Abstrak-Generator  sinkron  merupakan  sumber  utama pembangkit tenaga listrik yang bekerja dengan mengubah energi mekanis  menjadi  energi  listrik  tiga  fasa.Dalam  pengoperasian generator, besar daya yang disuplai harus selalu berada dibawah kemampuan  maksimum  generator.  Apabila  kapasitas  beban melebihi kemampuan daya generator maka akan mengakibatkan pemanasan berlebihan pada belitan-belitan stator  maupun rotor generator yang dapat mengakibatkan kerusakan pada generator.
Oleh  karena  itu  sangat  perlu  diperhatikan  keamanan kerja  generator  dalam  batas  operasi  yang  sesuai  dengan kemampuan generator.Dimana batas kemampuan kerja generator  dinyatakan  melalui  kurva  kapabilitas.Dalam  tugas akhir ini disimulasikan kurva kapabilitas generator berdasarkan kurva  kapabilitas  generator  PLTP  Lahendong  4,  menggunakan jaringan saraf tiruan metode constructive backpropagation.Untuk pembentukan  kurva  kapabilitas  dengan  jaringan  saraf  tiruan digunakan  data  kurva  PQ  sehingga  didapatkan  sudut θ sebagai masukan dan daya kompleks kurva (S) sebagai target pelatihan.
Kurva  kapabilitas  hasil  jaringan  saraf  tiruan  yang disimulasikan  identik  dengan  bentuk  kurva  kapabilitas  asli generator  PLTP Lahendong  4.  Juga  dihasilkan  letak  titik  kerja yang  sama  antara  kedua  kurva  kapabilitas.  Kurva  kapabilitas yang  disimulasikan  dapat  digunakan  untuk  memantau  kerja generator saat menyuplai beban dengan mengacu pada letak titik kerja generator dalam batasan kurva kapabilitas.
Kata  kunci:  Generator  sinkron,  Kurva  kapabilitas,  Jaringan saraf tiruan, Titik kerja generator.

## I. PENDAHULUAN
Keandalan  sistem  tenaga  listrik  dapat  dilihat  dari kontinuitas  pelayanan  daya  listrik  ke  konsumen.Gangguan yang  terjadi  pada  sistem  pembangkit  merupakan  salah  satu faktor  yang  menentukan  tingkat  keandalan  dari  sistem kelistrikan  di  wilayah  Sulawesi Utara, khususnya pada  sistem kelistrikan Minahasa.
Generator sinkron merupakan sumber utama pembangkit  tenaga  listrik.Sistem  pengoperasian  generator sinkron  dalam  suatu  sistem  kelistrikan  dilakukan  secara kontinu  dengan  beban  tertentu,  sehingga  yang  diperlukan adalah kemampuan generator tersebut dalam suplai daya.Besar daya  yang  disuplai  harus  selalu  berada  dibawah  kemampuan maksimum  generator.  Apabila  pengoperasian  berada  diatas kemampuan  generator  atau  kapasitas  beban  melebihi kemampuan  daya  generator  maka  akan  mengakibatkan pemanasan  berlebihan  pada  generator  tersebut.  Pemanasan yang  berlebihan  ini  dapat  mengakibatkan  kerusakan  isolasi pada belitan-belitan rotor dan stator generator.Oleh karena itu sangat  perlu  diperhatikan  keamanan  kerja  generator  dalam batasan  operasi  yang  sesuai  dengan  kemampuan  suatu generator.
Batas  kemampuan  kerja  generator  dinyatakan  melalui kurvakapabilitas. Kurva kapabilitas digunakan dalam monitoring  pada  sisi  pembangkitan  untuk  memantau
perubahan  daya  akibat  perubahan  daya  beban.  Kurva kapabilitas generator akan memberi informasi tentang batasan kemampuan  dari  operasi  generator  dalam  mensuplai  daya. Batasan kemampuan operasi generator tersebut meliputi: batas daya  aktif dan reaktif, batas arus rotor, batas arus stator, batas pemanasan  ujung  inti  stator dan batas  kestabilan steady  state . Suatu  program  untuk  menampilkan  secara  visual  kerja generator  dalam  kurva  kapabilitas  dikembangkan  dengan metode  jaringan  saraf  tiruan  ( artificialneural  network) . Metode  ini  meniru  cara  kerja  otak  dalam  berpikir  untuk memecahkan beragam permasalahan.
Setiap  pembangkit  memiliki  karakteristik  kurva kapabilitas  berbeda-beda,  sesuai  dengan  kemampuan  daya generator.  Begitu  pula  untuk  sistem  kelistrikan  Minahasa terdiri atas  beberapa  jenis pusat  listrik, dengan  sejumlah unit. Dalam  hal  ini  akan  disimulasikan  batas  keamanan  kerja  dari salah  satu  unit  pembangkit  sistem  kelistrikan  Minahasa  yaitu PLTP Lahendong 4.

## II.   LANDASAN TEORI

## A. Generator Sinkron
Generator  sinkron  (alternator)  merupakan  jenis  mesin listrik  yang  berfungsi  untuk  menghasilkan  tegangan  bolak- balik  dengan  cara  mengubah  energi  mekanik  menjadi  energi listrik.  Energi  mekanik  diperoleh  dari  putaran  rotor  yang digerakkan  oleh  penggerak  mula  ( prime  mover ).  Sedangkan energi  listrik  dihasilkan  dari  proses  induksi  elektromagnetik yang  terjadi  pada  kumparan  stator  dan  rotornya.  Mesin penggerak  yang  banyak  digunakan  yaitu: mesin diesel,  turbin uap, turbin air dan turbin gas.
Komponen  generator  sinkron:  stator,  rotor,  dan  celah udara.Stator  merupakan  bagian  yang  tersusun  dari  pelat-pelat dan  mempunyai  alur-alur  sebagai  tempat  meletakkan  belitan stator  atau  belitan  jangkar.  Sedangkan  pada  rotor  terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitan (belitan medan) yang dialiri arus  searah  dari  suatu  penguat  ( exciter ).  Belitan  medan membawa arus  searah  dan  menghasilkan medan  magnet  yang menginduksi tegangan bolak-balik pada belitan jangkar. Celah udara  adalah  ruang  antara  stator  dan  rotor.  Dimana  belitan jangkar biasanya dioperasikan pada tegangan  yang lebih besar dibandingkan pada belitan  medan, sehingga dibutuhkan ruang yang  lebih  yakni  celah  udara  antara  kedua  belitan  untuk isolasi.
Rotor pada generator sinkron pada dasarnya merupakan elektromagnet  yang  besar.  Kutub  medan  magnet  rotor  dapat berupa  kutub  menonjol  ( salient  pole )  dan  kutub  tidak menonjol ( non-salient pole ) / kutub silinder. Pemilihan  antara kedua  jenis  rotor bergantung  pada kecepatan penggerak mula generator.

## Simulasi Keamanan Kerja Generator PLTP Lahendong 4
Rifkania Kambey,     Maickel Tuegeh,     A.F.Nelwan,     Marthinus Pakiding Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT,  Manado-95115, Email: rifkania@gmail.com

## Gambar 1. Diagram Sistem Eksitasi Tanpa Sikat
Generator  sinkron  yang  berkapasitas  besar  biasanya menggunakan  sistem  eksitasi  /  penguat    tanpa  sikat  yang dilengkapi  dengan  generator  magnet  permanen.  Hal  ini dimaksudkan  agar  sistem  eksitasi  dari  generator  sama  sekali tidak  tergantung  pada  sumber  daya  listrik  dari  luar  mesin tersebut.  Sistem  eksitasi tanpa  sikat  ditunjukkan pada  gambar 1.
Prinsip  kerja  dari  sistem  eksitasi  tanpa  sikat  adalah sebagai  berikut.Eksitasi  pada  generator dengan  penguat  tanpa sikat  berasal  dari  PMG.  Dimana  PMG  menyuplai  daya  ke stator  penguat  AC.  Kemudian  penguat  AC  menghasilkan tegangan  AC  yang  akan  disearahkan  oleh  penyearah  yang berputar  ( rotating  rectifier )  pada  poros  penguat  AC  tersebut. Selanjutnya  penyearah  menyuplai  arus  searah  ke  generator sebagai  eksitasi.Daya  dari  generator  dikontrol  dengan  AVR, yakni  daya  yang  disuplai  pada stator  penguat  AC  dan  sampai pada belitan rotor generator untuk menjaga  tegangan keluaran generator pada batas yang ditetapkan.
Rangkaian ekivalen generator sinkron 1 fasa  jenis rotor silinder  pada  kondisi  tunak  ( steady  state) ditunjukkan  pada gambar  2.  Dengan  asumsi  tegangan  terminal  generator konstan,  dan  penggerak  mula  terkopel  langsung  terhadap poros generator dengan kecepatan konstan.
Tegangan  internal  yang  dibangkitkan  generatorberdasarkan gambar 2 dinyatakan oleh :
(1)
Apabila tahanan stator ( R a ) diabaikan, maka tegangan internal generator ( E i ) menjadi:
(2)
Diagram fasor generator sinkron berdasarkan persamaan  (2),ditunjukkan  pada  gambar  3  dengan  terminal fasa-netral  ( V ϕ )  sebagai  referensi.  Jika  arus  stator  ( I a ) tertinggal  ( lagging )  terhadap V ϕ maka  generator  bekerja  pada kondisi  eksitasi  lebih,  jika I a berimpit  terhadap V ϕ maka generator  bekerja  dengan  pf  =1,  dan I a mendahului ( leading )terhadap V ϕ maka  generator  bekerja  pada  kondisi eksitasi  lemah.Ditinjau  berdasarkan  diagram  fasor  generator gambar 3 kondisi operasi generator terdiri atas kondisi eksitasi lebih, eksitasi normal dan eksitasi lemah.
E i + _ R a jX s V ϕ I a + _ Gambar 2. Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron 1 Fasa E i jX s I a V ɸ I a θ δ V ɸ I a E i θ δ I a V ɸ jX s I a E i δ (a) (b) (c) jX s I a
Gambar 3. Diagram Fasor Generator Sinkron
(a) I a tertinggal terhadap V ϕ , (b) I a berimpit terhadap V ϕ ,  (c) Ia mendahului terhadap V ϕ
1. Generator dalam kondisi eksitasi lebih jika:
(3)
Dalam  kondisi  eksitasi  lebih kerja  generator dipengaruhi  oleh arus  medan  ( I f ).  Pada  kondisi  ini  generator  mengirim  daya reaktif  ( Q )  ke  sistem  dengan  sudut  faktor  daya  positif  (pf= positif). . Dipandang  dari  sistem,  generator  bersifat  seperti kapasitor.  Kondisi  eksitasi  lebih  dapat  terjadi  pada  saat start- up ataupun  pada  saat  putaran  rendah.  Eksitasi  lebih memberikan  dampak  pemanasan  yang  bila  berlebihan  dapat mengakibatkan kerusakan isolasi pada belitan stator.
2. Generator dalam kondisi eksitasi normal jika:
(4)
Pada kondisi ini, generator mengirim daya aktif ( P )ke sistem dengan faktor daya satu (pf= 1) dan daya reaktif generator ke sistem nol ( Q = 0). Kondisi kerja generator yang normal ini dibatasi oleh arus stator ( I a ) .
3. Generator dalam kondisi eksitasi lemah jika:
(5)
Dalam kondisi eksitasi lemah kerja generator juga dipengaruhi oleh arus medan ( I f ). Pada kondisi ini arus eksitasi diperlemah sehingga  generator  menyerap  daya  reaktif  ( Q )  dari  sistem dengan sudut faktor daya negatif (pf= negatif). Dipandang dari sistem, generator bersifat seperti induktor.
  V E i  cos   V E i  cos   V E i  cos a s a i I jX R V E ) (     a s i I jX V E   
Batas titik operasi generator dinyatakan dan divisualisasikan dalam bentuk kurva kapabilitas generator.Kurva  kapabilitas  generator  memuat  karakteristik dan  kemampuan  operasi  kerja  generator  yang  meliputi  daya aktif  (MW),  daya  reaktif  (MVAr)  dan  daya  rating (MVA).Dimana  kurva  kapabilitas  digambarkan  dalam  sumbu PQ.
Kurva  kapabilitas  generator  dibentuk  berdasarkan diagram fasor seperti pada gambar 3. Dengan asumsi tegangan terminal ( V ϕ ) konstan dan resistansi stator diabaikan.Tegangan terminal generator sebagai referensi fasor.
Kurva  kapabilitas  generator  dibentuk  berdasarkan  langkah- langkah berikut.
1. Diagram  fasor  dari  gambar  3(a)  diplot  kedalam  sumbu x dan y ,  dimana  sumbu x dan y menyatakan  sumbu tegangan/ Volt . Hasil plot ditunjukkan pada gambar 4. 2. Sumbu x dan y dari  diagram  fasor  gambar  4  diubah kedalam  bentuk  daya  aktif  dan  reaktif  yaitu  sumbu x menjadi daya reaktif (MVAr), sumbu y menjadi daya aktif (MW),  hasilnya  ditunjukkan  pada  gambar  5.  Dimana untuk  mengubah  skala  dari  unit  tegangan  ke  unit  daya dikalikan dengan 3 V ϕ /X s .
Gambar 4. Plot Diagram Fasor Dalam Sumbu Tegangan
s i X V E  3 s X V 2 3   s X V 2 3 
Gambar 5. Plot Diagram Fasor Dalam Sumbu Daya
3. Secara teori, kurva kapabilitas generator terbentuk dengan daya  aktif (MW) pada sumbu x dan daya reaktif (MVAr) berada pada sumbu y . Oleh karena itu, diagram  fasor dari gambar 5 diputar 90 o terhadap sumbu O berlawanan arah jarum jam, menghasilkan diagram fasor dengan daya aktif (MW)  pada  sumbu x dan  daya  reaktif  (MVAr)  pada sumbu y yang ditunjukkan pada gambar 6.
4. Berdasarkan  diagram  daya  dari  mesin  sinkron,  daerah kerja  generator  berada  pada  sumbu x positif    sedangkan kerja motor berada pada sumbu x negatif. Oleh karena itu diagram  fasor  dari  gambar  6  dicerminkan  terhadap sumbu y ,menghasilkan  diagram  fasor  gambar  7  yang menyatakan daerah kerja generator pada sumbu x positif.
s i X V E  3 s X V 2 3   s X V 2 3 
Gambar 6. Diagram Fasor Gambar 5 Setelah Diputar 90 o Berlawanan Arah Jarum Jam s X V 2 3  s X V 2 3  
  cos 3 a I V   sin 3 a I V
s i X V E  3 a I V  3 s X V 2 3  s i X V E  3 a I V  3
Gambar 8. Kurva Kapabilitas Akhir Dibentuk dari Diagram Fasor Generator Keterangan gambar 8:
3 V ϕ I a cos Ɵ :  Batas daya aktif [MW] 3 V ϕ I a sin Ɵ :  Batas daya reaktif [MVAr] 3 V ϕ I a :  Batas arus stator [A]
s i X V E  3 :  Batas arus rotor [A]

## Titik b
:  Rating generator [MVA]
Batas  kemampuan  operasi  generator  dalam  mengirim daya  ke  sistem  digambarkan  seperti  pada  gambar  8  dan gambar 9 yang menunjukkan batas-batas berikut:
1. Batas Daya Generator Daya  aktif  ( P )  generator  dihasilkan  dengan  mengatur kecepatan  penggerak  mula  generator  ( prime  mover ).  Batas daya aktif generator dinyatakan oleh:
(6)
Secara  visual  batas  daya  aktif  generator  ditunjukkan  pada gambar 8:
a. Dengan  menarik  garis  vertikal  dari  titik  b  ke p  yang  sejajar terhadap sumbu Q .
b. Jarak  titik  operasi  sumbu  daya  aktif P (MW)  dinyatakan oleh 3 V ϕ I a cos Ɵ .
Daya  reaktif  generator  dihasilkan  dengan  mengatur sistem eksitasi generator, yakni arus penguat medan ( I f ) . Batas daya reaktif ( Q ) generator dinyatakan oleh :
(7)
Secara  visual  batas  daya  reaktif  generator  ditunjukkan  pada gambar 8:
a. Dengan  menarik  garis  horizontal  dari  titik  b  ke  q  yang sejajar terhadap sumbu P . b. Jarak titik operasi sumbu daya reaktif Q (MVAr) dinyatakan oleh 3V ϕ I a sin Ɵ .
Batas  daya  kompleks  atau  daya  rating  generator dinyatakan oleh :
(8)
Gambar 9. Kurva Kapabilitas Dengan Batas Kestabilan Keadaan Tunak
Secara
visual batas daya kompleks generator ditunjukkan pada gambar 8:
a. Titik b merupakan titik rating generator (MVA)
b. Jarak rating generator dinyatakan oleh 3V ϕ I a
2. Batas Arus Stator ( Armature Current Limit ) Arus jangkar / armature ( I a ) yang mengalir pada belitan stator  mengakibatkan  rugi  daya  ( I 2 R ).  Rugi  daya  ini  dapat mengakibatkan  peningkatan  suhu  konduktor  dan  lingkungan terdekat.  Jika  dibiarkan,  peningkatan  suhu  ini  dapat  terjadi secara terus-menerus.Oleh karena itu, salah satu batasan dalam kerja generator yaitu besar arus maksimum yang dapat dibawa oleh  jangkar  tanpa melebihi batas  pemanasan  yang  diizinkan. Secara visual batas arus stator ditunjukkan pada gambar 8: a. Digambarkan sebagai lingkaran 3V ϕ I a b. Pusat titik lingkaran
: pada titik a (0,0)
c. Panjang jari-jari lingkaran :panjang  garis  a-b  =3 V ϕ I a , merupakan ratinggenerator.
3. Batas Arus Rotor ( Field Current Limit )
Akibat  adanya  pemanasan  yang  dihasilkan  dari  rugi- rugi  tembaga  pada  belitan  rotor,  maka  arus  rotor  juga menentukan  batas  dalam  operasi  generator.  Batas  arus  rotor dipengaruhi  oleh  arus  eksitasi.  Dimana  arus  eksitasi  dapat dipertahankan konstan dengan mempertahankan arus searah I f dibelitan  medan  konstan.  Secara  visual  batas  arus  rotor ditunjukkan pada gambar 8:
a. Digambarkan sebagai lingkaran
s i X V E  3 b. Pusat titik lingkaran:  pada titik c:
         s X V 2 3 , 0 
c. Panjang jari-jari lingkaran:
panjang garis c-b :         s i X V E  3
4. Batas  Pemanasan  Ujung  Inti  Stator  ( Stator-End  Region Heating Limit )

 cos 3 a I V P    sin 3 a I V Q  a I V S  3 
Pemanasan  ujung  inti  stator  menentukan  batas  operasi generator dalam daerah eksitasi lemah (daerah dibawah sumbu P ).  Pemanasan  ujung    inti  stator  disebabkan  oleh  fluks  bocor di  celah  udara.  Fluks  bocor  tersebut  merupakan  hasil penjumlahan vektor fluks arus beban di belitan stator dan fluks arus  searah  pada  belitan  rotor.  Sebagian  besar  fluks  bocor melewati  celah  udara  antara  belitan  stator  dan  rotor  dan sebagian kecil  fluks bocor tetap berada pada bagian akhir dari belitan  stator.Skema  dari  daerah  pemanasan  ujung  inti  stator generator ditunjukkan pada gambar 10.
Pada  saat  generator  beroperasi  dalam  kondisi  eksitasi lebih  maka  arus  medan  tinggi,  sehingga  di  cincin  penahan ( retaining  ring )  akan  mengalami  saturasi  dan  menghasilkan fluks  bocor  yang  kecil.  Pada  saat  beroperasi  dalam  kondisi eksitasi  lemah  maka  arus  medan  kecil,  sehingga  di  cincin penahan  tidak  mengalami  saturasi  dan  menghasilkan  fluks bocor  yang  tinggi.Batas  pemanasan  ujung  inti  stator  ( stator- end region heating limit) digambarkan sebagai  lingkaran C-D pada gambar 9:
a. Pusat lingkaran  :  
      s X V K 2 1 , 0  b. Jari-jari lingkaran :
        d X V K  2
Dimana:
(9)
(10)
Keterangan:
f a danN
N :   jumlah belitan stator dan rotor
T  :    suhu  maksimum  yang  diijinkan  pada  bagian  ujung  inti stator dan rotor ( end core region )
t K :  konstanta  penghubung  pemanasan  dengan  fluks magnetik
Gambar 10. Daerah Pemanasan Ujung Inti Stator Generator
Batas lain dalam penyaluran daya oleh unit pembangkit adalah  kestabilan  keadaan  tunak.  Saat  beroperasi  dalam kondisi  beban  penuh,  generator  cenderung  bekerja  pada daerah leading ,  yaitu  daerah  yang  menyerap  daya  reaktif dari sistem. Dalam kondisi ini, generator harus dioperasikan secara hati-hati,  sehingga  ditambahkan  batas  kestabilan  keadaan tunak dalam daerah operasi generator.
Kondisi operasi keadaan tunak tercapai jika daya output mekanik  ( P m )  seimbang  dengan  daya  keluaran  listrik  ( P e ). Hubungan P m dan P e ditunjukkan  pada  gambar  11,  dimana garis horisontal sebagai  daya output  mekanik  yang dihasilkan oleh penggerak mula generator. Apabila beban pada generator meningkat maka putaran rotor akan melambat, dan sebaliknya akan semakin cepat apabila beban menurun.
Daya  maksimum  generator  yang  dikirim  ke  sistem berdasarkan  kurva  sudut  daya  pada  gambar  11  dinyatakan sebagai berikut:
(11)
Keterangan:
P e : daya keluaran listrik generator
 :  sudut daya antara tegangan E i dan V ϕ (sudut torsi mesin)
Persamaan  (11)  merupakan  batas  kestabilan  saat δ =  90 o . Dimana daya maksimum yang dapat disuplai generator terjadi saat δ =  90 o .  Secara  visual,  batas  kestabilan  keadaan  tunak diplot  kedalam  sumbu  PQ  yang  digambarkan  seperti  gambar 12:
a. Berpusat pada titik :
         d s X X V 1 1 2 , 0 2  b. Dengan jari-jari :          d s X X V 1 1 2 2  δ P P max P m δ 0 0 90 o 180 o Batas kestabilan keadaan tunak Perlambatan Titik operasi stabil Percepatan P e Gambar 11.Kurva Sudut Daya Keterangan gambar 11:
Jika P e > P m atau δ > δ 0 :  rotor mengalami perlambatan Jika P e = P m atau δ = δ 0 :  titik operasi stabil Jika P e < P m atau δ < δ 0 :  rotor mengalami percepatan
  sin 3 s i e X V E P  ) 2 ( ) ( 2 2 2 1 f a f a f f a N N N N N N N
K      ) 2 ( 2 2 1 f a a f t N N N N K T K    
         d s t X X V 1 1 2 , 0 2          d s t X X V 1 1 2 2
Gambar 12. Batas Kestabilan Keadaan Tunak ( Steady State )
Gambar 13. Single Layer Neural Network

## B. Jaringan Saraf  Tiruan
Jaringan saraf tiruan ( artificial neural networks ) adalah sistem  pemroses  informasi  yang  memiliki  karakteristik  mirip jaringan  saraf  biologi  manusia.JST  dibentuk  sebagai pengembangan  model  matematika  dari  jaringan  saraf  biologi manusia. Dengan asumsi bahwa:
a. Pemrosesan informasi terjadi secara sederhana pada elemen prosesor, elemen tersebut dinamakan neuron.
b. Sinyal  dilewatkan  di  antara  neuron-neuron  melalui  suatu penghubung.
d. Setiap  penghubung  memiliki  pembobot  tertentu  dan  sinyal yang dikirim akan dikalikan.
e. Setiap neuron memiliki  fungsi  aktifasi ( non-linier ) terhadap masukan untuk menghasilkan sinyal keluaran.
Karakteristik dari JST ditentukan oleh tiga hal :
1. Pola Hubungan Antar Neuron (Arsitektur Jaringan) Beberapa  arsitektur  jaringan  yang  sering  dipakai  dalam jaringan saraf tiruan:
a. Jaringan Layar Tunggal ( Single Layer Network ) Dalam  jaringan  ini,  semua  unit  masukan  dihubungkan langsung  dengan  semua  unit  keluaran,  meskipun dengan  bobot  yang  berbeda  seperti  ditunjukkan  pada gambar13.
b. Jaringan Layar Jamak ( Multi Layer Network )
Dalam  jaringan  ini,  selain  unit  masukan  dan  keluaran terdapat  juga unit-unit lain (disebut layar  tersembunyi), seperti ditunjukkan pada gambar14.
Gambar 14. Multi Layer Neural Network
2. Fungsi Aktivasi
Operasi  dasar neural-network merupakan  hasil penjumlahan  dari  perkalian  masing-masing  sinyal  input dengan  pembobot,  kemudian  masuk  ke  dalam  suatu  fungsi aktifasi  untuk  menghasilkan  keluaran.  Beberapa  fungsi aktivasi  yang  sering digunakan adalah  fungsi threshold (batas ambang), fungsi sigmoid, fungsi identitas.

## C. Metode Constructive Backropagation
Proses  terbentuknya  kontruksi  penambahan  unit tersembunyi untuk metode pembelajaran constructive backropagation terjadi  secara  satu  demi  satu.  Algoritma pelatihan constructive backropagation sebagai berikut :
1. Inisialisasi,  yaitu  pembentukan  JST  awal  berupa  JST tanpa unit tersembunyi. Penimbang  dari  konfigurasi  awal dihitung dengan meminimalkan jumlah dari galat kuadrat ( sum  of  squared  error / SSE ).  Penimbang  yang  telah ditemukan dibuat tetap.
2. Pelatihan  unit  tersembunyi  baru,  yaitu  menghubungkan masukan  ke  unit  baru  dan  sambungkan  keluarannya  ke unit keluaran. Seluruh penimbang yang terhubung ke unit baru diatur dengan meminimalkan mSSE ( modified SSE ).
3. Pembekuan  unit  tersembunyi  baru,  yaitu  menetapkan secara permanen penimbang yang berinterkoneksi dengan unit baru.
4. Uji konvergensi,  yaitu  jika  jumlah unit tersembunyi telah menghasilkan  solusi  yang  layak,  maka  pelatihan dihentikan. Jika tidak, kembali ke langkah 2.

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian  dan  pengambilan  data  dilakukan  di  PLTP Lahendong 4, yang terletak di desa Pangolombian, Kecamatan Tomohon  Selatan,  Kota  Tomohon,  Propinsi  Sulawesi  Utara. PLTP  Lahendong  4  dibangun  untuk  menyediakan  dan menyalurkan  energi  listrik  pada  sistem  Minahasa  dengan daerah pelayanan Manado, Bitung, Minahasa Utara, Minahasa Selatan,  Minahasa  Tenggara,  Kotamobagu  ditambah  dengan Gorontalo  (dimulai  tahun  2012).  Pengambilan  data  dilakukan pada  bulan  Maret  –  Juli  2012.Data  yang  diambil  yaitu  data spesifikasi  generator,ditunjukkan  pada  tabel  Iserta  kurva
kapabilitas  generator  PLTP  Lahendong  4,  ditunjukkan  pada gambar 15.

## B. Prosedur Penelitian
Secara  umum,  terdapat  beberapa  langkah  yang dilakukan  dalam  penyelesaian  penelitian  mengenai  simulasi keamanan kerja generator PLTP Lahendong 4 sebagai berikut: 1. Melakukan  studi  literatur;  berupa  pengumpulan  buku teks, makalah, skripsi dan artikel-artikel sebagai  landasan teori  mengenai  generator  sinkron,  kurva  kapabilitas generator, jaringan saraf tiruan dengan metode constructivebackpropagation ,  serta  bahasa  pemrograman Matlab yang  digunakan  dalam  simulasi  kurva  kapabilitas generator.
2. Melakukan pengambilan data di PLTP Lahendong 4 yaitu data  spesifikasi  generator  serta  kurva  kapabilitas generator PLTP Lahendong 4.

## C. Pembentukan Kurva Kapabilitas Generator
Diagram  alir  pembentukan  kurva  kapabilitas  generator ditunjukkan  pada  gambar  16.Pembentukan  kurva  kapabilitas dibagi  dalam  2  tahap,  yaitu  plot  titik P dan Q serta  tahap pelatihan data kurva.
TABEL I. DATA TEKNIS GENERATOR PLTP LAHENDONG 4
Nama Generator LH4 Tipe GTLRI494 /45 – 2 Keluaran [MVA] 25 Keluaran [MW] 20 Tegangan [kV] 11 Arus [A] 1312 Tegangan Eksitasi [V] 160 Arus Eksitasi [A] 808 Fasa 3 Faktor Daya 0,8 Frekuensi[Hz] 50 Jumlah Kutub 2 Kecepatan [rpm] 3000 Tahun Pembuatan 2010 Pembuat Fuji  Electric
Gambar 15. Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4
3. Membuat  program  untuk  pembentukan  kurva  kapabilitas generator  berbasis  jaringan  saraf  tiruan  ( artificialneural network )  dengan  metode constructive  backprogation dengan perangkat lunak Matlab 2009a.
4. Membuat  algoritma  serta  program  pengujian  keamanan generator.
5. Melakukan  uji  coba  kurva  kapabilitas  yang  dibentuk melalui  jaringan  saraf  tiruan  dengan  beberapa  kondisi pembebanan  generator  (data P dan Q )  sebagai  masukan dalam algoritma pengujian keamanan generator.
6. Membandingkan  kurva  kapabilitas  hasil  jaringan  saraf tiruan  dengan  kurva  kapabilitas  asli  generator  PLTP Lahendong  4  dengan  melakukan  pengujian  sama  seperti langkah 5, namun dengan data masukan  yakni data aktual operasi PLTP Lahendong 4.

## D. Pengujian  Kurva  Kapabilitas  Generator  Hasil  Pelatihan NN
Pengujian  kurva  kapabilitas  generator  hasil  pelatihan NN  dilakukan  untuk  menguji  keamanan  generator.Untuk algoritma  pegujian  kurva  kapabilitas  generator  ditunjukkan pada gambar 17.
Gambar 16.Diagram Alir Pembentukan Kurva Kapabilitas Generator Metode Constructive Backpropagation
P Q 1 tan    2 2 Q P R   Gambar 17. Algoritma Pegujian Kurva Kapabilitas Generator
Gambar 18. Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 dari Plot Data PQ

## IV. SIMULASI DAN ANALISA HASIL

## A. Hasil  Pembentukan  Kurva  Kapabilitas  dengan  Jaringan Saraf Tiruan
Dari  plot  kurva  kapabilitas  asli  generator  PLTP Lahendong  4  menghasilkan    pasangan  titik  data PQ yang terdiri atas:
Titik P : 81 titik Titik Q : 81 titik
Tampilan kurva kapabilitas  yang disimulasikan sesuai dengan data PQ kurva  asli  generator PLTP Lahendong  4  ditunjukkan pada gambar 18.
Tampilan kurva kapabilitas generator PLTP Lahendong 4 hasil pelatihan NN ditunjukkan pada gambar 18. Kurva hasil pelatihan  NN  tersebut  sudah  mengenali  target  yaitu  data PQ kurva.  Hal  ini  terbukti  dengan  sudah  berimpitnya  kurva kapabilitas hasil pelatihan NN (berwarna merah) dengan target data kurva PQ (berwarna biru).

## B. Uji Coba Kurva Kapabilitas Generator Hasil Simulasi
Uji  coba  terhadap kurva  kapabilitas hasil  pelatihan NN dilakukan  untuk  mendapatkan  titik  kerja  dari  generator sehingga  dapat  ditentukan  apakah  generator  bekerja  pada batasan  yang  aman  atau  tidak.  Kerja  generator  dinyatakan aman  bila  memenuhi  syarat R gen ≤ R ref sehingga R ref dikurangi R gen (selisih R ) bernilai  positif  (+).  Uji  coba  kurva  kapabilitas generator  dilakukan  terhadap  beberapakondisi  pembebanan yaitu  dengan  memasukkan  nilai P dan Q sebagai  masukan terhadap kurva kapabilitas hasil pelatihan NN.
Gambar 19. Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Pelatihan NN
Gambar 20. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN ( P = 10 MW , Q =  -12.5 MVAr)
1. Uji coba kondisi 1 dengan pembebanan kurva :
P =  10 MW
Q =  -12.5 MVAr
Hasil  simulasi  kondisi  1  ditunjukkan  pada  gambar 20.Dari  hasil  simulasi,  input  kurva  kapabilitas  generator hasil  pelatihan  NN  yaitu  dengan  pembebanan P =  10  MW dan Q =  -12.5  MVArtidakmengenali  targetnya  yaitu R ref kurva karena titik kerja generator sudah berada di luar batas kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan  NN,  ditandai  dengan  titik kerja generator berwarna merah.
Pada  kondisi  ini  generator  menarik  daya  reaktif  dari sistem  dengan  jumlah  maksimum  (dari  daya  reaktif  yang dapat  diterima  oleh  generator  PLTP  Lahendong  4)  yaitu 12.5  MVAr  menandakan  adanya  kegagalan  eksitasi generator  atau  generator  mengalami  kehilangan  eksitasi yang  cukup  besar.  Akibatnya  generator  akan  berputar  pada kecepatan  konstan,  diatas  kecepatan  sinkron  dan  akan bekerja sebagai generator induksi.
Disimpulkan  bahwa  pada  kondisi  pembebanan  1, generator bekerja dalam kondisi tidak aman. Oleh karena itu pada  kondisi  ini,  perlu  diatur  eksitasi  pada  generator  yaitu dengan  meningkatkan  arus  eksitasi  pada  belitan  medan  di rotor.  Sehingga  generator  tidak  menyerap  daya  reaktif terlalu  besar  dari  sistem.  Selain  itu  faktor  daya  generator akan meningkat.
2. Uji coba kondisi 2 dengan pembebanan kurva : P =  18 MW
Q =  -1.6 MVAr
Gambar 21. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN ( P = 18 MW, Q =  -1.6 MVAr)
Hasil  simulasi  kondisi  2  ditunjukkan  pada  gambar  21. Dari  hasil  simulasi,  input  kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan NN yaitu P =18MW, Q = -1.6MVAr mengenali tagetnya ( R ref kurva)  karena  titik  kerja  generator  berada  didalam  batas kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan  NN,  ditandai  dengan  titik kerja  generator  berwarna  biru.  Generator  beroperasi  pada kondisi eksitasi lemah, yakni generator bekerja pada daerah leading atau  menarik daya reaktif dari  sistem.  Disimpulkan bahwa pada     kondisi    pembebanan    ke-2 generatorbekerja dalamkondisi aman.
3. Uji coba kondisi 3 dengan pembebanan kurva : P =  20 MW
Q =  0 MVAr
Hasil  simulasi  kondisi  3  ditunjukkan  pada  gambar  22. Dari  hasil  simulasi,  input  kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan NN yaitu P = 20 MW dan Q = 0 MVAr mengenali targetnya ( R ref kurva) karena titik kerja generator berada didalam batas kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan  NN,  ditandai  dengan  titik kerja  generator  berwarna  biru.  Generator  beroperasi  pada kondisi  eksitasi  normal,  yakni  generator  mengirim  daya aktif  ( P )  ke  sistem.Generator  beroperasi  pada  kondisi eksitasi normal, yakni generator mengirim daya aktif ( P ) ke sistem.  Kondisi  ini  ditunjukkan  dengan  sudut  faktor  daya nol (teta = 0) sehingga faktor dayanya menjadi 1. Generator yang  beroperasi  dengan  faktor  daya  1  atau  berada  diantara faktor  daya lagging dan leading dapat  menyebabkan pemanasan pada belitan stator, namun untuk kondisi ini titik kerja  generator  masih  berada  dalam  batasan  kurva kapabilitas,  menandakan  tidak  terjadipemanasan  lebih  pada belitan statornya.Disimpulkan bahwa pada kondisi pembebanan ke-3 generator bekerja dalam kondisi aman.
4. Uji coba kondisi 4 dengan pembebanan kurva : P =  25 MW
Q =  5.5 MVAr
Hasil  simulasi  kondisi  4  ditunjukkan  pada  gambar  23. Dari  hasil  simulasi,  input  kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan NN  yaitu P = 25  MW dan Q = 5.5 MVAr  tidak mengenali targetnya  ( R ref kurva)  karena  titik  kerja  generator  sudah berada  diluar  batas  kurva  kapabilitas  hasil  pelatihan  NN, ditandai  dengan  titik  kerja  generator  menjadi  berwarna merah.
Gambar 22. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN ( P =20 MW , Q = 0 MVAr)
Generator beroperasi pada kondisi eksitasi lebih, yakni kerja generator  berada  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya reaktif ( Q ) kesistem.
Pada  kondisi  ini  titik  kerja  generator  sudah  melewati batas  kurva  kapabilitas  yaitu  pada  batas  pemanasan  belitan stator.Kondisi  ini  disebabkan  oleh  daya  keluaran  generator yaitu daya aktif sudah melewati daya rating generator yaitu 20  MW  menjadi  25  MW.Hal  ini  dapat  dipengaruhi  oleh peningkatan  daya  masukan  generator  yaitu  daya  mekanik yang  berasal  dari  penggerak  mula  generator  (turbin). Dimana  peningkatan  dayamasukan  mekanik  dipengaruhi oleh  jumlah  aliran  massa  uap  ke  turbin.  Peningkatan  daya masukan  generator menyebabkan  sudut δ diantara  tegangan internal (E i ) dan tegangan terminalgenerator (V ɸ ) meningkat.Nilai sudut δ yang besarmenghasilkan daya kirim daya  aktif (P )  ke  sistem  menjadi  besar  pula.Disimpulkan bahwa  pada  kondisi  pembebanan  ke-4  generator  bekerja dalam kondisi tidak aman. Oleh karena itu, pada kondisi ini daya  keluaran  generator  yakni  daya  aktif  ( P )  harus dikurangi  dengan  mengatur  jumlah  aliran  massa  uap  yang masuk ke turbin.
5. Uji coba kondisi 5 dengan pembebanan kurva : P =   16 MW
Q =  15 MVAr
Hasil  simulasi  kondisi  5  ditunjukkan  pada  gambar  24. Dari  hasil  simulasi,  input  kurva  kapabilitas  generator  hasil pelatihan  NN  yaitu dengan  pembebanan P =16 MW, Q =15 MVAr mengenali targetnya yaitu R ref kurva karena titik kerja generator  berada  didalam  batas  kurva  kapabilitas  hasil pelatihan  NN,  ditandai  dengan  titik  kerja  generator berwarna  biru.  Generator  beroperasi  pada  kondisi  eksitasi lebih,  yakni  generator  bekerja  pada  daerah lagging atau mengirim daya reaktif ke sistem.
Pada  kondisi  ini  generator  terlalu  diperkuat  sehingga menyuplai  daya  reaktif  ( Q )  ke  sistem  dengan  jumlah  yang cukup  besar  mencapai  daya  reaktif  maksimum  yang  dapat disuplai  generator  yakni  15  MVAr.Dapat  dilihat  dari  hasil simulasi  pada  gambar  4.8,  titik  kerja  generator  hampir mendekati batas arus rotor, juga faktor daya kurang dari 0.8 (faktor  daya rating generator  PLTP  Lahendong  4)  yaitu 0.7295 lagging .Dimana  generator  dengan  faktor  daya lagging akan menyebabkan pemanasan pada kumparan rotor dan akhirnya mengakibatkan kerusakan pada generator.
Gambar 23. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN
( P = 25 MW, Q = 5.5 MVAr)
Gambar 24. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN
( P = 16 MW, Q =  15MVAr)
Namun  pada  kondisi  ini  titik  kerja  generator  masih  berada didalam  batas  kurva,  menandakan  bahwa  pemanasan  yang terjadi  tidak  melewati  batas  pemanasan  yang  diijinkan  pada kumparan rotor.Disimpulkan bahwa pada kondisi pembebanan ke-5 generator bekerja dalam kondisi aman.
6. Uji coba kondisi 6 dengan pembebanan kurva :
P =   12.5 MW
Q =   20 MVAr
Hasil  simulasi  kondisi  6  ditunjukkan  pada  gambar  25. Dari hasil simulasi, input kurva kapabilitas hasil pelatihan NN yaitu P = 12.5 MW, Q = 20 MVAr tidak mengenali targetnya ( R ref kurva) karena titik kerja generator berada diluarbataskurva  kapabilitas  hasil  pelatihan  NN,  ditandai dengan  titik  kerja  generator  berwarna  merah.  Generator beroperasi  pada  kondisi  eksitasi  lebih,  yakni  kerja  generator berada  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya  reaktif  ( Q ) kesistem.Pada kondisi ini titik kerja generator sudah melewati batas kurva kapabilitas  yaitu pada batas arus rotor.Kondisi ini dapat  terjadi  akibat  generator  terlalu  diperkuat  sehingga menyuplai  daya  reaktif  ( Q )  ke  sistem  dengan  jumlah  yang cukup  besar  melampaui  daya  reaktif  maksimum  yang  dapat disuplaigenerator  (15  MVAr)  menjadi  20  MVAr.Selain  itu, faktor  dayanya  kurang  dari  0.8  (faktor  daya  rating  generator PLTP  Lahendong  4)  yaitu  0.5300 lagging .  Dimana  generator dengan  faktor  daya lagging akan  menyebabkan  pemanasan pada  kumparan  rotor  dan  akhirnya  mengakibatkan  kerusakan pada generator.
Disimpulkan  bahwa  pada  kondisi  pembebanan  ke-6 generator  bekerja dalam kondisi  tidak  aman.  Oleh karena  itu, seperti  halnya  pada  kondisi  ke-5,  pada  kondisi  ke-6  ini  juga eksitasi  generator  perlu  dikurangi  yaitu  dengan  mengurangi arus penguat medan pada rotor agar daya reaktif ( Q ) ke sistem menjadi berkurang sehingga faktor dayanya akan meningkat.
Gambar 25. Hasil Uji Coba Kurva Kapabilitas Pelatihan NN ( P = 12.5 MW, Q =  20MVAr)
(a) (b)
Gambar 26 (a) Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4 (b) Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Pelatihan NN

## C. Pengujian Kurva Kapabilitas Hasil Simulasi
Pengujian  terhadap  kurva  kapabilitas  dilakukan  untuk menguji  apakah  kurva  kapabilitas  tersebut  sudah  sesuai dengan  kurva  kapabilitas  asli  generator  PLTP  Lahendong  4 sehingga  nantinya  dapat  menghasilkan  letak  titik  kerja  yang sama.  Kurva  kapabilitas  asli  generator  PLTP  Lahendong  4 dengan  kurva  hasil  pelatihan  NN  ditunjukkan  pada  gambar 4.10.Untuk  membuktikan  bahwa  letak  titik  kerja  dari  kurva kapabilitas  yang disimulasikan sudah sesuai dengan  letak titik kerja dari kurva kapabilitas  asli generator PLTP Lahendong 4 maka  disimulasikan  beberapa  data  pembangkitan  generator PLTP Lahendong 4.
1. PLTP Lahendong 4 beroperasi dengan : Daya aktif ( P ) =  12.5 MW Daya reaktif ( Q )  =  0.412 MVAr Saat generator menyuplai ke beban dengan P = 12.5 MW, Q =0.412MVAr, menghasilkan titik kerja generator ditunjukkan  pada  gambar  27.Dari  kedua  gambar  (a)  dan  (b) menunjukkan letak titik kerja generator ( P,Q ) yang sama yaitu pada  titik  pembebanan  (12.5  MW,  0.412  MVAr).  Dimana pada  kondisi  pembebanan  ini  generator  beroperasi  pada kondisi  eksitasi  lebih,  yakni  generator  bekerja  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya  reaktif  ke  sistem.  Titik  kerja generator berada  didalam  batasan kurva kapabilitas,  selain  itu daya  reaktif  yang  dikirim  generator  ke  sistem  hampir mendekati  nol  yaitu  0.412  MVAr  sehingga  nilai  faktor  daya generator adalah  1.00 lagging yang menandakan bahwa  kerja generator  masih  berada  pada  kondisi  eksitasi  normal.  Oleh karena itu pada kondisi pembebanan ini kerja generator dalam kondisi aman.
(a)
(b)
(a)Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4 (b)Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Simulasi Gambar 27. Perbandingan Kurva Kapabilitas Generator Asli dan Hasil Simulasi P =  12.5 MW, Q =  0.412 MVAr
(a) (b)
(a)Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4
(b)Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Simulasi Gambar 28. Perbandingan Kurva Kapabilitas Generator Asli dan Hasil Simulasi P = 19.9 MW, Q = 2.236 MVAr
2. PLTP Lahendong 4 beroperasi dengan : Daya aktif ( P )
=  19.9 MW Daya reaktif ( Q )
=  2.236 MVAr Saat generator menyuplai ke beban dengan P = 19.9 MW, Q =  2.236  MVAr,  menghasilkan  titik  kerja  generator  yang ditunjukkan  pada  gambar  28.Dari  kedua  gambar  (a)  dan  (b) menunjukkan letak titik kerja generator ( P , Q ) yang sama yaitu pada  titik  pembebanan  (19.9  MW,  2.236  MVAr).  Dimana pada  kondisi  pembebanan  ini  generator  beroperasi  pada kondisi  eksitasi  lebih,  yakni  generator  bekerja  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya  reaktif  ke  sistem.  Titik  kerja generator  berada  didalam  batasan  kurva  kapabilitas,  selain  itu daya reaktif ke sistem cukup kecil yaitu 2.236 MVAr sehingga menghasilkan nilai faktor daya generator yang besar yaitu 0.99 lagging yang  menandakan  bahwa  generator  masih  dalam kondisi eksitasi normal. Oleh karena itu pada kondisi ini kerja generator dalam kondisi aman.
3. PLTP Lahendong 4 beroperasi dengan : Daya aktif ( P ) =  20 MW
Daya reaktif ( Q )  =  1.062 MVAr
Saat  generator  menyuplai  ke  beban  dengan P = 20  MW, Q =  1.062  MVAr,  menghasilkan  titik  kerja  generator  yang ditunjukkan  pada  gambar  29.Dari  kedua  gambar  (a)  dan  (b) menunjukkan  letak  titik  kerja  generator  ( P , Q )  yang    sama yaitu pada titik pembebanan (20 MW, 1.062 MVAr). Dimana pada  kondisi  pembebanan  ini  generator  beroperasi  pada kondisi  eksitasi  lebih,  yakni  generator  bekerja  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya  reaktif  ke  sistem.  Titik  kerja generator berada didalam batasan kurva kapabilitas, selain itu-
(a)
(b)
(a)Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4
(b) Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Simulasi Gambar 29. Perbandingan Kurva Kapabilitas Generator Asli dan
Hasil Simulasi P = 20 MW, Q = 1.062 MVAr
(a)
(b)
(a)Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4
(b)Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Simulasi Gambar 30. Perbandingan Kurva Kapabilitas Generator Asli dan
Hasil Simulasi P = 20.2 MW, Q = 0.155MVAr
daya reaktif ke sistem cukup kecil yaitu 1.062 MVAr sehingga menghasilkan nilai faktor daya generator yang besar yaitu 1.00 lagging yang  menandakan  bahwa  generator  dalam  kondisi eksitasi  normal.  Oleh  karena  itu  pada  kondisi  ini  kerja generator dalam kondisi aman.
4. Generator PLTP Lahendong 4 beroperasi dengan : Daya aktif ( P ) =  20.2 MW Daya reaktif ( Q )  =  0.155MVAr
Saat generator menyuplai kebeban dengan P = 20.2 MW, Q =  0.155MVAr,  menghasilkan  titik  kerja  generator  yang ditunjukkan  pada  gambar  30.Dari  kedua  gambar  (a)  dan  (b) menunjukkan  letak  titik  kerja  generator  ( P , Q )  dari  kurva kapabilitas  asli  PLTP  Lahendong  4  dengan  kurva  kapabilitas hasil  simulasi  yang    sama  yaitu  pada  titik  pembebanan  (20.2 MW,  0.155  MVAr).  Dimana  pada  kondisi  pembebanan  ini generator  beroperasi  pada  kondisi  eksitasi  lebih,  yakni generator  bekerja  pada  daerah lagging atau  mengirim  daya reaktif  ke  sistem.Daya  reaktif  ke  sistem  cukup  kecil  yaitu 0.155  MVAr  sehingga  menghasilkan  nilai  faktor  daya generator  yang  besar  yaitu  1.00 lagging yang  menandakan bahwa  kerja  generator  dalam  kondisi  eksitasi  normal.Oleh karena  itu  pada  kondisi  ini  kerja  generator  dalam  kondisi aman.
5. Generator PLTP Lahendong 4 beroperasi dengan : Daya aktif ( P ) =  21.7 MW Daya reaktif ( Q )  =  -0.424 MVAr
(a) (b)
(a)Kurva Kapabilitas Asli Generator PLTP Lahendong 4 (b)Kurva Kapabilitas Generator PLTP Lahendong 4 Hasil Simulasi
Gambar 31. Perbandingan Kurva Kapabilitas Generator Asli dan
Hasil Simulasi P = 21.7 MW, Q = -0.424 MVAr
Saat  generator  menyuplai  ke  beban  dengan P = 20  MW, Q =  1.062  MVAr,  menghasilkan  titik  kerja  generator  yang ditunjukkan  pada  gambar  31.Dari  kedua  gambar  (a)  dan  (b) menunjukkan  letak  titik  kerja  generator  ( P , Q )  dari  kurva kapabilitas  asli  PLTP  Lahendong  4  dengan  kurva  kapabilitas hasil  simulasi  yang    sama  yaitu  pada  titik  pembebanan  (21.7 MW,  -0.424  MVAr).  Dimana  pada  kondisi  pembebanan  ini generator  beroperasi  pada  kondisi  eksitasi  lemah,  yakni generator  bekerja  pada  daerah leading atau  menarik  daya reaktif  dari  sistem.  Letak  titik  kerja  generator  hampir mendekati  titik  0  pada  sumbu  daya  reaktif  ( Q ),  karena  daya reaktif  dari  sistem  cukup  kecil  yaitu  -0.424  MVAr  sehingga menghasilkan nilai faktor daya generator yang besar yaitu 1.00 leading yang  menandakan  bahwa  generator  dalam  kondisi eksitasi  normal.    Oleh  karena  itu  pada  kondisi  ini  kerja generator dalam kondisi aman.

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil simulasi serta analisa hasil pengujian yang dilakukan dalam penelitian  ini,  maka  dapat  disimpulkan sebagai berikut:
1. Kurva  kapabilitas  generator  dapat  dibentuk  dengan metode  jaringan  saraf  tiruan  ( artificial  neural  network ), sehingga  menghasilkan  model  kurva  kapabilitas  yang identik dengan kurva asli generator PLTP Lahendong 4.
2. Dari  pengujian  terhadap  kurva  kapabilitas  hasil  simulasi, letak titik kerja yang dihasilkan sudah sesuai dengan letak titik  kerja  dari  kurva  kapabilitas  asli  generator  PLTP Lahendong 4.
3. Apabila  titik  kerja  generator  berada  didalam  batas  kurva kapabilitas  maka  kerja  generator  dalam  kondisi  aman, sebaliknya  jika  titik  kerja  generator  berada  diluar  batas kurva  kapabilitas  maka  kerja  generator  dalam  kondisi tidak aman.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   D. Marsudi,“ Pembangkitan Energi Listrik” , Erlangga, Jakarta, 2005 [2]  S.  J.  Chapman,“ Electric  Machinery  Fundamentals” ,  McGraw-Hill International Edition, New York, 1991 [3]  P.  Kundur,  “ Power  System  Stability  and  Control”, The  EPRI  Power System Engineering Series, McGraw-Hill, Inc., 1994 [4]   H.  Saadat,“ Power  System  Analysis”, International  Edition.  Second Edition, 2004 [5]   J.J.  Grainger,  W.  Stevenson,  “ Power  System  Analysis”, McGraw-Hill, Inc., 1994
[6] Instruction Manual Brush-less Exciter. Fuji Electric System Co., Ltd.
[7] “Standard  Handbook  for Electrical  Engineers”, Download  from  Digital Engineering Library @ McGraw-Hill [8]    E. Pane, “ Studi Sistem Eksitasi Dengan Menggunakan Permanent Magnet Generator ”, 2009 [9]    J.  Lewis  Blackburn,  Thomas  J,  Domin,“ Protective  Relaying  Principles and  Application”, Third  Edition,  CRC  Press  Taylor  &  Francis  Group, New York, 2007
[10]  Ir.  A.F. Nelwan, MT.,“ Teknik Tenaga Listrik ”, Lembaga Pembinaan dan Pengembangan Pendidikan (LP3), Universitas Sam Ratulangi, Manado,  2007
[11]   E.  Supriyadi,“ Sistem  Pengaman  Tenaga  Listrik ”,  Adicipta  Karya  Nusa, Yogyakarta, 1999
[12]   H. Talib Hashim.“ Belajar  Sendiri Dasar-Dasar Pemrograman Matlab ”, Gava Media, Yogyakarta, 2005
[13]   J.J. Siang,“ Jaringan Saraf Tiruan   dan Pemrogramannya Menggunakan Matlab” , ANDI, Yogyakarta, 2004
[14]   M. Purnomo, A. Kurniawan,“ Supervised Neural Networks” , Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006
[15]  “ Stabilitas  Sistem  Tenaga ”,  2011,  Tersedia  di: http://sistem-tenaga- listrik.blogspot.com