Evaluasi Keandalan Sistem Distribusi Jaringan Spindel GI Nusa Dua PT. PLN (Persero) Distribusi Bali – UJ Kuta.

I Wayan Suardiawan – 2206 100 009

Dosen Pembimbing:Ir. Sjamsjul Anam, MTI Gusti Ngurah Satriyadi H, ST, MT

Latar Belakang

Pertumbuhan beban di wilayah Area Jaringan (AJ)Bali Selatan sedang berkembang, terutama didaerah Nusa Dua yang notabene adalah salahsatu pusat pariwisata dari pulau Bali.

Pertumbuhan beban di Gardu Induk (GI) Nusa Duasebesar 2,5% per tahunnya dan 70% bebanadalah pelanggan VIP, sehingga tuntutan akan nilaikeandalan yang tinggi sangat diperlukan.

GI Nusa Dua terdiri dari 3 trafo utama yang terbagiatas 6 penyulang konfigurasi radial, 12 penyulangspindel dan 3 penyulang express.

Rumusan Masalah

Permasalahan yang ada adalahbagaimana mengevaluasi sistem distribusijaringan spindel khususnya di Gardu IndukNusa Dua dan menentukan indekskeandalan dari sisi pelanggan.

Tujuan

Mengevaluasi keandalan dari Gardu Induk NusaDua yang sebagian besar menggunakan jaringanspindel.

Mengetahui nilai indeks keandalan ditinjau dari sisipelanggan.

Membandingkan dengan standar PLN yang telahada, apakah bisa dikatakan nilai yang didapatsudah baik atau tidak.

Metodologi

Studi Literatur Pengumpulan Data (2003-2009) Pengolahan Data Analisis dan Perhitungan Penulisan Buku Tugas Akhir

Definisi Keandalan

Peluang suatu sistem atau komponenuntuk dapat beroperasi sesuai denganfungsinya dalam rentang waktu dan kondisioperasi tertentu.

Evaluasi Model Keandalan Statis

Dalam mengevaluasi keandalan dari sistem, indekskeandalan dari masing-masing komponen dapat diekspresikandengan nilai yang konstan untuk didurasi waktu tertentu. Caramengevaluasi keandalan sistem berdasarkan susunannya inidikategorikan sebagai evaluasi model keandalan statis.

Sistem susunan seriRs = R1R2

Sistem susunan paralelRp = 1- (1-R1)(1-R2)

R1 R2

R1

R2

Evaluasi Model Keandalan Statis

Sebagai contoh akan ditampilkan perhitunganuntuk mendapatkan nilai keandalan padaPenyulang Bali Gardenia, denganmengasumsikan nilai keandalan (R) adalah 0,9.

Penyederhanaan model:

Perhitungan:Rtot=(R1//R2(R3//R4)//R5//R6//R7(R8.R9.R10)).Rtot=1-(1-R7R8R9R10)(1-R6)(1-R5)(1-R1)(1-((1-(1-

R3)(1-R4))R2))

Rtot=0.999963

Nilai Keandalan (R) masing-masing penyulang dengan metode diagram blok keandalan statis

No Penyulang (R) Konfig.

1 KEDONGANAN 0,990000 R

2 MUMBUL 0,899894 R

3 UNGASAN 0,999899 R

4 BALI GARDENIA 0,999963 R

5 KAMPUS 0,899829 R

6 TJ. BENOA 0,690958 R

7 FOUR SEASON 0,387420 S

8 SAWANGAN 0,900000 S

9 BVLGARY 0,729000 S

10 BUSTER PUMP I 0,313811 S

11 TRAGIA 0,999997 S

12 GOLF COURSE 0,348678 S

13 HILTON 0,590490 S

14 SANTA R. 0,900000 S

15 SS II 0,900000 S

16 AMENITY 0,882900 S

17 CLUB MED 0,531441 S

18 BALI RESORT 0,282430 S

19 EXP JIMBARAN 1,000000 E

20 SS I 1,000000 E

21 EXP BPG 1,000000 E

Untuk evaluasi denganmetode diagram blok statis,didapat bahwa nilai keandalanpenyulang spindel menjadi rendahyaitu rata-rata 0,6472 biladibandingkan dengan penyulangradial yang rata-ratanya 0,9134.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

MTTF dan MTTR

MTTF MTTR

MTTF=

Mean Time To Failureadalah waktu rata-rata kegagalanyang terjadi selamaberoperasinya suatu sistem. Daridata yang telah didapat makadilakukan perhitungan MTTF tiappenyulang untuk tiaptahunnya, maupun untukkeseluruhan selama 7 tahun.Satuan MTTF adalah hari.

MTTR=

Mean Time To Repair adalahwaktu rata-rata yang diperlukanuntuk melakukan perbaikanterhadap terjadinya kegagalansuatu sistem. Satuan MTTRadalah jam.

MTTF dan MTTR tahunan

No Penyulang MTTF (hari) MTTR (jam)

1 Kedonganan 15,77273 0,40

2 Four Season x x

3 Sawangan x x

4 Bvlgary x x

5 Buster Pump I 56,5 0,05

6 Tragia 28,83333 0,10

7 Exp Jimbaran 46,75 0,11

8 Golf Course 60 0,14

9 Hilton x x

10 Santa R. x x

11 Tj. Benoa 23 0,42

12 Ss II x x

13 Ss I x x

14 Amenity n/a 0,02

15 Kampus x x

16 Exp Bpg x x

17 Club Med n/a 0,02

18 Bali Resort n/a 0,05

19 Bali Gardenia x x

20 Ungasan 8,317073 0,20

21 Mumbul 66,6 0,02

Contoh hasil pengerjaan MTTF dan MTTR pada tahun 2003 untuk masing-masing penyulang.

X = tidak ada gangguan n/a = hanya terjadi 1 kali

gangguan

MTTF dan MTTR selama 7 tahun (2003-2009)

No Penyulang MTTF (hari) MTTR (jam)

1 KEDONGANAN 17,5732 0,6041

2 FOUR SEASON 49,4604 0,6086

3 SAWANGAN 45,1766 1,5720

4 BVL GARY 37,0002 0,1568

5 BUSTER PUMP I 21,4919 0,4369

6 TRAGIA 27,5054 0,5410

7 EXP JIMBARAN 35,8642 1,1956

8 GOLF COURSE 33,2297 0,4187

9 HILTON 83,3503 1,2881

10 SANTA R. 31,2867 1,1370

11 TJ. BENOA 19,1749 0,8337

12 SS II 84,6667 2,0659

13 SS I 75,5516 2,3857

14 AMENITY 66,3586 0,9774

15 KAMPUS 17,9231 0,7073

16 EXP BPG 49,1028 1,8805

17 CLUB MED 59,8120 1,0219

18 BALI RESORT 95,1211 1,6752

19 BALI GARDENIA 81,0000 2,8900

20 UNGASAN 10,3753 0,3062

21 MUMBUL 23,3596 0,7136

-10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

hari

MTTF

-

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

jam

MTTR

MTTF dan MTTR selama 7 tahun (2003-2009)

Radial (MTTF) Radial (MTTR)Terkecil : 10,375 hari Terkecil : 0,31 jamTerbesar : 81 hari Terbesar : 2,89 jamRata-rata: 28,23 hari Rata-rata : 1,09 jam

Spindel (MTTF) Spindel (MTTR)Terkecil : 21,49 hari Terkecil : 0,157 jamTerbesar : 95,12 hari Terbesar : 2,06 jamRata-rata: 52,87 hari Rata-rata : 0,992 jam

Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan

Laju Kegagalan (λ) Laju Perbaikan (µ)

λ =

Laju kegagalan atau hazard rate adalah frekuensi suatu sistem/komponen gagal bekerja.

Semakin besar nilai λ maka semakin jelek keandalan suatu sistem/komponen tersebut.

Laju perbaikan atau Downtime rate adalah frekuensi lamanya suatu sistem/komponen dalam masa perbaikan (kondisi OFF).

Jadi semakin besar nilai µ maka semakin cepat pula waktu perbaikannya yang berarti semakin bagus keandalan suatu sistem tersebut.

Laju Kegagalan dan Laju Perbaikan selama 7 tahunNo Penyulang

Laju Kegagalan (λ) Laju Perbaikan (µ)Hari Jam Hari

1 KEDONGANAN 0,0569 1,6554 39,72982 FOUR SEASON 0,0202 1,6430 39,43273 SAWANGAN 0,0221 0,6361 15,26674 BVLGARY 0,0270 6,3776 153,06125 BUSTER PUMP I 0,0465 2,2887 54,92796 TRAGIA 0,0364 1,8486 44,36597 EXP JIMBARAN 0,0279 0,8364 20,07378 GOLF COURSE 0,0301 2,3883 57,31999 HILTON 0,0120 0,7763 18,631510 SANTA R. 0,0320 0,8795 21,109111 TJ. BENOA 0,0522 1,1995 28,787512 SS II 0,0118 0,4840 11,617113 SS I 0,0132 0,4192 10,060014 AMENITY 0,0151 1,0231 24,555115 KAMPUS 0,0558 1,4138 33,930316 EXP BPG 0,0204 0,5318 12,762317 CLUB MED 0,0167 0,9786 23,485418 BALI RESORT 0,0105 0,5969 14,326519 BALI GARDENIA 0,0123 0,3460 8,304520 UNGASAN 0,0964 3,2664 78,392721 MUMBUL 0,0428 1,4013 33,6323

Ketersediaan

Ketersediaan atau Availability didefinisikansebagai proporsi waktu dimana sistem dalamkeadaan siap beroperasi. Nilai dari availability sistembergantung pada frekuensi komponen-komponensistem yang gagal bekerja (laju kegagalan) dan lamaperbaikan dari komponen yang rusak hingga sistemberfungsi kembali (laju perbaikan).

Ketersediaan (A) selama 7 tahunNo Penyulang (A) Konf

1 KEDONGANAN 0,99857 R

2 MUMBUL 0,998729 R

3 UNGASAN 0,998772 R

4 BALI RESORT 0,998516 R

5 KAMPUS 0,998358 R

6 TJ. BENOA 0,998192 R

7 FOUR SEASON 0,999488 S

8 SAWANGAN 0,998552 S

9 BVLGARY 0,999823 S

10 BUSTER PUMP I 0,999154 S

11 TRAGIA 0,999181 S

12 GOLF COURSE 0,999475 S

13 HILTON 0,999356 S

14 SANTA R. 0,998488 S

15 SS II 0,998984 S

16 AMENITY 0,999387 S

17 CLUB MED 0,999289 S

18 BALI RESORT 0,999267 S

19 EXP JIMBARAN 0,998613 E

20 SS I 0,998686 E

21 EXP BPG 0,998407 E

0,997

0,9975

0,998

0,9985

0,999

0,9995

1

Radial Spindel Express

Rata2

Min

Max

Keandalan Distribusi Eksponensial

Kurva Bak Mandi (Bathtub curve) Tiga fase pada kurva bak mandi:

Bagian pertama adalah tingkatkegagalan yang turun, yang dikenalsebagai kegagalan awal (masa awal /burn in period)

Bagian kedua adalah tingkatkegagalan yang konstan, yang dikenalsebagai kegagalan acak (masaberguna / useful life period)

Bagian ketiga adalah tingkatkegagalan yang naik, yang dikenalsebagai kegagalan aus (masa aus /wear-out period)

Pada distribusi eksponensial, laju kegagalan adalah konstan (λ=C), sepertipada bagian kedua pada kurva bak mandi yang memiliki tingkat kegagalanyang konstan. Karena itulah pada Tugas Akhir ini dipakai metode distribusieksponensial.

Keandalan Distribusi Eksponensial Distribusi eksponensial atau negatif eksponensial merupakan

salah satu distribusi yang paling sering muncul dalam konteks evaluasi keandalan.

Distribusi eksponensial hanya berlaku pada normal life period saja pada bath-tub curve (kurva bak mandi).

Rumus distribusi eksponensial:R(t) = e-λ.t

dengan:R = keandalan eksponensiale = basis eksponensial (2,71828183)λ = laju kegagalant = waktu (hari)

Keandalan Distribusi Eksponensial

Penyulang Radial Penyulang Spindel

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

Kea

ndal

an (R

)

P. Kedonganan P. Tj. Benoa

P. Kampus P. Gardenia

P. Ungasan P. Mumbul

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91K

eand

alan

(R)

P. Four Season P. SawanganP. BVL Gary P. Booster Pump IP. Tragia P. Golf CourseP. Hilton P. Santa RP. SS II P. AmenityP. Club Med P. Bali Resort

Korelasi keandalan eksponensial dengan faktor fisik penyulang

Korelasi digunakan untuk mengukur kekuatan hubungan antaradua variabel, dalam hal ini keandalan eksponensial dengan faktorfisik penyulang, seperti: panjang saluran, jumlah trafo, jumlahpelanggan, dan usia penyulang.

Korelasi dinyatakan dalam nilai angka 0 sampai 1. Korelasi searahjika nilai koefesien korelasi diketemukan positif, sebaliknya jika nilaikoefesien korelasi negatif, korelasi disebut tidak searah.

Batasan nilai:· 0 : Tidak ada korelasi antara dua variabel · >0 – 0,25 : Korelasi sangat lemah · >0,25 – 0,5 : Korelasi cukup · >0,5 – 0,75 : Korelasi kuat · >0,75 – 0,99: Korelasi sangat kuat · 1 : Korelasi sempurna

Korelasi keandalan eksponensial dengan faktor fisik penyulang

Korelasi R(1 bln)

terhadap

Panjang

saluran

Jumlah

trafo

Jumlah

pelanggan

Usia

penyulang

P. Radial -0,60 -0,64 -0,66 -0,93

P. Spindel -0,59 -0,21 -0,34 -0,29

dimana:x= variabel x= mean (rata-rata) variabel x

y= variabel y= mean (rata-rata) variabel y

Indeks Keandalan dari Sisi Pelanggan

SAIFI SAIDI

SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) adalah jumlah rata-rata kegagalan yang terjadi per pelanggan yang dilayani per tahun.

λk = laju kegagalan saluranMk = jumlah pelanggan pada saluran kM = total pelanggan pada sistem

SAIDI (System Average Interruption Duration Index) adalah nilai rata-rata dari lamanya kegagalan untuk setiap pelanggan selama satu tahun.

µk = laju perbaikan saluran

Mk = jumlah pelanggan pada saluran k

M = total pelanggan pada sistem

Indeks Keandalan dari Sisi Pelanggan

No TahunSAIFI SAIDI

(gangguan/pelanggan) (menit)

1 2003 0,055 1130

2 2004 0,062 695

3 2005 0,103 167

4 2006 0,053 225

5 2007 0,045 123

6 2008 0,911 54

7 2009 0,05 353

SAIFI SAIDI

WCS 3 100

GI Nusa Dua 0,911 54

Sistem Bali 1,65 61,43

Kesimpulan

Untuk evaluasi dengan metode diagram blok statis, didapatbahwa nilai keandalan penyulang spindel menjadi rendah yaiturata-rata 0,6472 bila dibandingkan dengan penyulang radial yangrata-ratanya 0,9134.

Dari hasil analisis korelasi pada penyulang radial, nilai keandalancukup berkorelasi dengan panjang saluran (-0,6), jumlah trafo (-0,64), jumlah pelanggan (-0,66), dan usia penyulang (-0,93). Tapitidak halnya dengan penyulang spindel, nilai keandalannyakurang berkorelasi dengan jumlah trafo (-0,21), jumlah pelanggan(-0,34) dan usia penyulang (-0,29).

Dari hasil perbandingan Indeks Keandalan dari sisipelanggan, dapat diambil kesimpulan bahwa keandalan dariGardu Induk Nusa Dua lebih baik bila dibandingkan denganstandar WCS yang telah diterapkan maupun dengan keseluruhansistem bali itu sendiri.

Saran Untuk penelitian lebih lanjut tentang keandalan sistem

distribusi, perlu dilibatkan berbagai analisa lainnya, seperti costanalysis, management analysis maupun maintenance analysis.

Untuk melengkapi wacana penelitian tentang keandalandistribusi, dapat dilakukan pengembangan untuk daerah lainyang memiliki karakteristik jaringan dan beban yang berbeda-beda, baik di PT. PLN (Persero) Distribusi Bali maupun diseluruh Indonesia.

Sekian

Pertanyaan Seminar TA1. Standar distribusi (SAIDI, SAIFI)? Apa

rekomendasi yang bisa diberikan?2. Mengapa nilai R penyulang spindel

dari blok statis lebih rendah? Apakah ada survei dari pihak PLN ke pelanggan?

3. Maksud dari grafik Keandalan eksponensial (t=100 hari)?

Jawaban1. Standar WCS (World Class Services)

adalah standar Internasional. Rekomendasi yang bisa diberikan adalah

2. Setelah melakukan revisi perhitungan pada evaluasi blok statis, didapat bahwa penyulang nilai penyulang spindel adalah lebih baik yaitu 0,957218 bila dibandingkan dengan penyulang radial yang sebesar 0,913424.

3. Ya, dalam 100 hari berarti penyulang tersebut mati/mengalami gangguan (trip).

Nilai Keandalan (R) masing-masing penyulang dengan metode diagram blok keandalan statis

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

No Penyulang (R) Konfig.

1 KEDONGANAN 0,990000 R

2 MUMBUL 0,899894 R

3 UNGASAN 0,999899 R

4 BALI GARDENIA 0,999963 R

5 KAMPUS 0,899829 R

6 TJ. BENOA 0,690958 R

7 FOUR SEASON 0,938742 S

8 SAWANGAN 0,900000 S

9 BVLGARY 0,972900 S

10 BUSTER PUMP I 0,931381 S

11 TRAGIA 1,000000 S

12 GOLF COURSE 0,934868 S

13 HILTON 0,959049 S

14 SANTA R. 0,990000 S

15 SS II 0,990000 S

16 AMENITY 0,988290 S

17 CLUB MED 0,953144 S

18 BALI RESORT 0,928243 S

19 EXP JIMBARAN 1,000000 E

20 SS I 1,000000 E

21 EXP BPG 1,000000 E