PERANCANGAN JARINGAN KOMUNIKASI LOAD ......Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Salatiga Maret 2019 ii i iii ii iv iii v KATA PENGANTAR Puji syukur alhamdulillah penulis ucapkan

PERANCANGAN JARINGAN KOMUNIKASI LOAD SHEDDING

OTOMATIS PT CNOOC SES LTD DI DAERAH KERJA

SOUTH BUSINESS UNIT (SBU)

oleh

Sanila Priska Ramadhani

NIM : 612013001

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Salatiga

Maret 2019

ii

i

iii

ii

iv

iii

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang selalu

memberikan pertolonganNya, sehingga penulis mampu menyelsaikan penulisan skripsi yang

berjudul “Perancangan Jaringan Komunikasi Load Shedding Otomatis Perusahaan CNOOC

SES Ltd di Daerah Kerja South Business Unit (SBU)” ini, sebagai syarat kelulusan di

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah secara

langsung maupun tidak langsung membantu dalam penyelesaian penulisan skripsi ini. Penulis

mengucapkan rasa terima kasih terkusus kepada:

1. Papa, Mama, Kakak, dan Uti yang selalu mendoakan dan memberi dukungan kepada

penulis.

2. Bapak Hartanto Kusuma Wardana, M.T dan Bapak Andreas Ardian Febrinto, M.T

selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan

selama pembuatan skripsi ini.

3. Bapak Frans, Bapak Edi, Bapak Angga, Bapak Sulaiman, Bapak John, Bapak Eka,

Bapak Ari, Mas Rizki, dan Mas Gallant yang telah banyak memberikan pengarahan

dan masukan selama pembuatan skripsi ini.

4. Adika yang telah membantu dan menghibur selama pembuatan skripsi ini.

5. Seluruh staf dosen, karyawan, dan laboran FTEK UKSW yang telah memfasilitasi

penulis selama pendidikan S1 di FTEK UKSW.

6. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis

mengharapkan saran dan kritik agar skripsi ini dapat lebih bermanfaat bagi kemajuan

pendidikan di FTEK UKSW.

Salatiga, 1 Maret 2019

Sanila Priska Ramadhani

iv

vi

INTISARI

Sistem load shedding yang berfungsi pada Perusahaan CNOOC SES Ltd khususnya

di daerah kerja South Business Unit saat ini memanfaatkan relay-relay teknologi lama

sehingga dalam mendeteksi perununan frekuensi atau besar arus listrik kurang sensitif dan

kurang cepat. Seperti yang pernah terjadi pada kabel PABL-NORA yang memiliki respon

lama, sehingga gangguan tersebut mencapai generator yang mengakibatkan sistem blackout

pada seluruh daerah kerja South Business Unit, Central Business Unit, dan sebagian besar

North Business Unit.

Untuk mengoptimalkan sistem load shedding di Perusahaan CNOOC SES Ltd, sistem

load shedding dibuat menjadi otomatis dengan fast load shedding controller C90Plus

, relay

line differential L90, dan feeder relay UR F-35 yang masing-masing dilengkapi dengan

GOOSE. Perancangan jaringan komunikasi load shedding otomatis dilakukan sebanyak tiga

rancangan, yaitu menggunakan jaringan komunikasi yang telah berfungsi, menggunakan

radio backbone, dan menggunakan kabel optika serat.

Dalam realisasi perancangan yang dibuat, telah mampu dipenuhi standar waktu

Perusahaan CNOOC SES Ltd yaitu <20 mili detik untuk fast load shedding dan <40 mili

detik untuk load shedding. Selain itu, grup-grup prioritas setiap platform berhasil dibuat

dengan sebanyak 7 grup. Skenario load shedding juga berhasil dibuat dengan sebanyak 5

skenario. Kelebihan perancangan ini adalah sistem load shedding di daerah SBU menjadi

otomatis, selain itu besar beban yang dilepaskan sesuai dengan kebutuhannya.

v

vii

ABSTRACT

Existing load shedding systems at CNOOC SES Ltd Company specifically in the

South Business Unit area currently is using old-technology relays, hence in detecting the

decreasing of frequency or electrical currents less sensitive and not fast. As has happened to

the PABL-NORA cable that has a long response, so that the disruption reaches a generator

that results blackout in systems in all South Business Units, Central Business Units and most

North Business Units.

To optimize load shedding systems at CNOOC SES Ltd Company, load shedding

systems is made automatic by fast load shedding controller C90Plus

, relay line differential

L90, and feeder relay UR F-35 each of which is equipped with GOOSE. Designing load

shedding communication network to be automatic is done in three designs, which are using

existing communication network, using backbone radio, and using fibre optic cable.

In the realization of the design, it has been able to meet the time standards of the

CNOOC SES Ltd Company which is <20 milliseconds for fast load shedding and <40

milliseconds for load shedding. In addition, priority groups for each platform were

successfully created with as many as 7 groups. Load shedding scenario was also successfully

created with as many as 5 scenarios. The advantage of this design is that the load shedding

system in the SBU area becomes automatic, besides the amount of total shed power is

according to its needs.

vi

viii

DAFTAR ISI

PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ...................................................................... i

PERNYATAAN PERSETUJUAN AKSES ........................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... iii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ iv

INTISARI ............................................................................................................... v

ABSTRACT ............................................................................................................ vi

DAFTAR ISI ........................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang........................................................................................ 1

1.2. Identifikasi Masalah ............................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 2

1.4. Metode Perancangan dan Pengumpulan Data ........................................ 3

1.5. Tujuan dan Manfaat ................................................................................ 4

BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 6

2.1. Tinjauan Umum Perusahaan................................................................... 6

2.1.1. Daerah Operasi Kerja CNOOC SES Ltd ........................................ 6

2.1.2. Unit Penunjang Operasi Laut ......................................................... 7

2.2A. Tinjauan Pustaka.................................................................................. 9

2.2.1. Load Shedding ................................................................................ 9

2.2.2. Paralelisasi Relay ............................................................................ 12

2.2.3. IEC 61850 atau GOOSE ................................................................. 16

2.2.4. Media Transmisi ............................................................................. 17

2.3A. Analisis Jaringan Komunikasi yang Telah Berfungsi ......................... 22

2.3.1. Existing Network South Business Unit ........................................... 22

vii

ix

2.3.2. Load Shedding karena Loss of Generator ...................................... 26

2.3.3. Load Shedding karena Fault on Subsea Cable ............................... 30

BAB III PERANCANGAN SISTEM ..................................................................... 31

3.1. Menggunakan Jaringan yang Telah Berfungsi (Existing Network) ........ 31

3.2. Menggunakan Radio Backbone .............................................................. 34

3.2.1. Penghitungan Link Budget pada Platform Rama Papa ................... 36

3.2.2. Penghitungan Link Budget pada Platform Nora Alfa ..................... 40

3.3. Menggunakan Kabel Optika Serat.......................................................... 44

3.3.1. Hubungan Pulau Pabelokan dengan Platform Rama Papa ............. 46

3.3.2. Hubungan Platform Rama Papa dengan Platform Cinta Papa ....... 47

3.3.3. Hubungan Platform Cinta Papa dengan Platform Nora Alfa ......... 48

3.3.4. Hubungan Platform Nora Alfa dengan Pulau Pabelokan ............... 50

3.4. Paralelisasi Relay .................................................................................... 51

BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS HASIL ................................... 56

4.1. Pengujian Sistem .................................................................................... 56

4.1.1. Pengujian antara Pulau Pabelokan dengan Platform Rama Papa 57

4.1.2. Pengujian antara Pulau Pabelokan dengan Platform Nora Alfa ..... 58

4.1.3. Pengujian antara Pulau Pabelokan dengan Platform Cinta Papa ... 59

4.2. Analisis Hasil.......................................................................................... 60

4.2.1. Penentuan Grup Prioritas Platform ................................................ 60

4.2.2. Perintah Shedding (Shedding Command) ....................................... 65

4.2.3. Penghitungan Link Budget pada Jaringan Komunikasi yang Telah

aaaaaaaaaBerfungsi ....................................................................................... 72

4.2.4. Tabel Perbandingan Setiap Perancangan........................................ 85

BAB V KESIMPULAN .......................................................................................... 86

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 88

viii

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Daerah Operasi Kerja Lepas Pantai CNOOC SES Ltd .................................. 6

Gambar 2.2. Relay C90Plus

.................................................................................................. 10

Gambar 2.3. Relay UR F-35 ............................................................................................... 11

Gambar 2.4. Relay L90 ....................................................................................................... 11

Gambar 2.5. Paralelisasi Relay Feeder ............................................................................... 12

Gambar 2.6. Paralelisasi Relay Line Differential dengan Radio Backbone ........................ 14

Gambar 2.7. Modul Komunikasi Kabel OptikaSerat LED dan ELED ............................... 14

Gambar 2.8. Modul Komunikasi Kabel Optika Serat laser ................................................ 15

Gambar 2.9. Media Transmisi ............................................................................................ 17

Gambar 2.10. Power Budget Kabel Optika Serat ............................................................... 18

Gambar 2.11. Existing Network Pulau Pabelokan .............................................................. 22

Gambar 2.12. Sudut Pengarahan Antena Radio BWA ........................................................ 23

Gambar 2.13. Jenis Perangkat Radio pada Pulau Pabelokan .............................................. 26

Gambar 2.14. Platform Rama Papa (kiri) dan Rama Bravo (kanan) .................................. 26

Gambar 2.15. Platform Cinta Papa One (paling kanan) ..................................................... 27

Gambar 2.16. Platform Nora Alfa ...................................................................................... 27

Gambar 2.17. Bandwidth Radio BWA Pabelokan Master 4 ................................................ 29

Gambar 2.18. Peta Topografi Daerah Kerja SBU CNOOC SES Ltd .................................. 30

Gambar 3.1. Perancangan Jaringan Komunikasi Load Shedding Otomatis dengan Jaringan

yang Telah Berfungsi .......................................................................................................... 32

Gambar 3.2. Bandwidth Radio BWA Pabelokan Master 4 ................................................. 34

Gambar 3.3. Bandwidth Radio BWA Cinta Papa One Master 3 ......................................... 34

Gambar 3.4. Perancangan Jaringan Komunikasi Load Shedding Otomatis dengan Radio

Backbone ............................................................................................................................. 35

Gambar 3.5. Path Profile Pulau Pabelokan dengan Platform Rama Papa ......................... 36

Gambar 3.6. Sudut Elevasi Pulau Pabelokan dengan Platform Rama Papa ....................... 38

Gambar 3.7. Path Profile pada hubungan Pulau Pabelokan dengan Platform Nora

Alfa ..................................................................................................................................... 39

Gambar 3.8. Sudut Elevasi Pulau Pabelokan dengan Platform Nora Alfa ......................... 41

Gambar 3.9. Topologi Jaringan Komunikasi Load Shedding Otomatis Menggunakan Kabel

Optika Serat ........................................................................................................................ 43

ix

xi

Gambar 3.10. Hubungan Pulau Pabelokan dengan Platform Rama Papa .......................... 44

Gambar 3.11. Hubungan Platform Rama Papa dengan Platform Cinta Papa .................... 46

Gambar 3.12. Hubungan Platform Cinta Papa dengan Platform Nora Alfa ...................... 47

Gambar 3.13. Hubungan Platform Nora Alfa dengan Pulau Pabelokan ............................ 48

Gambar 3.14. Paralelisasi Relay F35 dan L90 Menggunakan Jaringan yang Telah Berfungsi

............................................................................................................................................. 52

Gambar 3.14. Paralelisasi Relay F35 dan L90 Menggunakan Radio Backbone ................. 53

Gambar 3.15. Paralelisasi Relay F35 dan L90 Menggunakan Kabel Optika Serat ............ 54

Gambar 4.1. Cara Melakukan Pengujian Sistem ................................................................ 55

Gambar 4.2. Hasil Ping antara Relay C90Plus

dengan Relay UR F-35 ................................ 57


dengan Relay UR F-35 ................................ 58


dengan Relay UR F-35 ................................ 59

Gambar 4.5. Pendistribusian Listrik dari Pulau Pabelokan ke Platform Rama Papa dan

Platform Nora Alfa ............................................................................................................. 61

Gambar 4.6. Pendistribusian Listrik dari Pulau Pabelokan ke Platform Cinta Papa .......... 62

Gambar 4.7. Perintah Shedding (Shedding Command) ...................................................... 66

Gambar 4.8. Perintah Shedding pada Penghitung Pertama Tabel 4.5 ................................ 68

Gambar 4.9. Perintah Shedding karena Kabel Transmisi Bawah Laut ............................... 70

Gambar 4.10. Pemberian Perintah Shedding pada Skenario Satu ...................................... 71

Gambar 4.11. Hubungan antara Pulau Pabelokan dengan Platform North Wanda Bravo dan

Platform North Wanda Alfa................................................................................................ 75

Gambar 4.12. Path Profile Sepanjang Jalur Pulau Pabelokan dengan Platform North Wanda

Bravo ................................................................................................................................... 76

Gambar 4.13. Daerah Hijau di Pulau Pabelokan ................................................................ 81

Gambar 4.14. Path Profile Sepanjang Jalur Pulau Pabelokan dengan Monopod Suratmi Alfa

............................................................................................................................................. 82

x

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Relay yang Digunakan untuk Load Shedding Otomatis .................................... 10

Tabel 2.2. Standar Waktu Load Shedding .......................................................................... 11

Tabel 2.3. Kanal Komunikasi Relay Feeder (UR F-35) ..................................................... 13

Tabel 2.4. Kanal Komunikasi Relay Line Differential (L90) ............................................. 15

Tabel 2.5. Subscriber Pabelokan Master 2 ......................................................................... 23


Tabel 2.7. Subscriber Cinta Papa One Master 1 ................................................................. 25



Tabel 2.10. IP Address Relay UR-F35................................................................................ 28



Tabel 3.3. Data Lokasi ........................................................................................................ 36

Tabel 3.4. Data Pengamatan Radio BWA............................................................................ 38

Tabel 3.5. Spesifikasi Radio Backbone............................................................................... 38


Tabel 3.7. Data Pengamatan Radio BWA............................................................................ 42

Tabel 3.8. Spesifikasi Radio Backbone............................................................................... 42

Tabel 3.9. Karakteristik Kabel Optika Serat Single Mode laser ......................................... 44

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sistem Platform Rama Papa .................................................... 52

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sistem Platform Nora Alfa ...................................................... 52

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem Platform Cinta Papa .................................................... 53

Tabel 4.4. Grup-Grup Prioritas Setiap Platform ................................................................. 64

Tabel 4.5. Contoh Perhitungan Load Shedding karena Generator ...................................... 65

Tabel 4.6. Skenario Load Shedding karena Kabel Transmisi Bawah Laut ........................ 69


Tabel 4.8. Perbedaan Hasil Penghitungan Link Budget Hubungan Pulau Pabelokan dengan

Platform Rama Papa ........................................................................................................... 78


Tabel 4.10. Perbedaan Hasil Penghitungan Link Budget Hubungan Pulau Pabelokan dengan

Platform Nora Alfa ............................................................................................................. 84

xi

xiii

Tabel 4.11. Perbandingan Teknikal dan Budget Setiap Perancangan ................................. 85

xii

Documents

PERANCANGAN JARINGAN KOMUNIKASI LOAD ......Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Salatiga Maret 2019 ii i iii ii iv iii v KATA PENGANTAR Puji syukur alhamdulillah penulis ucapkan