponen  Lyapunov m aksimum,” JURNAL NASIONAL TEKNIK ELEKTRO, vol. 4, no. 1, Art. no. 1, Mar. 2015, doi: 10.25077/jnte.v4n1.138.2015.
[16] H.-Y. Su and C.- W. Liu, “Estimating the voltage stability margin using PMU measurements,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 31, no. 4, pp. 3221 –3229, Jul. 2016, doi: 10.1109/TPWRS.2015.2477426.
[17] Permen ESDM No 37 tahun 2008, “Aturan jaringan sistem tenaga listrik Sumatera.” 2008.
[18] J. C. Das, Transients in electrical systems: analysis, recognition, and mitigation. Mc Graw Hill, 2010.