Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TESIS – TE142599
INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN
DAN ANALISIS VOLTAGE SAG PADA SISTEM
DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
WILDAN ARIF FEBRIANTO
07111550012010
DOSEN PEMBIMBING
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D.
Dr. Rony Seto Wibowo, ST., MT.
PROGRAM MAGISTER
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2018
TESIS – TE142599
INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN
DAN ANALISIS VOLTAGE SAG PADA SISTEM
DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
WILDAN ARIF FEBRIANTO
07111550012010
DOSEN PEMBIMBING
Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D.
Dr. Rony Seto Wibowo, ST., MT.
PROGRAM MAGISTER
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK SISTEM TENAGA
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2018
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Tesis disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Magister Teknik (M.T)
di
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
oleh:
Wildan Arif Febrianto
NRP. 07111550012010
Tanggal Ujian : 10 Juli 2018
Periode Wisuda : September 2018
Disetujui oleh:
1. Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D (Pembimbing I)
NIP: 194907151974121001
2. Dr. Rony Seto Wibowo, ST., MT. (Pembimbing II)
NIP: 197411292000121001
3. Dr. Dimas Fajar Uman Putra, ST., MT. (Penguji)
NIP:198811082012121001
4. Dr.Ir. Ni Ketut Aryani, MT. (Penguji)
NIP:196509011991032002
5. Heri Suryoatmojo, ST., MT., Ph.D. (Penguji)
NIP:198006032006041003
Dekan Fakultas Teknologi Elektro
Dr. Tri Arief Sardjono, S.T., M.T.
NIP. 197002121995121001
v
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi keseluruhan Tesis saya dengan
judul “INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN DAN ANALISIS
VOLTAGE SAG PADA SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK” adalah
benar-benar hasil karya intelektual mandiri, diselesaikan tanpa menggunakan
bahan-bahan yang tidak diijinkan dan bukan merupakan karya pihak lain yang saya
akui sebagai karya sendiri.
Semua referensi yang dikutip maupun dirujuk telah ditulis secara lengkap
pada daftar pustaka. Apabila ternyata pernyataan ini tidak benar, saya bersedia
menerima sanksi sesuai peraturan yang berlaku.
Surabaya, Mei 2018
Wildan Arif Febrianto
NRP.07111550012010
vii
INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN DAN
ANALISIS VOLTAGE SAG PADA SISTEM DISTRIBUSI
TENAGA LISTRIK
Nama mahasiswa : Wildan Arif Febrianto
NRP : 07111550012010
Pembimbing : 1.Prof. Ir. Ontoseno Penangsang, M.Sc, Ph.D
2.Dr. Rony Seto Wibowo, ST., MT.
ABSTRAK
Gangguan pada sistem distribusi menyebabkan sistem proteksi mengalami
trip dan mengganggu suplai energi listrik. Kondisi cuaca buruk seperti petir, angin
kencang, yang menyebabkan pohon menyentuh kawat jaringan, penuaan dan
pemeliharaan yang tidak memadai dari komponen jaringan adalah penyebab utama
terjadinya gangguan. Gangguan yang muncul menyebabkan permasalahan kualitas
daya atau Power Quality (PQ) di dalam penyaluran energi listrik dan juga voltage
sag. Assesment PQ menjadi hal penting untuk utility dan penyedia energi listrik
untuk mengidentifikasi area kritis dan melakukan tindakan untuk memperbaiki
kondisi PQ. Penentuan lokasi gangguan (Fault Location) mempunyai peranan
penting untuk rencana operasi dari sistem distribusi listrik untuk menurunkan waktu
downtime, dan meningkatkan kehandalan sistem. Pemodelan jaringan dan simulasi
gangguan dilakukan untuk mendapatkan informasi voltage sag dan arus kemudian
dicocokan dengan voltage sag dan arus pada titik pengukuran. Voltage sagdan arus
yang telah disimulasikan digunakan untuk menentukan jarak gangguan yang terjadi
dan voltage sag dikelompokkan dengan metode K-Means clustering.
Kata kunci: (Voltage sag, Fault Location, K-Means Clustering,)
ix
INTEGRATED FAULT LOCATION AND VOLTAGE SAG
ANALYSIS IN ELECTRIC POWER DISTRIBUTION
SYSTEMS
By : Wildan Arif Febrianto
Student Identity Number : 07111550012010
Supervisor(s) : 1.Prof.Ir.Ontoseno Penangsang,M.Sc, Ph.D
2.Dr. Rony Seto Wibowo, ST., MT.
ABSTRACT
Fault in the power distribution system causes protection system tripped
and the electrical supply disturbed. The electrical fault occurred by lightning, strong
wind,wood cutting, then the aging and an inadequate network component
maintenance. It certainly leads to the poor power quality and voltage sag as well.
An assessment power quality is an essential thing for utility and the energy supplier
to identify and fix a critical area up. The fault location program has an important
role in short-term planning operation of electric distribution network to reduce
downtime and improve system reliability. A network modelling and faults
simulation has been done to obtain voltage sag and current information. Then, the
voltage sag at measurement point will be purposed to identify and classify a fault
by using K-Means Clustering.
Key words: (Voltage sag, Fault Location, K-Means Clustering,)
xi
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, segala puji bagi Allah Subhannahu
Wata’ala. Sholawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi
Muhammad Shollallahu ‘Alaihi Wasallam yang telah menunjukkan jalan lurus dan
terang benderang.
Pengerjaan tugas akhir tentu tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Oleh
karena itu, penulis menyampaikan terima kasih pada :
1. Alm. Ibu Dra. Sri Suyatmi yang memberikan inspirasi terbesar
dalam kehidupan penulis. Bapak Drs. Sigit Wahyudi yang selalu memanjatkan doa,
dan memberikan semangat untuk menyelesaikan studi penulis.
2. Prof. Ontoseno Penangsang, Dr. Rony Seto Wibowo, Prof. Adi
Soeprijanto, Dosen yang dengan sabar membimbing penulis, memberikan
dukungan dan arahan dalam mengerjakan tesis.
3. Novian Wahyu Firmansyah, Saktian Ningrum, M. Luqmanul Hakim
yang selalu memberikan support dan semangat bagi penulis. Dan Aaron Sya’ban
Firmansyah yang menjadikan tempat melepas penat.
4. Teman teman Operator Regu D, Manager Operasi, Manager
Administrasi PT. Indonesia Power yang memberikan kesempatan untuk
menyelesaikan perkuliahan.
5. Mas Ridwan yang selalu memberikan support tenaga maupun
pikiran terhadap penulis, Teman-teman workshop mobil listrik yang memberikan
tempat berteduh untuk mengerjakan.
6. Isa Hafidz, Trisnawati, Annisa Taradini, M. Khalil Alfredo Gusmao,
Alfin Sahrin, Indrawan, Febri, Mila, Sabil, Latifa yang membantu penulis, dan
teman-teman Aslab PSSL yang memberikan tempat untuk menyelesaikan.
Surabaya, Mei 2018
Penulis
xiii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS ..................................................................... v
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ........................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ........................................................................................... xi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ............................................................ xix
BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Kontribusi Penelitian ................................................................................ 2
1.3 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3
BAB 2 KAJIAN PUSTAKA ................................................................................... 5
2.1 KajianPenelitianTerkait ............................................................................ 5
2.2 Teori Dasar................................................................................................ 6
2.2.1 Metode Pendekatan Pencocokan Data Pengukuran Dan Data
Simulasi ........................................................................................ 6
2.2.2 Perhitungan Jarak Titik Gangguan ............................................... 9
2.2.3 Voltage Sag .................................................................................. 9
2.2.4 K-Means Clustering ................................................................... 11
BAB 3 PENENTUAN LOKASI GANGGUAN DAN ANALISIS VOLTAGE
SAG ....................................................................................................................... 13
BAB 4 METODOLOGI PENELITIAN................................................................ 15
4.1 Pemodelan jaringan ................................................................................. 15
4.2 Simulasi gangguan .................................................................................. 16
4.2.1 Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah[10] ................................... 16
xiv
4.2.2 Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah .......................................... 18
4.2.3 Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah .......................................... 20
4.2.4 Hubung Singkat Antar Fasa ........................................................ 21
4.3 Metode K-Means Clustering ................................................................... 22
BAB 5 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 25
5.1 Hasil Analisis Hubung Singkat ............................................................... 25
5.1.1 Hasil Analisis Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah .................. 25
5.1.2 Hasil Analisis Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah ................... 32
5.1.3 Hasil Analisis Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah .................. 37
5.1.4 Hasil Analisis Hubung Singkat Antar Fasa ................................ 42
5.2 Pembentukan Database Tegangan GI ..................................................... 48
5.3 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan .......................................................... 71
5.3.1 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 1 ............................... 72
5.3.2 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 2 ............................... 74
5.3.3 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 3 ............................... 76
5.3.4 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 4 ............................... 77
5.4 Tampilan GIS .......................................................................................... 79
BAB 6 KESIMPULAN ......................................................................................... 81
6.1 Kesimpulan .............................................................................................. 81
6.2 Saran ........................................................................................................ 81
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 83
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Single Line Diagram Permodelan Gangguan ....................................... 6
Gambar 2.2 Grafik Arus-Tegangan saat Terjadi Gangguan ................................... 7
Gambar 2.3 Voltage Sag ....................................................................................... 11
Gambar 2.4 Pengelompokan dari observasi menggunakan K-Means ................... 11
Gambar 4.1 Tampilan Awal GIS PT. PLN Area Distribusi Jawa Timur .............. 15
Gambar 4.2 Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Fasa A ............................ 17
Gambar 4.3Hubungan Urutan untuk Fasa A ke Tanah ......................................... 18
Gambar 4.4 Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah ................................................. 19
Gambar 4.5 Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah ................................................ 20
Gambar 4.6 Hubung Singkat Antar Fasa B dan Fasa C ........................................ 21
Gambar 4.7 Flowchart K-means Clustering ......................................................... 23
Gambar 5.1 Konsep Pendekatan Urutan Kedip Tegangan.................................... 73
Gambar 5.2 Data tegangan dan Arus Gardu Induk pada GIS ............................... 79
Gambar 5.3 Window Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan ............................ 80
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kategori dan karakteristik gangguan mutu tenaga listrik IEEE Std.
1159-1995 .......................................................................................... 10
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu
Fasa Ke Tanah Pada Setiap Bus ........................................................ 27
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua
Fasa Ke Tanah Pada Setiap Bus ........................................................ 32
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga
Fasa Ke Tanah Pada Setiap Bus ........................................................ 37
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar
Fasa Pada Setiap Bus ......................................................................... 43
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi
Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus ...................... 48
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi
Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus ....................... 54
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi
Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus ...................... 59
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi
Hubung Singkat Antar Fasapada Setiap Bus ..................................... 65
Tabel 5.9 Nilai Cluster dan Centroid ................................................................. 71
Tabel 5.10 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa
ke Tanah ............................................................................................ 73
Tabel 5.11 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa
ke Tanah ............................................................................................ 75
Tabel 5.12 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa
ke Tanah ............................................................................................ 77
Tabel 5.13 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Antar
Fasa .................................................................................................... 78
xix
DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN
PQ = Power Quality
FL = Fault Location
𝑉𝑝(𝑑𝑏)
= Tegangan Database bus p
𝑉𝑝(𝑑𝑏)
= Tegangan Database bus q
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= Tegangan yang terukur pada titik pengukuran saat terjadi gangguan
𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= Arus yang terukur pada titik pengukuran saat terjadi gangguan
𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
= Voltage Sag hasil dari perhitungan
𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
= Arus hasil dari perhitungan
Fd = Jarak aktual terukur dari bus p (satuan dalam m atau km)
𝑉𝑓 = Tegangan saat gangguan
𝑍𝑓 = Impedansi gangguan
𝐼𝑎𝑓 = Arus fasa a yang mengalir di impedansi gangguan
d = jarak Euclidian
𝑥𝑗 = objek data
𝐶𝑖 = centroid
n = jumlah objek data
m = jumlah cluster
𝑉𝑎 , 𝑉𝑏 , 𝑉𝑐 = Voltage sag pada titik pengukuran
𝑉,𝑉𝑏 , 𝑉 = Voltage sag centroid
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Terdapat bermacam-macam gangguan pada sistem distribusi yang tidak
terprediksi. Gangguan pada sistem distribusi dapat mempengaruhi proses produksi
pada industri, kerugian ekonomi, dan kerusakan pada peralatan. Hal ini sangat
krusial untuk pengidentifikasian lokasi gangguan secepat mungkin. [1]
Gangguan-gangguan yang muncul di sistem distribusi mempengaruhi
kualitas daya atau power quality (PQ)[2]. Permasalahan kualitas daya terjadi pada
tegangan, arus dan frekuensi pada sistem. Identifikasi gangguan sementara seperti
voltage sags dan swell memerlukan pengukuran PQ secara kontinu dan analisis
dengan jumlah informasi yang besar. Assesment kualitas daya beperan penting
untuk utility dan pengguna untuk identifikasi beberapa area yang kritis pada sistem
dan melakukan tindakan untuk meningkatkan kondisi PQ[3].
Voltage sags adalah penurunan tegangan sebesar 0,1-0,9 pu dalam waktu
yang singkat (0,01 detik – 1 menit) . Gangguan ini disebabkan oleh gangguan dari
internal (seperti energize transformator, starting motor berkapasitas besar) maupun
dari external sistem (gangguan akibat pohon yang menyentuh penghantar). Voltage
sag ini terjadi bukan hanya pada lokasi gangguan tetapi dapat karena efek dari
sistem yang lebih jauh.
Lokasi gangguan atau fault location (FL) merupakan salah satu metode
untuk menentukan letak gangguan pada jaringan distribusi. FL dilakukan dengan
komputasi untuk menghitung letak gangguan secara cepat dan tepat, dengan tujuan
untuk meminimalkan waktu pencarian lokasi gangguan dan memperbaiki sistem,
meningkatkan kecepatan restorasi power supply.
Dalam penentuan lokasi gangguan yang konvensional, lokasi gangguan di
sistem distribusi dilakukan pencarian berdasarkan menerima laporan dari
pelanggan. Staff teknisi melakukan patroli untuk mencari gangguan yang terjadi.
2
Metode FL telah banyak digunakan. Metode ini diklasifikasikan menjadi
metode berbasis impedance, metode berbasis fundamental frekuensi, travelling
wave dan kecerdasan buatan [1]
Permasalahan pada penelitian ini dirumuskan menjadi 2 yaitu menentukan
jarak gangguan dan menentukan cluster voltage sag.
Tujuan penelitian ini adalah mengintegrasikan penentuanlokasi gangguan
dan analisa voltage sag pada sistem distribusi.
Metode yang digunakan dalam judul tesis ini adalah dengan menggunakan
metode pencocokan data (data matching) kemudian metode K-means clustering
digunakan untuk meng-cluster voltage sag pattern. Pada penelitian ini
menggunakan sistem distribusi pasif.
1.2 Kontribusi Penelitian
A.A.P Biscaro melakukan penelitian tentang penentuan lokasi gangguan
dan analisa kualitas daya. Beberapa modul telah dikembangkan untuk melakukan
deteksi gangguan, analisa kualitas daya, analisa hubung singkat dan penentuan
lokasi gangguan [2]. Pengukuran kualitas daya digunakan untuk memonitor
gangguan. Hal ini menyebabkan data yang dihasilkan sangat banyak. Untuk
mengelolanya dibutuhkan Database kualitas daya untuk mengetahui karakteristik
setiap fenomena kualitas daya seperti voltage sag [4]. Clustering pola voltage sag
dikembangkan oleh Miguel Romero untuk melakukan penentuan zona lokasi
gangguan. Clustering voltage sag diidentifikasi dengan menggunakan K-Means
Clustering[3]. L.J Awalin melakukan penelitian estimasi lokasi gangguan. Daerah
yang terjadi gangguan ditentukan dari tegangan dan arus pengukuran yang
dicocokan dengan Database. [5].Pada penelitian ini akan dilakukan penentuan
lokasi gangguan dan analisis voltage sag untuk menentukan kualitas daya pada
sistem distribusi.
3
1.3 Sistematika Penulisan
Sistematika pembahasan dalam penelitian ini terdiri atas enam bab yang
terdiri dari :
1. Bab I merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan masalah,
tujuan, batasan masalah dan sistematika penulisan.
2. Bab II secara garis besar membahas tentang kajian pustaka mengenai metode
penentuan lokasi gangguan, voltage sags, K-Means Clustering yang
digunakan sebagai dasar dalam pengerjaan penelitian ini.
3. Bab III membahas tentang penentuan lokasi gangguan dan analisis voltage
sag.
4. Bab IV membahas tentang metodologi penelitian yang dilakukan,
menampilkan data yang digunakan di dalam penelitian dan metode K-Means
Clustering.
5. Bab V membahas tentang hasil simulasi gangguan, clustering voltage sag
dan penentuan lokasi gangguan.
6. Bab VI berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil simulasi gangguan dan
penentuan lokasi gangguan.
5
BAB 2
KAJIAN PUSTAKA
2.1 KajianPenelitianTerkait
Lokasi gangguan memegang peranan penting dalam operasi perencanaan
sistem distribusi berjangka pendek, menurunkan downtime, dan meningkatkan
kehandalan sistem distribusi. [2]
Dalam beberapa literature telah banyak dibahas tentang metode deteksi
lokasi gangguan. Metode penentuan lokasi secara garis besar dibagi menjadi 3
kategori[4, 5], yaitu :
1. Metode Impedance based.
2. Metode komponen frekuensi tinggi dan gelombang berjalan.
3. Metode knowledge-based :
Metode impedance based merupakan metode penentuan lokasi gangguan di
sistem distribusi radial dengan menggunakan data tegangan dan arus pengukuran di
ujung saluran dan menggunakan analisis matematika. [6, 7]
Metode gelombang berjalan berdasarkan refleksi dan transmisi dari
pembangkitan gelombang berjalan yang mengalir ada jaringan yang terjadi
gangguan[4]. Penentuan lokasi gangguan dengan gelombang berjalan dapat
digunakan di ujung saluran dan pengukuran rekaman yang tersebar di saluran
distribusi. Secara umum sinyal transien tegangan dan arus berfrekuensi tinggi di
masukkan kejaringan untuk menentukan lokasi gangguan. [8]
Penentuan lokasi gangguan dengan metode impedance based dan
gelombang berjalan sulit dilakukan ketika ada beberapa kompleksitas dan
uncertainty seperti non homogen, struktur ketidakseimbangan, panjang saluran
distribusi yang lebih pendek dibandingkan saluran transmisi, tahanan gangguan
yang tidak diketahui. Knowledge-based dikembangkan dengan akurasi dan relative
lebih murah. [5]
Metode penentuan lokasi gangguan dengan teknik knowledge based dibagi
menjadi 3 yaitu jaringan syaraf tiruan, hybrid metode dan pencocokan data
pengukuran dengan data simulasi.[4, 5]
6
Penentuan kualitas daya penting untuk utilitas dan pengguna untuk
mengidentifikasi beberapa area kritis didalam sistem tenaga listrik mengaplikasikan
tindakan untuk meningkatkan kualitas daya [9]. Sistem kualitas daya digunakan
untuk merekam data tegangan dan arus yang mengalir [10]. Manajemen gangguan
sistem tenaga listrij dapat menurunkan waktu gangguan, meningkatkan kualitas
daya dan meningkatkan kehandalan sistem tersebut[11]. Pada [11] juga membahas
analisa voltage sag yang hanya membutuhkan data impedansi saluran dan tegangan
di beberapa bus.
Estimasi dari pola voltage sag dan clustering zona gangguan di jaringan
tegangan tinggi dan tegangan distribusi dilakukan oleh M. Romero[3]. Pemodelan
jaringan dan simulasi gangguan digunakan untuk mendapatkan informasi voltage
sag yang disebabkan oleh gangguan hubung singkat. Kemudian dilakukan
pengelompokan dengan menggunakan k-means clustering.
2.2 Teori Dasar
2.2.1 Metode Pendekatan Pencocokan Data Pengukuran Dan Data
Simulasi
Metode pendekatan pencocokan data merupakan salah satu teknik untuk
menentukan lokasi gangguan yang berdasarkan pada data simulasi dan data
pengukuran. Metode iniberdasarkan pada voltage sag yang didapatkan dari single
atau multiple lokasi pengukuran. [6]
Gambar 2.1Single Line Diagram Permodelan Gangguan
Pada gambar 2.11 terlihat pada titik X adalah lokasi pengukuran tegangan
dan arus. Titik Y adalah lokasi gangguan yang terjadi di antara bus p dan bus q .
Sehingga apabila terjadi gangguan pada titik Y maka akan terjadi perubahan
tegangan dan arus yang terukur pada titik X. Perubahan nilai pada bus pengukuran
7
akan digunakan untuk menentukan lokasi gangguan yang berupa jarak dari suatu
bus yang terindikasi lokasi gangguan. [5]
Data simulasi atau perhitungan dilakukan untuk setiap gangguan dan di
setiap titik atau bus pada sistem kelistrikan. Daerah yang memungkinkan terjadi
gangguan diperoleh dengan membandingkan hasil pengukuran tegangan dan arus
dengan hasil perhitungan atau simulasi yang telah dilakukan sebelumnya. Daerah
misalnya p – qterpilih sebagai daerah yang terindikasi gangguan ketika memenuhi
kondisi
𝑉𝑝(𝑑𝑏)
≤ 𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
≤ 𝑉𝑞(𝑑𝑏)
(2.1)
𝐼𝑞(𝑑𝑏)
≤ 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
≤ 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
Gambar 2.2 Grafik Arus-Tegangan saat Terjadi Gangguan
Penentuan daerah gangguan menggunakan kondisi diatas akan dapat
memunculkan beberapa kemungkinan daerah gangguan.
Kemungkinan daerah gangguan tersebut kemudian diurutkan berdasarkan
jarak terdekat dengan titik gangguan. Pengurutan dengan nilai terkecil akan
dijadikan sebagai urutan pertama daerah indikasi gangguan. Ketika urutan pertama
bukan merupakan daerah gangguan sebenarnya, maka urutan kedua akan digunakan
sebagai kemungkinan daerah gangguan terbesar selanjutnya. Pada gambar 2.2 dapat
Mag
nitu
do
arus,
I
(p.u.
)
Magnitudo tegangan, V (p.u.)
p
q e
b
d
𝐼𝑞(𝑑𝑏)
𝐼𝑝(𝑑𝑏)
𝐼𝑑(𝑑𝑏)
𝐼𝑏(𝑑𝑏)
𝐼𝑒(𝑑𝑏)
𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
𝑉𝑒(𝑑𝑏)
𝑉𝑑(𝑑𝑏)
𝑉𝑞(𝑑𝑏)
𝑉𝑝(𝑑𝑏)
𝑉𝑏(𝑑𝑏)
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
8
terlihat bahwa garis berwarna biru merupakan jarak terdekat daerah gangguan
(𝑑𝑘(𝑝−𝑞)). Jarak terdekat daerah gangguan dapat dicari dengan persamaan
trigonometri :
𝑑𝑘(𝑝−𝑞) = √(𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
− 𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
)2
− (𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
− 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
)2
(2.2)
Dimana ;
𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
= 𝐴 + 𝐵 − 𝐶 + 𝐷 (2.3)
𝐴 =(𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏))
2× 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)
(𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
𝐵 =(𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏))
2× 𝑉𝑓
(𝑚𝑒𝑎𝑠)
(𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
𝐶 =(𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)) × (𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)) × 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)
(𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
𝐷 =(𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)) × (𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)) × 𝐼𝑓
(𝑚𝑒𝑎𝑠)
(𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
dan
𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
= 𝐸 + 𝐹 − 𝐺 + 𝐻 + 𝐽 (2.4)
dimana,
𝐸 =(𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏))
3× 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)
(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
) × (𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)3
𝐹 =(𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)) × (𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏))
2× 𝑉𝑓
(𝑚𝑒𝑎𝑠)
(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
) × (𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)3
𝐺 =(𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)) × (𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏))
2× 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)
(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
) × (𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)3
9
𝐻 =(𝑉𝑞
(𝑑𝑏)− 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)) × (𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏))
2× 𝐼𝑓
(𝑚𝑒𝑎𝑠)
(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
) × (𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
+ (𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)3
𝐽 = 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
−(𝐼𝑞
(𝑑𝑏)− 𝐼𝑝
(𝑑𝑏)) × 𝑉𝑝
(𝑑𝑏)
(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)
2.2.2 Perhitungan Jarak Titik Gangguan
Setelah menentukan pendekatanurutan kedip tegangan, melakukan
perhitungan jarak titik gangguan yang sebenarnya (satuan dalam meter ataupun
kilometer). Pada urutan pertama yang ditempati oleh daerah gangguan antara bus p
dan bus q. Maka dengan menggunakan aturan trigonometri, jarak aktual dapat
diperoleh dengan persamaan
𝐹𝑑 = |𝑑𝑓
𝑙𝑝−𝑞| × 𝐴𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ (2.5)
Dimana ;
𝑑𝑓 = √(𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
− (𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
(2.6)
dan,
𝑙𝑝−𝑞 = √(𝑉𝑞(𝑑𝑏)
− 𝑉𝑝(𝑑𝑏)
)2
− (𝐼𝑞(𝑑𝑏)
− 𝐼𝑝(𝑑𝑏)
)2
(2.7)
2.2.3 Voltage Sag
Voltage sag merupakan penurunan besaran tegangan efektif (rms) antara 0,1
sampai 0,9 pu tegangan pada frekuensi daya dengan durasi waktu antara 0,01 detik
sampai 1 menit [6].
Durasi voltage sag dapat dibagi menjadi 3 kategori yaitu instantaneous,
momentary, dan temporary. Pembagian kategori ini dapat dilihat pada tabel 2.1
Voltage sag disebabkan oleh kegagalan sustem yang terjadi pada lokasi
yang jauh, kegagalan pada salah satu penyulang yang dapat mempengaruhi
10
penyulang lain dalam jarak yang jauh, starting motor dengan kapasitas yang besar,
dan energizing transformator.
Voltage sag berbeda dengan undervoltage (tegangan dibawah nominal).
Perbedaan nya terletak pada durasi. Durasi undervoltage lebih dari 1 menit dan
dapat dilakukan pengontrolan dengan peralatan regulasi tegangan.
Penurunan besar voltage sag sebesar 60% berarti penurunan tegangannya
menjadi 60% dari tegangan nominal. Misalnya tegangan nominal 20kV, terjadi
voltage sag sebesar 60% maka tegangannya menjadi 12kV. Penurunan tegangan ini
dapat mempengaruhi sektor-sektor industri yang berada pada sistem, sehingga
dapat menyebabkan kerugian ekonomi dan dapat merusak peralatan-peralatan yang
lainnya.
Tabel 2.1 Kategori dan karakteristik gangguan mutu tenaga listrik IEEE Std. 1159-
1995
Categories Duration Magnitude
Short Duration Variations
Instantaneous
Sag 0.5-30 cyles 0.1-0.9 pu
Swell 0.5-30 cyles 1.1 – 1.8 pu
Momentary
Interruption 0.5 cycles – 3s < 0.1 pu
Sag 0.5 cycles – 3s 0.1 – 0.9 pu
Swell 0.5 cycles – 3s 1.1 – 1.4 pu
Temporary
Interruption 3s – 1 min < 0.1 pu
Sag 3s – 1 min 0.1 – 0.9 pu
Swell 3s – 1 min 1.1 – 1.2 pu
Karakteristik voltage sag ditentukan oleh 2 parameter, yaitu magnitude dan
durasi tegangan. Magnitude dinyatakan dalam per unit (pu) nilai rms tegangan,
sedangkan durasi adalah interval waktu saat terjadi penurunan tegangan. Interval
11
waktunya dalam besaran detik atau cycles (1cycles= 0.02 detik untuk frekuensi
50Hz).
Gambar 2.3Voltage Sag
2.2.4 K-Means Clustering
K-means clustering merupakan sebuah metode untuk mengkelompokan
beberapa objek data ke cluster atau kelompok tertentu berdasarkan level dari
kesamaannya [7]. Gambar 2.3 menunjukan performansi dari metode K-means,
dimana observasi dilakukan dalam 2 dimensi (X,Y).
Gambar 2.4 Pengelompokan dari observasi menggunakan K-Means
12
Pengelompokkan data dilakukan dengan menginisialisalian nilai k dari
cluster yang akan didefinisikan, centroids dari masing-masing cluster ditentukan
secara acak di sample space. Kemudian jarak antara objek observasi dan centroids
dihitung. Tiap objek observasi ditugaskan untuk menuju ke centroids yang
terdekat. Posisi dari centroids dilakukan peng-update-an atau diperbarui
berdasarkan rata-rata objek observasi yang ditugaskan ke tiap centroids. Beberapa
iterasi dilakukan untuk meminimasi jarak antara objek observasi dengan centroids
13
BAB 3
PENENTUAN LOKASI GANGGUAN DAN ANALISIS
VOLTAGE SAG
Gangguan hubung singkat pada sistem distribusi tenaga listrik
menyebabkan terganggunya suplai energy listrik. Gangguan hubung singkat ini
merugikan semua pihak, dari sisi produsen maupun konsumen. Analisis hubung
singkat digunakan untuk menentukan besarnya nilai arus dan magnitude tegangan
ketika terjadi hubung singkat pada suatu titik. Pemodelan perhitungan analisis
hubung singkat dengan perhitungan urutan atau sequence. Perhitungan ini dengan
melihat nilai impedansi urutan positif, urutan negative dan urutan nol. Pada
penelitian ini digunakan metode analisis hubung singkat dengan pemodelan
impedansi urutan.
Gangguan hubung singkat terjadi karena beberapa hal. Semisal ranting
pohon yang jatuh mengenai kawat distribusi tenaga listrik, putusnya kawat saluran
karena tiang listrik roboh. Untuk menangani gangguan tersebut harus mengetahui
lokasi gangguan yang terjadi. Penanganan gangguan pada saat ini dengan laporan
dari konsumen kemudian staff teknisi melakukan patroli menelusuri saluran
tersebut. Penanganan gangguan ini membutuhkan waktu yang sangat lama.
Diperlukannya metode untuk penentuan lokasi gangguan secara cepat dan tepat.
Gangguan pada sistem distribusi tenaga listrik perlu dilakukan management
gangguan sehingga waktu gangguan/blackout bisa menurun dan restorasi gangguan
bisa lebih cepat. Dengan penurunan waktu gangguan dan percepatan restorasi
gangguan maka kualitas daya yang semakin membaik dan kehandalan yang
meningkat, serta kerugian dari sisi produsen dan konsumen bisa diminimalisir.
Penggunaan metode pencocokan tegangan dan arus Database dengan tegangan dan
arus pengukuran dilakukan untuk mencari lokasi gangguan hubung singkat yang
terjadi.
Pengukuran kualitas daya digunakan untuk memonitoring gangguan yang
terjadi. Pengukuran kualitas daya seperti voltage sag menghasilkan data yang
sangat banyak. Dibutuhkan pengelolaan yang sistematis. Pola atau pattern dari
14
voltage sag dilakukan untuk mengklasifikasi voltage sag ketika sistem terjadi
gangguan hubung singkat.
15
BAB 4
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan. Tahap awal akan
dilakukan penentuan lokasi gangguan. Penentuan gangguan ini dilakukan secara 3
tahap yaitu pemodelan jaringan, simulasi gangguan kemudian identifikasi pola
voltage sag. Setelah didapatkan voltage sag, langkah selanjutnya adalah
menentukan lokasi gangguan dengan mempertimbangkan intersectiondari line.
4.1 Pemodelan jaringan
Sistem informasi geografis sedang dikembangkan dan digunakan pada
perusahaan listrik negara. Pengembangan sistem informasi geografis ini berupa
perangkat lunak yang dinamai GIS Smallworld PLN Area Distribusi Jawa Timur.
Perangkat lunak ini menyediakan informasi geospasial pengelolaan aset utilitas
listrik untuk mendukung perencanaan jaringan, desain, pemeliharaan, dan operasi
pada PT. PLN Area Distribusi Jawa Timur.
Gambar 4.1 Tampilan Awal GIS PT. PLN Area Distribusi Jawa Timur
Pada perangkat lunak ini, dapat dilihat jaringan distribusi pada Kota
Surabaya yang berupa penyulang-penyulang yang ditarik dari masing-masing gardu
induknya. Pada tugas akhir ini, akan meninjau jaringan distribusi penyulang
Tegalsari, Kota Surabaya. Dari sistem informasi geografis ini akan didapatkan data
16
saluran berupa panjang saluran dan jenis kabel, selain itu juga didapatkan data
rating beban yang berupa transformator distribusi.
4.2 Simulasi gangguan
Untuk mengetahui nilai kedip tegangan yang terjadi ketika gangguan, harus
dilakukan analisis hubung singkat terlebih dahulu. Tujuan dari analisis hubung
singkat ini adalah untuk mengetahui besarnya kedip tegangan atau nilai tegangan
dan nilai arus pada titik pengukuran (Gardu Induk) saat terjadi gangguan. Analisis
hubung singkat ini dilakukan dengan menganggap setiap bus terjadi hubung singkat
secara bergantian, dan dianalisis semua jenis gangguan hubung singkat (satu fasa
ke tanah, dua fasa ke tanah, tiga fasa ke tanah, dan antar fasa)
Pada gangguan asimetri magnitude dari tegangan serta arus yang mengalir
pada setiap fasa berbeda. Gangguan asimetri akan mengakibatkan tegangan pada
fasa yang tidak terganggu akan naik serta akan mengakibatkan kenaikan arus pada
fasa yang terganggu. Sebagian besar gangguan yang terjadi pada sistem tenaga
listrik adalah gangguan asimetri. Untuk menganalisis ganggun asimetri digunakan
metode komponen simetri untuk menentukan tegangan dan arus pada sistem
kelistrikan setelah terjadi gangguan. Analisis hubung singkat dilakukan untuk
mencari arus hubung singkat yang terjadi. Selain itu analisis hubung singkat juga
digunakan dalam mempertimbangkan kualitas suplai daya, seperti kedip tegangan,
harmonisa, dan ketidak seimbangan.
4.2.1 Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah[10]
Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah diakibatkan oleh adanya salah
satu penghantar fasa yang bersentuhan dengan tanah. Gangguan ini menyebabkan
sistem menjadi tidak seimbang, oleh karena itu jenis hubung singkat ini termasuk
gangguan asimetri. Hubung singkat satu fasa ke tanah merupakan jenis hubung
singkat yang paling sering terjadi dibandingkan dengan jenis hubung singkat lain.
17
Gambar 4.2 Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Fasa A
Dari gambar 3.3 dapat dilihat bahwa besar arus gangguan pada fasa yang
tidak terganggu, pada kasus diatas Ibf dan Icf sama dengan nol. Sedangkan pada
fasa a terdapat arus yang menuju ke tanah melalui impedansi gangguan Zf. Jika fasa
netral pada generator atau grid pada sistem diketanahkan secara solid, maka nilai
Zf sama dengan nol [14]. Untuk tegangan pada fasa terganggu digunakan
persamaan
𝑉𝑓 = 𝑉𝑎𝑓 = 𝑍𝑓𝐼𝑎𝑓 (4.1)
Hubung singkat satu fasa ke tanah akan memunculkan arus urutan nol dan
negatif, selain arus urutan positif. Oleh karena itu, untuk mencari besar arus hubung
singkat satu fasa ke tanah, kita harus meninjau arus urutan nol, positif, dan negatif.
Besar arus urutan positif, negatif, dan nol bernilai sama besar dengan menggunakan
persamaan
𝐼0 = 𝐼1 = 𝐼2 =𝐸𝑎
(𝑍𝑡ℎ0+𝑍𝑡ℎ1+𝑍𝑡ℎ2+3𝑍𝑓) (4.2)
Besar tegangan urutan nol, positif, dan negatif juga dapat diperoleh menggunakan
persamaan
𝑉1 = 𝐸1 − 𝐼1𝑍𝑡ℎ1
𝑉2 = −𝐼2𝑍𝑡ℎ2 (4.3)
𝑉0 = −𝐼0𝑍𝑡ℎ0
Dari persamaan (3.3) dapat digambarkan dengan menghubungkan semua
rangkaian urutan secara seri. Pada hubung singkat satu fasa ke tanah, impedansi
pengganti didapatkan menggunakan rangkaian thevenin hingga ke titik gangguan
untuk setiap urutan, kemudian impedansi thevenin ketiga urutan ini dihubungkan
seri, seperti pada gambar 3.4. Pada banyak penerapannya, nilai impedansi urutan
positif dan negatif sama besar.
Iaf Ibf Icf +
Vaf
-
+
Vbf
-
+
Vcf
-
18
Gambar 4.3 Hubungan Urutan untuk Fasa A ke Tanah
Mencari nilai arus dan tegangan pada setiap fasa dapat menggunakan
matriks transformasi komponen simetris atau biasa disebut symmetrical
components transformation matrix (SCTM)
[𝐼𝑎
𝐼𝑏
𝐼𝑐
] = [1 1 11 𝑎2 𝑎1 𝑎 𝑎2
] [
𝐼𝑎0
𝐼𝑎1
𝐼𝑎2
] (4.4)
[𝑉𝑎
𝑉𝑏
𝑉𝑐
] = [1 1 11 𝑎2 𝑎1 𝑎 𝑎2
] [
𝑉𝑎0
𝑉𝑎1
𝑉𝑎2
] (4.5)
Dimana 𝐼𝑎, 𝐼𝑏, 𝐼𝑐 adalah arus pada fasa a, b, dan c secara urut, sedangkan 𝐼𝑎0, 𝐼𝑎
1, 𝐼𝑎2
adalah arus urutan nol, positif, dan negatif pada fasa a secara urut. Notasi seperti ini
berlaku juga pada persamaan tegangan diatas. Nilai a pada persamaan diatas adalah
𝑎 = 1∠120° = −0,5 + 𝑗0,866
𝑎2 = 1∠240° = −0,5 − 𝑗0,866 (4.6)
4.2.2 Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah
Gangguan hubung singkat fasa ke fasa ke tanah disebabkan oleh dua
penghantar fasa yang saling terhubung, kemudian terhubung dengan tanah. Nama
lain dari jenis hubung singkat ini adalah hubung singkat dua fasa ke tanah. Jenis
hubung singkat ini termasuk gangguan tak seimbang (asimetri).
19
Gambar 4.4 Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah
Dari gambar 3.5 dapat dilihat bahwa besar arus gangguan pada fasa yang
tidak terganggu, pada kasus diatas Iaf sama dengan nol. Untuk mencari tegangan
pada fasa terganggu dapat menggunakan persamaan
𝑉𝑏𝑓 = 𝑉𝑐𝑓 = (𝐼𝑏𝑓 + 𝐼𝑐𝑓)𝑍𝑓 (4.7)
𝐼𝑎𝑓 = 𝐼𝑎0 + 𝐼𝑎
1 + 𝐼𝑎2 = 0 (4.8)
Dengan mensubtitusikan persamaan (4.5) ke dalam persamaan (4.7) dapat
diturunkan menjadi persamaan
𝑉𝑏 = 𝑉𝑐
𝑉𝑎0 + 𝑎2𝑉𝑎
1 + 𝑎𝑉𝑎2 = 𝑉𝑎
0 + 𝑎𝑉𝑎1 + 𝑎2𝑉𝑎
2 (4.9)
𝑉𝑎1 = 𝑉𝑎
2
Subtitusi arus Ibf dan Icf pada persamaan (4.8) dengan persamaan (4.5), maka akan
didapatkan persamaan
𝑉𝑏𝑓 = 𝑍𝑓(𝐼𝑎0 + 𝑎2𝐼𝑎
1 + 𝑎𝐼𝑎2 + 𝐼𝑎
0 + 𝑎𝐼𝑎1 + 𝑎2𝐼𝑎
2)
𝑉𝑎0 + 𝑎2𝑉𝑎
1 + 𝑎𝑉𝑎2 = 𝑍𝑓(2𝐼𝑎
0 − 𝐼𝑎1 − 𝐼𝑎
2) (4.10)
𝑉𝑎0 + 𝑎2𝑉𝑎
1 + 𝑎𝑉𝑎2 = 3𝑍𝑓𝐼𝑎
0
Mensubtitusikan persamaan (4.9) ke dalam persamaan (4.10) akan membentuk
persamaan
𝑉𝑎0 + 𝑎2𝑉𝑎
1 + 𝑎𝑉𝑎1 = 3𝑍𝑓𝐼𝑎
0
𝑉𝑎0 + 𝑉𝑎
1(𝑎2 + 𝑎) = 3𝑍𝑓𝐼𝑎0 (4.11)
𝑉𝑎0 − 𝑉𝑎
1 = 3𝑍𝑓𝐼𝑎0
Dari persamaan (4.3) dapat disubtitusikan ke dalam persamaan (4.11) dan
menghasilkan persamaan
𝐼𝑎0 = −
𝐸𝑎−𝑍1𝐼𝑎1
𝑍0+3𝑍𝑓 (4.12)
Iaf Ibf Icf
+
Vaf
-
+
Vbf
-
+
Vcf
-
20
Persamaan yang sama pula disubtitusikan ke dalam persaman (4.9) akan diperoleh
persamaan
𝐼𝑎2 = −
𝐸𝑎−𝑍1𝐼𝑎1
𝑍2 (4.13)
Dengan mensubtitusikan persamaan (4.12) dan persamaan (4.14) ke dalam
persamaan (4.8), maka akan diperoleh persamaan
𝐼𝑎1 =
𝐸𝑎
𝑍1+𝑍2(𝑍0+3𝑍𝑓)
𝑍2+𝑍0+3𝑍𝑓
(4.14)
Ketika nilai arus seluruh urutan sudah diperoleh, maka dapat dicari nilai
tegangan setiap urutan dengan persamaan yang digunakan pula pada hubung
singkat satu fasa ke tanah. Dengan matriks SCTM, nilai dari arus dan tegangan pada
setiap fasa juga dapat diperoleh, sehingga arus hubung singkat dapat diperoleh
dengan menggunakan rumus
𝐼𝑓 = 𝐼𝑏 + 𝐼𝑐 (4.15)
4.2.3 Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah
Gangguan hubung singkat tiga fasa ke tanah disebabkan adanya ketiga
penghantar fasa terhubung secara langsung ke tanah. Gangguan ini merupakan jenis
gangguan simetri (seimbang). Jenis gangguan ini termasuk jenis gangguan hubung
singkat yang paling jarang terjadi karena memang kemungkinan terjadi sangat kecil
jika dibandingkan dengan jenis gangguan hubung singkat yang lainnya.
Gambar 4.5Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah
Seperti terlihat pada di gambar 4.5 bahwa besar arus gangguan di setiap fasa
akan sama besar, dan begitu pula tegangan pada setiap fasanya.
𝐼𝑖𝑎 = 𝐼𝑖𝑏 = 𝐼𝑖𝑐 =𝑉𝑖
𝑍𝑖𝑖+𝑍𝑓 (4.16)
Iia Iib Iic
+ Vaf -
+ Vbf -
+ Vcf -
21
Dimana notasi i untuk menandakan bus, sedangkan a, b, dan c menandakan fasa
penghantarnya.
4.2.4 Hubung Singkat Antar Fasa
Gangguan hubung singkat antar fasa disebabkan adanya penghantar fasa
terhubung secara langsung dengan salah satu penghantar fasa lainnya. Gangguan
ini merupakan gangguan tak seimbang (asimetri) dan menyebabkan sistem menjadi
tidak seimbang.
Gambar 4.6Hubung Singkat Antar Fasa B dan Fasa C
Dikarenakan tidak ada hubungan antara penghantar ke tanah, maka jenis
hubung singkat ini tidak akan memunculkan arus urutan nol, hanya saja
menimbulkan arus urutan negatif dan juga positif. Dari gambar 4.6 dapat dilihat
bahwa arus Iaf sama dengan nol, sedangkan
𝐼𝑏𝑓 = −𝐼𝑐𝑓 (4.17)
Persamaan (4.17) kemudian diubah ke dalam persamaan arus urutan menggunakan
matriks SCTM, sehingga didapatkan persamaan
𝐼𝑎0 + 𝑎2𝐼𝑎
1 + 𝑎𝐼𝑎2 = 𝐼𝑎
0 + 𝑎𝐼𝑎1 + 𝑎2𝐼𝑎
2 (4.18)
Karena hubung singkat antar fasa ini tidak memunculkan arus urutan nol, maka
𝐼𝑎0 = 0. Sehingga persamaan diatas menjadi
(𝑎2 − 𝑎)𝐼𝑎1 = (𝑎 − 𝑎2)𝐼𝑎
2
𝐼𝑎1 = −𝐼𝑎
2 (4.19)
Untuk mencari arus urutan positif dapat menggunakan rumus [2]
𝐼𝑎1 =
𝐸𝑎
𝑍1+𝑍2+𝑍𝑓 (4.20)
Setelah mendapatkan nilai arus urutan positif, maka arus urutan negatif akan
didapatkan menggunakan persamaan (4.19). Setelah nilai arus setiap urutan sudah
Iaf Ibf Icf +
Vaf
-
+
Vbf
-
+
Vcf
-
22
didapatkan, maka akan dapat dicari nilai arus setiap fasa, dan begitu pula untuk nilai
tegangannya.
4.3 Metode K-Means Clustering
K-means clustering merupakan metode untuk mengelompokkan objek data
dengan jumlah tertentu berdasarkan persamaan suatu karakteristik atau atribut
tertentu [15]. K-means clustering terdiri dari beberapa jenis seperti Partisi,
Hierarchical, Density based, Model based, dan Grid based. Dalam penelitian ini
digunakan K-means clustering jenis partisi. K-means clustering digunakan untuk
mendapatkan jenis gangguan dari voltage sag yang tejadi pada sistem distribusi
tenaga listrik. Pola Voltage sags yang disebabkan oleh gangguan di identifikasi dan
di kelompokan. Kemudian hubungan antara lokasi gangguan dan pola dari voltage
sags ditentukan. Pada tahap awal nilai K di definisikan terlebih dahulu dan nilai
centroids masing-masing ditentukan secara acak. Objek data yang digunakan di
dalam metode ini adalah voltage sags.
Berikut ini adalah tahapan algrotima K-means clustering :
1. Tentukan jumlah cluster
2. Menentukan distribusi inisiasi dari voltage sag.[12]
3. Menghitung jarak tiap objek data terhadap centroid menggunakan
persamaan jarak Euclidean sebagai berikut : [12]
𝑑(𝑥𝑗 , 𝐶𝑖) = √∑ ∑ (𝑥𝑗 − 𝐶)2𝑚
𝑖=1𝑛𝑗=1 (4.21)
4. Kelompokkan tiap objek data ke salah satu cluster dengan jarak yang paling
dekat
5. Perbarui nilai centroid tiap cluster dengan menghitung nilai rata-rata pada
setiap cluster
6. Cek nilai centroid. Apabila centroid baru berubah dari nilai centroid
sebelumnya maka algoritma kembali pada langkah 3. Namun apabila
centroid baru tidak berubah dari centroid sebelumnya maka solusi dianggap
konvergen.
Berikut ini adalah flowchart K-means clustering :
23
Start
Definisikan Jumlah K Cluster
Tentukan nilai centroid setiap
cluster
Hitung jarak setiap data ke setiap centroid cluster
Kelompokan objek data ke salah satu cluster
berdasarkan jarak minimum
Nilai centroid berubah?
Stop
Hitung nilai centroid baru setiap cluster
Ya
Tidak
Gambar 4.7 Flowchart K-means Clustering
Pada penelitian ini tahapan K-means clusteringadalah sebagai berikut:
24
1. Distribusi inisiasi dari voltage sag setiap fasa ditentukan sesuai dengan
topologi jaringan.
2. Menghitung jarak tiap objek data yaitu voltage sag tiap fasa terhadap
centroid yang telah ditentukan sebelumnya dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
𝑑 = √(𝑉𝑎 + 𝑉)2 + (𝑉𝑏 + 𝑉𝑏 )2 + (𝑉𝑐 + 𝑉)2
3. Kelompokkan tiap voltage sag ke salah satu cluster dengan jarak yang
paling dekat
4. Perbarui nilai centroid tiap cluster dengan menghitung nilai rata-rata pada
setiap cluster
5. Cek nilai centroid. Apabila centroid baru berubah dari nilai centroid
sebelumnya maka algoritma kembali pada langkah 3. Namun apabila
centroid baru tidak berubah dari centroid sebelumnya maka solusi dianggap
konvergen.
25
BAB 5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi dilakukan untuk menguji keakuratan metode dan pemodelan yang
telah dirancang. Sistem yang digunakan adalah sistem distribusi PLN Surabaya
pada gardu induk Kupang dengan beberapa penyulang. Dalam penelitian ini
disimulasikan gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, hubung singkat dua fasa
ke tanah, hubung singkat tiga fasa ke tanah dan hubung singkat antar fasa.
Pengelompokann voltage yang terjadi dilakukan dengan menggunakan metode k-
means clustering.
5.1 Hasil Analisis Hubung Singkat
Analisa hubung singkat dilakukan pada jaringan distribusi gardu induk
Kupang. Pemodelan sistem dilakukan sebelum analisis hubung singkat. Kemudian
analisis hubung singkat dilakukan untuk 4 macam gangguan hubung singkat yaitu
hubung singkat satu fasa ke tanah, dua fasa ke tanah, tiga fasa ke tanah dan antar
fasa. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui nilai arus hubung singkat dan nilai
tegangan pada bus gangguan.
Setelah perhitungan analisis hubung singkat, maka dilakukan perhitungan
voltage sag dari titik gangguan ke titik pengukuran.
5.1.1 Hasil Analisis Hubung Singkat Satu Fasa ke Tanah
Hubung singkat satu fasa ke tanah akan memunculkan arus dan tegangan
urutan positif, negatif dan nol. Hubung singkat ini dapat menyebabkan
ketidakseimbangan pada sistem. Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan
tegangan dan arus setiap urutan dengan menggunakan rumus perhitungan yang
telah dijelaskan sebelumnya.
Sebagai contoh perhitungan, analisis hubung singkat satu fasa ke tanah saat
terjadi gangguan pada bus 3. Untuk menghitung arus urutan, digunakan rumus
(4.2), dibutuhkan impedansi thevenin urutan positif, negatif, dan nol. Untuk
26
impedansi thevenin urutan positif dan negatif sebesar 0,18323615 + j 1,6038479 Ω.
Sedangkan impedansi thevenin urutan nol sebesar 0,19729155 + j 1.62198391 Ω.
Nilai arus urutan positif, negatif, dan nol untuk gangguan hubung singkat
satu fasa ke tanah adalah sama besar, yaitu
𝐼0 = 𝐼1 = 𝐼2 =11,547
0.56376385 + 𝑗 4.8296797
= 2,375∠ − 83,342° 𝑘𝐴
Setelah arus urutan telah diketahui, maka tegangan urutan dapat dihitung
menggunakan persamaan (4.3)
𝑉1 = 11,547 − (2,375∠ − 83,342°)(0,18323615 + j 1,6038479) =
7,7135∠ − 0,07° 𝑘𝑉
𝑉2 = −(2,375∠ − 83,342°)(0,18323615 + j 1,6038479) = 3,8335∠ −
179,86° 𝑘𝑉
𝑉0 = −(1,432∠ − 83,718°)(0,30343325 + j 2,6833625)
= 3,8801∠179,723° 𝑘𝑉
Nilai arus fasa dan tegangan fasa dapat dicari menggunakan persamaan (4.4) dan
(4.5), berikut adalah nilai arus fasa dan tegangan fasa
𝐼𝑎 = 7,12416∠ − 83,342° 𝑘𝐴
𝐼𝑏 = 0 𝑘𝐴
𝐼𝑐 = 0 𝑘𝐴
𝑉𝑎 = 0 𝑘𝑉
𝑉𝑏 = 11,5456∠ − 120,27° 𝑘𝑉
𝑉𝑐 = 11,5946∠120,13° 𝑘𝑉
Dilakukan perhitungan seperti di atas untuk setiap bus, sehingga akan
didapatkan nilai tegangan dan arus di titik gangguan saat terjadi hubung singkat
satu fasa ke tanah. Setelah didapatkan nilai tegangan dan arus di setiap bus
gangguan saat terjadi gangguan, maka dilakukan validasi dengan hasil simulasi
menggunakan software ETAP.
27
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
1
A 0.000 0.00 0.000 7.217 7.22 0.001
B 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
2
A 0.000 0.00 0.000 7.132 7.13 0.003
B 11.546 11.55 0.035 0.000 0.00 0.000
C 11.591 11.59 0.009 0.000 0.00 0.000
3
A 0.000 0.00 0.000 7.124 7.12 0.003
B 11.546 11.55 0.035 0.000 0.00 0.000
C 11.595 11.59 0.043 0.000 0.00 0.000
4
A 0.000 0.00 0.000 7.006 7.01 0.006
B 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.653 11.65 0.026 0.000 0.00 0.000
5
A 0.000 0.00 0.000 6.992 6.99 0.006
B 11.548 11.55 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.659 11.66 0.009 0.000 0.00 0.000
6
A 0.000 0.00 0.000 6.999 7.00 0.006
B 11.548 11.55 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.656 11.66 0.034 0.000 0.00 0.000
7
A 0.000 0.00 0.000 6.963 6.96 0.001
B 11.549 11.55 0.009 0.000 0.00 0.000
C 11.673 11.67 0.026 0.000 0.00 0.000
8
A 0.000 0.00 0.000 6.952 6.95 0.001
B 11.549 11.55 0.009 0.000 0.00 0.000
C 11.679 11.68 0.009 0.000 0.00 0.000
9
A 0.000 0.00 0.000 6.922 6.92 0.004
B 11.550 11.55 0.000 0.000 0.00 0.000
C 11.693 11.69 0.026 0.000 0.00 0.000
10
A 0.000 0.00 0.000 6.913 6.91 0.004
B 11.551 11.55 0.009 0.000 0.00 0.000
C 11.697 11.70 0.026 0.000 0.00 0.000
11
A 0.000 0.00 0.000 6.899 6.90 0.006
B 11.552 11.55 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.703 11.70 0.026 0.000 0.00 0.000
12
A 0.000 0.00 0.000 6.888 6.89 0.006
B 11.552 11.55 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.708 11.71 0.017 0.000 0.00 0.000
28
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
13
A 0.000 0.00 0.000 6.849 6.85 0.003
B 11.554 11.55 0.035 0.000 0.00 0.000
C 11.726 11.73 0.034 0.000 0.00 0.000
14
A 0.000 0.00 0.000 6.811 6.81 0.003
B 11.557 11.56 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.743 11.74 0.026 0.000 0.00 0.000
15
A 0.000 0.00 0.000 6.660 6.66 0.006
B 11.569 11.57 0.009 0.000 0.00 0.000
C 11.808 11.81 0.017 0.000 0.00 0.000
16
A 0..000 0.00 0.000 6.629 6.63 0.002
B 11.572 11.57 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.821 11.82 0.008 0.000 0.00 0.000
17
A 0.000 0.00 0.000 6.527 6.53 0.005
B 11.583 11.58 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.862 11.86 0.017 0.000 0.00 0.000
18
A 0.000 0.00 0.000 6.511 6.51 0.005
B 11.585 11.59 0.043 0.000 0.00 0.000
C 11.869 11.87 0.008 0.000 0.00 0.000
19
A 0.000 0.00 0.000 6.495 6.50 0.008
B 11.587 11.59 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.875 11.88 0.042 0.000 0.00 0.000
20
A 0.000 0.00 0.000 6.217 6.22 0.003
B 11.627 11.63 0.026 0.000 0.00 0.000
C 11.978 11.98 0.017 0.000 0.00 0.000
21
A 0.000 0.00 0.000 6.000 6.00 0.000
B 11.666 11.67 0.034 0.000 0.00 0.000
C 12.051 12.05 0.008 0.000 0.00 0.000
22
A 0.000 0.00 0.000 5.981 5.98 0.005
B 11.669 11.67 0.009 0.000 0.00 0.000
C 12.057 12.06 0.025 0.000 0.00 0.000
23
A 0.000 0.00 0.000 5.796 5.80 0.003
B 11.707 11.71 0.026 0.000 0.00 0.000
C 12.113 12.11 0.025 0.000 0.00 0.000
24
A 0.000 0.00 0.000 5.767 5.77 0.002
B 11.713 11.71 0.026 0.000 0.00 0.000
C 12.121 12.12 0.008 0.000 0.00 0.000
25
A 0.000 0.00 0.000 5.754 5.75 0.007
B 11.716 11.72 0.034 0.000 0.00 0.000
C 12.125 12.13 0.041 0.000 0.00 0.000
29
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu FasaKe
Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
26
A 0.000 0.00 0.000 5.702 5.70 0.005
B 11.728 11.73 0.017 0.000 0.00 0.000
C 12.140 12.14 0.000 0.000 0.00 0.000
27
A 0.000 0.00 0.000 5.691 5.69 0.004
B 11.730 11.73 0.000 0.000 0.00 0.000
C 12.143 12.14 0.025 0.000 0.00 0.000
28
A 0.000 0.00 0.000 5.673 5.67 0.007
B 11.734 11.73 0.034 0.000 0.00 0.000
C 12.148 12.15 0.016 0.000 0.00 0.000
29
A 0.000 0.00 0.000 6.653 6.66 0.108
B 11.570 11.58 0.089 0.000 0.00 0.000
C 11.811 11.80 0.096 0.000 0.00 0.000
30
A 0.000 0.00 0.000 6.483 6.49 0.103
B 11.588 11.59 0.013 0.000 0.00 0.000
C 11.880 11.87 0.082 0.000 0.00 0.000
31
A 0.000 0.00 0.000 6.420 6.43 0.163
B 11.597 11.60 0.028 0.000 0.00 0.000
C 11.904 11.90 0.036 0.000 0.00 0.000
32
A 0.000 0.00 0.000 6.490 6.50 0.147
B 11.588 11.59 0.021 0.000 0.00 0.000
C 11.877 11.87 0.059 0.000 0.00 0.000
33
A 0.000 0.00 0.000 6.450 6.46 0.161
B 11.593 11.60 0.062 0.000 0.00 0.000
C 11.893 11.88 0.108 0.000 0.00 0.000
34
A 0.000 0.00 0.000 6.339 6.35 0.170
B 11.608 11.61 0.017 0.000 0.00 0.000
C 11.934 11.92 0.120 0.000 0.00 0.000
35
A 0.000 0.00 0.000 6.334 6.35 0.245
B 11.609 11.62 0.097 0.000 0.00 0.000
C 11.936 11.93 0.051 0.000 0.00 0.000
36
A 0.000 0.00 0.000 6.338 6.35 0.187
B 11.608 11.62 0.101 0.000 0.00 0.000
C 11.935 11.92 0.123 0.000 0.00 0.000
37
A 0.000 0.00 0.000 6.322 6.33 0.129
B 11.611 11.62 0.081 0.000 0.00 0.000
C 11.941 11.93 0.089 0.000 0.00 0.000
38
A 0.000 0.00 0.000 6.322 6.33 0.126
B 11.611 11.62 0.081 0.000 0.00 0.000
C 11.941 11.93 0.089 0.000 0.00 0.000
30
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
39
A 0.000 0.00 0.000 6.258 6.27 0.188
B 11.620 11.63 0.083 0.000 0.00 0.000
C 11.964 11.95 0.114 0.000 0.00 0.000
40
A 0.000 0.00 0.000 6.205 6.22 0.238
B 11.629 11.64 0.095 0.000 0.00 0.000
C 11.982 11.97 0.102 0.000 0.00 0.000
41
A 0.000 0.00 0.000 6.196 6.21 0.230
B 11.631 11.64 0.081 0.000 0.00 0.000
C 11.986 11.97 0.130 0.000 0.00 0.000
42
A 0.000 0.00 0.000 6.163 6.18 0.280
B 11.636 11.64 0.033 0.000 0.00 0.000
C 11.997 11.99 0.058 0.000 0.00 0.000
43
A 0.000 0.00 0.000 6.140 6.15 0.167
B 11.640 11.65 0.085 0.000 0.00 0.000
C 12.005 11.99 0.123 0.000 0.00 0.000
44
A 0.000 0.00 0.000 6.062 6.08 0.300
B 11.654 11.66 0.051 0.000 0.00 0.000
C 12.031 12.02 0.089 0.000 0.00 0.000
45
A 0.000 0.00 0.000 6.034 6.05 0.264
B 11.659 11.67 0.092 0.000 0.00 0.000
C 12.040 12.03 0.081 0.000 0.00 0.000
46
A 0.000 0.00 0.000 6.007 6.02 0.208
B 11.664 11.67 0.049 0.000 0.00 0.000
C 12.048 12.04 0.069 0.000 0.00 0.000
47
A 0.000 0.00 0.000 5.958 5.98 0.360
B 11.674 11.68 0.054 0.000 0.00 0.000
C 12.064 12.05 0.115 0.000 0.00 0.000
48
A 0.000 0.00 0.000 5.929 5.95 0.347
B 11.680 11.69 0.090 0.000 0.00 0.000
C 12.073 12.06 0.107 0.000 0.00 0.000
49
A 0.000 0.00 0.000 5.925 5.94 0.252
B 11.680 11.69 0.082 0.000 0.00 0.000
C 12.074 12.06 0.118 0.000 0.00 0.000
50
A 0.000 0.00 0.000 5.890 5.91 0.341
B 11.688 11.69 0.021 0.000 0.00 0.000
C 12.085 12.07 0.125 0.000 0.00 0.000
51
A 0.000 0.00 0.000 5.930 5.95 0.332
B 11.679 11.69 0.091 0.000 0.00 0.000
C 12.073 12.06 0.105 0.000 0.00 0.000
31
Tabel 5.1 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Satu Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
52
A 0.000 0.00 0.000 5.906 5.92 0.232
B 11.684 11.69 0.050 0.000 0.00 0.000
C 12.080 12.07 0.083 0.000 0.00 0.000
53
A 0.000 0.00 0.000 5.835 5.86 0.425
B 11.699 11.71 0.095 0.000 0.00 0.000
C 12.102 12.09 0.095 0.000 0.00 0.000
54
A 0.000 0.00 0.000 5.797 5.82 0.394
B 11.707 11.71 0.026 0.000 0.00 0.000
C 12.113 12.10 0.105 0.000 0.00 0.000
55
A 0.000 0.00 0.000 5.773 5.83 0.973
B 11.712 11.71 0.018 0.000 0.00 0.000
C 12.120 12.10 0.163 0.000 0.00 0.000
56
A 0.000 0.00 0.000 5.733 5.79 0.988
B 11.721 11.72 0.009 0.000 0.00 0.000
C 12.131 12.11 0.176 0.000 0.00 0.000
57
A 0.000 0.00 0.000 5.716 5.78 1.110
B 11.725 11.72 0.041 0.000 0.00 0.000
C 12.136 12.11 0.216 0.000 0.00 0.000
58
A 0.000 0.00 0.000 5.681 5.74 1.020
B 11.733 11.73 0.022 0.000 0.00 0.000
C 12.146 12.12 0.212 0.000 0.00 0.000
59
A 0.000 0.00 0.000 5.653 5.72 1.169
B 11.739 11.74 0.008 0.000 0.00 0.000
C 12.154 12.13 0.194 0.000 0.00 0.000
Pada tabel 5.1, fasa yang terkena gangguan adalah fasa A memiliki tegangan
sebesar 0kV. Sedangkan pada fasa B dan fasa C tidak terdapat arus yang mengalir.
Ini terjadi karena semua arus menuju ke titik gangguan. Error terbesar untuk
tegangan adalah 0.216% yaitu ketika gangguan terjadi pada bus 58. Sedangkan
error terbesar untuk arus adalah 1.169% yaitu ketika gangguan terjadi pada bus 59.
Hal ini menunjukkan bahwa metode penelitian hubung singkat yang telah
dilakukan dapat digunakan untuk langkah selanjutnya karena error yang kecil
32
5.1.2 Hasil Analisis Hubung Singkat Dua Fasa ke Tanah
Pada saat terjadi hubung singkat dua fasa ke tanah maka akan memunculkan
arus urutan nol dan negatif yang menyebabkan sistem menjadi tidak seimbang.
Sebagai contoh, hubung singkat dua fasa ke tanah terjadi pada bus 3.
Perhitungan arus urutan positif menggunakan persamaan (4.14), didapatkan arus
urutan positif sama dengan 4,75908 kA. Kemudian menghitung arus urutan negatif
sesuai persamaan (4.13), didapatkan nilai arus urutan negatif adalah 2,39396 kA.
Arus urutan nol dihitung sesuai persamaan (4.12), didapatkan arus urutan nol
sebesar 2,36516 kA. Setelah didapat besar arus urutan, nilai tegangan urutan akan
dapat dicari dengan persamaan (4.3), sehingga akan didapatkan tegangan urutan
positif, negatif, dan nol yang nilainya sama besar yaitu 3,86452 kV.
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
1
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.217 7.22 0.006
C 0.000 0 0.000 7.217 7.22 0.003
2
A 11.590 11.59 0.000 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.159 7.16 0.004
C 0.000 0 0.000 7.131 7.13 0.001
3
A 11.594 11.59 0.035 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.153 7.15 0.008
C 0.000 0 0.000 7.124 7.12 0.007
4
A 11.652 11.65 0.017 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.071 7.07 0.004
C 0.000 0 0.000 7.007 7.01 0.001
5
A 11.659 11.66 0.009 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.061 7.06 0.004
C 0.000 0 0.000 6.993 6.99 0.009
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
33
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
6
A 11.656 11.66 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.065 7.07 0.003
C 0.000 0 0.000 7.000 7.00 0.007
7
A 11.674 11.67 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.040 7.04 0.004
C 0.000 0 0.000 6.965 6.97 0.003
8
A 11.679 11.68 0.009 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.032 7.03 0.006
C 0.000 0 0.000 6.954 6.95 0.000
9
A 11.694 11.69 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.010 7.01 0.004
C 0.000 0 0.000 6.925 6.93 0.004
10
A 11.699 11.7 0.009 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 7.003 7.00 0.001
C 0.000 0 0.000 6.916 6.92 0.000
11
A 11.706 11.71 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.993 6.99 0.001
C 0.000 0 0.000 6.902 6.90 0.009
12
A 11.711 11.71 0.009 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.985 6.99 0.009
C 0.000 0 0.000 6.893 6.89 0.006
13
A 11.730 11.73 0.000 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.957 6.96 0.007
C 0.000 0 0.000 6.855 6.86 0.001
14
A 11.748 11.75 0.017 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.928 6.93 0.001
C 0.000 0 0.000 6.818 6.82 0.003
15
A 11.821 11.82 0.008 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.813 6.81 0.003
C 0.000 0 0.000 6.675 6.68 0.006
16
A 11.836 11.84 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.790 6.79 0.007
C 0.000 0 0.000 6.647 6.65 0.005
17
A 11.884 11.88 0.034 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.710 6.71 0.001
C 0.000 0 0.000 6.552 6.55 0.009
18
A 11.892 11.89 0.017 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.697 6.70 0.001
C 0.000 0 0.000 6.537 6.54 0.000
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
34
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
19
A 11.900 11.9 0.000 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.684 6.68 0.001
C 0.000 0 0.000 6.522 6.52 0.003
20
A 12.027 12.03 0.025 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.459 6.46 0.006
C 0.000 0 0.000 6.270 6.27 0.006
21
A 12.122 12.12 0.017 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.276 6.28 0.000
C 0.000 0 0.000 6.076 6.08 0.003
22
A 12.130 12.13 0.000 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.260 6.26 0.008
C 0.000 0 0.000 6.059 6.06 0.007
23
A 12.209 12.21 0.008 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.099 6.10 0.003
C 0.000 0 0.000 5.895 5.90 0.002
24
A 12.221 12.22 0.008 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.074 6.07 0.000
C 0.000 0 0.000 5.870 5.87 0.002
25
A 12.226 12.23 0.033 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.062 6.06 0.003
C 0.000 0 0.000 5.858 5.86 0.000
26
A 12.248 12.25 0.016 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.016 6.02 0.012
C 0.000 0 0.000 5.812 5.81 0.005
27
A 12.252 12.25 0.016 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.007 6.01 0.007
C 0.000 0 0.000 5.803 5.80 0.005
28
A 12.259 12.26 0.008 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 5.991 5.99 0.003
C 0.000 0 0.000 5.787 5.79 0.010
29
A 11.825 11.82 0.040 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.808 6.81 0.029
C 0.000 0 0.000 6.669 6.68 0.164
30
A 11.905 11.9 0.040 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.675 6.68 0.072
C 0.000 0 0.000 6.512 6.52 0.125
31
A 11.934 11.93 0.037 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.624 6.63 0.087
C 0.000 0 0.000 6.453 6.47 0.257
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
35
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
32
A 11.901 11.9 0.012 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.681 6.68 0.013
C 0.000 0 0.000 6.518 6.53 0.178
33
A 11.920 11.92 0.004 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.648 6.65 0.026
C 0.000 0 0.000 6.481 6.49 0.141
34
A 11.971 11.97 0.011 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.559 6.57 0.164
C 0.000 0 0.000 6.380 6.39 0.153
35
A 11.973 11.97 0.029 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.555 6.56 0.071
C 0.000 0 0.000 6.376 6.39 0.222
36
A 11.972 11.97 0.015 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.558 6.56 0.026
C 0.000 0 0.000 6.379 6.39 0.169
37
A 11.979 11.98 0.007 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.545 6.55 0.075
C 0.000 0 0.000 6.364 6.38 0.244
38
A 11.979 11.98 0.007 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.545 6.55 0.073
C 0.000 0 0.000 6.365 6.38 0.241
39
A 12.008 12 0.067 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.493 6.50 0.110
C 0.000 0 0.000 6.307 6.32 0.208
40
A 12.032 12.03 0.015 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.449 6.46 0.171
C 0.000 0 0.000 6.259 6.28 0.333
41
A 12.036 12.03 0.051 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.441 6.45 0.138
C 0.000 0 0.000 6.251 6.27 0.310
42
A 12.051 12.05 0.006 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.414 6.42 0.101
C 0.000 0 0.000 6.221 6.24 0.305
43
A 12.061 12.06 0.008 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.394 6.40 0.089
C 0.000 0 0.000 6.200 6.22 0.316
44
A 12.095 12.09 0.043 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.329 6.34 0.180
C 0.000 0 0.000 6.131 6.15 0.314
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
36
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
45
A 12.107 12.1 0.060 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.305 6.32 0.237
C 0.000 0 0.000 6.106 6.13 0.391
46
A 12.119 12.11 0.073 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.282 6.29 0.121
C 0.000 0 0.000 6.082 6.10 0.288
47
A 12.140 12.13 0.082 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.240 6.25 0.153
C 0.000 0 0.000 6.039 6.06 0.348
48
A 12.152 12.15 0.020 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.215 6.23 0.235
C 0.000 0 0.000 6.013 6.03 0.281
49
A 12.154 12.15 0.035 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.212 6.22 0.135
C 0.000 0 0.000 6.009 6.03 0.344
50
A 12.169 12.16 0.076 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.181 6.19 0.142
C 0.000 0 0.000 5.978 6.00 0.365
51
A 12.152 12.15 0.017 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.216 6.23 0.223
C 0.000 0 0.000 6.014 6.04 0.433
52
A 12.162 12.16 0.018 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.195 6.21 0.235
C 0.000 0 0.000 5.993 6.01 0.289
53
A 12.192 12.19 0.019 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.134 6.15 0.266
C 0.000 0 0.000 5.930 5.95 0.340
54
A 12.208 12.2 0.067 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.100 6.12 0.321
C 0.000 0 0.000 5.896 5.92 0.401
55
A 12.218 12.2 0.148 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.079 6.13 0.824
C 0.000 0 0.000 5.875 5.93 0.923
56
A 12.235 12.21 0.204 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.044 6.09 0.758
C 0.000 0 0.000 5.840 5.90 1.023
57
A 12.242 12.22 0.179 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 6.029 6.08 0.842
C 0.000 0 0.000 5.825 5.88 0.940
Tabel 5.2 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Dua Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
37
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
58
A 12.256 12.23 0.212 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 5.998 6.05 0.854
C 0.000 0 0.000 5.795 5.86 1.117
59
A 12.267 12.24 0.224 0.000 0.00 0.000
B 0.000 0 0.000 5.973 6.03 0.942
C 0.000 0 0.000 5.770 5.83 1.034
Pada tabel 5.2, fasa yang mengalami gangguan adalah fasa B dan C, karena
fasa B dan C memiliki tegangan yang sama dengan ground yaitu 0kV. Ini
disebabkan oleh gangguan dua fasa ke tanah. Sedangkan di fasa A terdapat nilai
tegangan, akan tetapi arus nya bernilai sama dengan nol karena arus pada fasa A
menuju ke fasa B dan C yang terjadi gangguan. Error terbesar untuk tegangan
adalah 0.224% dan untuk arus adalah 1.117%. Error yang terjadi kecil sehingga
data digunakan untuk analisa selanjutnya.
5.1.3 Hasil Analisis Hubung Singkat Tiga Fasa ke Tanah
Gangguan hubung singkat tiga fasa tidak muncul arus dan tegangan urutan
nol dan negatif. Gangguan hubung singkat ini tidak mengakibatkan
ketidakseimbangan pada sistem. Sehingga gangguan ini disebut gangguan simetri.
Sebagai contoh perhitungan, terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa ke
tanah pada bus 3. Impedansi thevenin pada bus 3 adalah 0,18323615 + j 1,6038479
Ω. Arus gangguan dihitung dengan menggunakan persamaan (4.16) sehingga
didapatkan arus hubung singkat tiga fasa ke tanah pada bus 3 adalah
7.15303247∠ − 83,482° 𝑘𝐴. Besar nilai tegangan pada bus 3 saat terjadi hubung
singkat tiga fasa ke tanah sama dengan nol.
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus
38
HS pada
Bus Fasa
Arus
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
1
A 7.217 7.22 0.001
B 7.217 7.22 0.001
C 7.217 7.22 0.001
2
A 7.158 7.16 0.004
B 7.158 7.16 0.004
C 7.158 7.16 0.004
3
A 7.153 7.15 0.000
B 7.153 7.15 0.000
C 7.153 7.15 0.000
4
A 7.071 7.07 0.000
B 7.071 7.07 0.000
C 7.071 7.07 0.000
5
A 7.061 7.06 0.003
B 7.061 7.06 0.003
C 7.061 7.06 0.003
6
A 7.066 7.07 0.006
B 7.066 7.07 0.006
C 7.066 7.07 0.006
7
A 7.041 7.04 0.004
B 7.041 7.04 0.004
C 7.041 7.04 0.004
8
A 7.033 7.03 0.003
B 7.033 7.03 0.003
C 7.033 7.03 0.003
9
A 7.012 7.01 0.007
B 7.012 7.01 0.007
C 7.012 7.01 0.007
10
A 7.005 7.01 0.001
B 7.005 7.01 0.001
C 7.005 7.01 0.001
11
A 6.995 7.00 0.003
B 6.995 7.00 0.003
C 6.995 7.00 0.003
12
A 6.988 6.99 0.000
B 6.988 6.99 0.000
C 6.988 6.99 0.000
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
Fasa Arus
39
HS pada
Bus
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
13
A 6.960 6.96 0.001
B 6.960 6.96 0.001
C 6.960 6.96 0.001
14
A 6.933 6.93 0.004
B 6.933 6.93 0.004
C 6.933 6.93 0.004
15
A 6.824 6.82 0.003
B 6.824 6.82 0.003
C 6.824 6.82 0.003
16
A 6.802 6.80 0.007
B 6.802 6.80 0.007
C 6.802 6.80 0.007
17
A 6.727 6.73 0.000
B 6.727 6.73 0.000
C 6.727 6.73 0.000
18
A 6.715 6.72 0.004
B 6.715 6.72 0.004
C 6.715 6.72 0.004
19
A 6.703 6.70 0.003
B 6.703 6.70 0.003
C 6.703 6.70 0.003
20
A 6.494 6.49 0.003
B 6.494 6.49 0.003
C 6.494 6.49 0.003
21
A 6.327 6.33 0.002
B 6.327 6.33 0.002
C 6.327 6.33 0.002
22
A 6.312 6.31 0.003
B 6.312 6.31 0.003
C 6.312 6.31 0.003
23
A 6.166 6.17 0.008
B 6.166 6.17 0.008
C 6.166 6.17 0.008
24
A 6.143 6.14 0.008
B 6.143 6.14 0.008
C 6.143 6.14 0.008
25
A 6.132 6.13 0.005
B 6.132 6.13 0.005
C 6.132 6.13 0.005
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
Fasa Arus
40
HS pada
Bus
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
26
A 6.090 6.09 0.002
B 6.090 6.09 0.002
C 6.090 6.09 0.002
27
A 6.081 6.08 0.000
B 6.081 6.08 0.000
C 6.081 6.08 0.000
28
A 6.067 6.07 0.000
B 6.067 6.07 0.000
C 6.067 6.07 0.000
29
A 6.819 6.82 0.017
B 6.819 6.82 0.017
C 6.819 6.82 0.017
30
A 6.695 6.70 0.082
B 6.695 6.70 0.082
C 6.695 6.70 0.082
31
A 6.647 6.66 0.193
B 6.647 6.66 0.193
C 6.647 6.66 0.193
32
A 6.700 6.71 0.153
B 6.700 6.71 0.153
C 6.700 6.71 0.153
33
A 6.669 6.68 0.158
B 6.669 6.68 0.158
C 6.669 6.68 0.158
34
A 6.587 6.60 0.198
B 6.587 6.60 0.198
C 6.587 6.60 0.198
35
A 6.583 6.59 0.101
B 6.583 6.59 0.101
C 6.583 6.59 0.101
36
A 6.586 6.60 0.210
B 6.586 6.60 0.210
C 6.586 6.60 0.210
37
A 6.574 6.58 0.093
B 6.574 6.58 0.093
C 6.574 6.58 0.093
38
A 6.574 6.58 0.091
B 6.574 6.58 0.091
C 6.574 6.58 0.091
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
Fasa Arus
41
HS pada
Bus
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
39
A 6.526 6.54 0.218
B 6.526 6.54 0.218
C 6.526 6.54 0.218
40
A 6.485 6.50 0.225
B 6.485 6.50 0.225
C 6.485 6.50 0.225
41
A 6.478 6.49 0.183
B 6.478 6.49 0.183
C 6.478 6.49 0.183
42
A 6.453 6.46 0.111
B 6.453 6.46 0.111
C 6.453 6.46 0.111
43
A 6.435 6.45 0.229
B 6.435 6.45 0.229
C 6.435 6.45 0.229
44
A 6.375 6.39 0.235
B 6.375 6.39 0.235
C 6.375 6.39 0.235
45
A 6.353 6.37 0.260
B 6.353 6.37 0.260
C 6.353 6.37 0.260
46
A 6.333 6.35 0.272
B 6.333 6.35 0.272
C 6.333 6.35 0.272
47
A 6.294 6.31 0.248
B 6.294 6.31 0.248
C 6.294 6.31 0.248
48
A 6.271 6.29 0.295
B 6.271 6.29 0.295
C 6.271 6.29 0.295
49
A 6.268 6.28 0.190
B 6.268 6.28 0.190
C 6.268 6.28 0.190
50
A 6.240 6.26 0.315
B 6.240 6.26 0.315
C 6.240 6.26 0.315
51
A 6.272 6.29 0.284
B 6.272 6.29 0.284
C 6.272 6.29 0.284
Tabel 5.3 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Tiga Fasa
Ke Tanah Pada Setiap Bus (Lanjutan)
Fasa Arus
42
HS pada
Bus
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
52
A 6.253 6.27 0.267
B 6.253 6.27 0.267
C 6.253 6.27 0.267
53
A 6.197 6.21 0.212
B 6.197 6.21 0.212
C 6.197 6.21 0.212
54
A 6.167 6.18 0.218
B 6.167 6.18 0.218
C 6.167 6.18 0.218
55
A 6.147 6.20 0.847
B 6.147 6.20 0.847
C 6.147 6.20 0.847
56
A 6.115 6.16 0.731
B 6.115 6.16 0.731
C 6.115 6.16 0.731
57
A 6.101 6.15 0.792
B 6.101 6.15 0.792
C 6.101 6.15 0.792
58
A 6.073 6.13 0.922
B 6.073 6.13 0.922
C 6.073 6.13 0.922
59
A 6.051 6.10 0.811
B 6.051 6.10 0.811
C 6.051 6.10 0.811
Ketika terjadi hubung singkat 3 fasa ke tanah nilai tegangan nol di setiap
fasanya. Berdasarkan tabel 5.3 arus semua fasa bernilai sama karena tidak
munculnya arus urutan negatif dan nol, sehingga gangguan tiga fasa ke tanah dapat
juga disebut sebagai gangguan simetri. Nilai error terbesar pada tabel adalah
0.922%. Hasil metode hubung singkat ini dapat digunakan untuk analisis
selanjutnya.
5.1.4 Hasil Analisis Hubung Singkat Antar Fasa
Analisis hubung singkat antar fasa dilakukan dengan melakukan
perhitungan arus urutan lebih dahulu. Gangguan hubung singkat antar fasa
memunculkan arus dan tegangan urutan positif dan urutan negatif. Urutan nol tidak
muncul pada gangguan ini, karena tidak ada hubungan ke tanah secara langsung.
43
Sebagai contoh analisis, terjadi gangguan hubung singkat antar fasa B dan
C pada bus 3. Untuk mencari nilai arus urutan positif, digunakan persamaan (4.20),
didapatkan arus urutan positif sebesar 3,57652 kA. Setelah mendapatkan nilai arus
urutan positif, maka nilai arus urutan negatif sama besar dengan urutan positif tetapi
berbeda sudut fasa sebesar 180°. Nilai tegangan urutan positif dan negatif dihitung
menggunakan persamaan (4.3), dan didapatkan hasil tegangan urutan positif
sebesar 5,77350 kV.Nilai tegangan urutan negatif sama besarnya dengan tegangan
urutan positif.
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
1
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.250 6.25 0.003
C 5.773 5.77 0.052 6.250 6.25 0.003
2
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.199 6.20 0.002
C 5.773 5.77 0.052 6.199 6.20 0.002
3
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.195 6.20 0.008
C 5.773 5.77 0.052 6.195 6.20 0.008
4
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.124 6.12 0.008
C 5.773 5.77 0.052 6.124 6.12 0.008
5
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.115 6.12 0.000
C 5.773 5.77 0.052 6.115 6.12 0.000
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
6 A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
44
B 5.773 5.77 0.052 6.119 6.12 0.003
C 5.773 5.77 0.052 6.119 6.12 0.003
7
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.097 6.10 0.003
C 5.773 5.77 0.052 6.097 6.10 0.003
8
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.090 6.09 0.010
C 5.773 5.77 0.052 6.090 6.09 0.010
9
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.072 6.07 0.000
C 5.773 5.77 0.052 6.072 6.07 0.000
10
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.066 6.07 0.010
C 5.773 5.77 0.052 6.066 6.07 0.010
11
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.058 6.06 0.003
C 5.773 5.77 0.052 6.058 6.06 0.003
12
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.052 6.05 0.007
C 5.773 5.77 0.052 6.052 6.05 0.007
13
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.028 6.03 0.008
C 5.773 5.77 0.052 6.028 6.03 0.008
14
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 6.004 6.00 0.005
C 5.773 5.77 0.052 6.004 6.00 0.005
15
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.909 5.91 0.010
C 5.773 5.77 0.052 5.909 5.91 0.010
16
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.890 5.89 0.002
C 5.773 5.77 0.052 5.890 5.89 0.002
17
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.826 5.83 0.007
C 5.773 5.77 0.052 5.826 5.83 0.007
18
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.815 5.82 0.000
C 5.773 5.77 0.052 5.815 5.82 0.000
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
19 A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
45
B 5.773 5.77 0.052 5.805 5.81 0.007
C 5.773 5.77 0.052 5.805 5.81 0.007
20
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.624 5.62 0.000
C 5.773 5.77 0.052 5.624 5.62 0.000
21
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.479 5.48 0.002
C 5.773 5.77 0.052 5.479 5.48 0.002
22
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.466 5.47 0.000
C 5.773 5.77 0.052 5.466 5.47 0.000
23
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.339 5.34 0.006
C 5.773 5.77 0.052 5.339 5.34 0.006
24
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.319 5.32 0.011
C 5.773 5.77 0.052 5.319 5.32 0.011
25
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.310 5.31 0.000
C 5.773 5.77 0.052 5.310 5.31 0.000
26
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.274 5.27 0.002
C 5.773 5.77 0.052 5.274 5.27 0.002
27
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.266 5.27 0.004
C 5.773 5.77 0.052 5.266 5.27 0.004
28
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.052 5.254 5.25 0.000
C 5.773 5.77 0.052 5.254 5.25 0.000
29
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.905 5.91 0.082
C 5.773 5.77 0.056 5.905 5.91 0.082
30
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.797 5.80 0.044
C 5.773 5.77 0.056 5.797 5.80 0.044
31
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.756 5.76 0.062
C 5.773 5.77 0.056 5.756 5.76 0.062
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
32 A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
46
B 5.773 5.77 0.056 5.802 5.81 0.138
C 5.773 5.77 0.056 5.802 5.81 0.138
33
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.776 5.78 0.073
C 5.773 5.77 0.056 5.776 5.78 0.073
34
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.704 5.71 0.100
C 5.773 5.77 0.056 5.704 5.71 0.100
35
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.701 5.71 0.154
C 5.773 5.77 0.056 5.701 5.71 0.154
36
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.704 5.71 0.113
C 5.773 5.77 0.056 5.704 5.71 0.113
37
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.693 5.70 0.123
C 5.773 5.77 0.056 5.693 5.70 0.123
38
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.693 5.70 0.121
C 5.773 5.77 0.056 5.693 5.70 0.121
39
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.651 5.66 0.154
C 5.773 5.77 0.056 5.651 5.66 0.154
40
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.616 5.63 0.243
C 5.773 5.77 0.056 5.616 5.63 0.243
41
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.610 5.62 0.177
C 5.773 5.77 0.056 5.610 5.62 0.177
42
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.588 5.60 0.211
C 5.773 5.77 0.056 5.588 5.60 0.211
43
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.573 5.58 0.127
C 5.773 5.77 0.056 5.573 5.58 0.127
44
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.521 5.53 0.168
C 5.773 5.77 0.056 5.521 5.53 0.168
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
45 A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
47
B 5.773 5.77 0.056 5.502 5.51 0.144
C 5.773 5.77 0.056 5.502 5.51 0.144
46
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.484 5.50 0.288
C 5.773 5.77 0.056 5.484 5.50 0.288
47
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.451 5.46 0.166
C 5.773 5.77 0.056 5.451 5.46 0.166
48
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.431 5.45 0.347
C 5.773 5.77 0.056 5.431 5.45 0.347
49
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.428 5.44 0.218
C 5.773 5.77 0.056 5.428 5.44 0.218
50
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.404 5.42 0.294
C 5.773 5.77 0.056 5.404 5.42 0.294
51
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.432 5.45 0.336
C 5.773 5.77 0.056 5.432 5.45 0.336
52
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.415 5.43 0.270
C 5.773 5.77 0.056 5.415 5.43 0.270
53
A 11.547 11.50 0.409 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.366 5.38 0.251
C 5.773 5.77 0.056 5.366 5.38 0.251
54
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.340 5.36 0.369
C 5.773 5.77 0.056 5.340 5.36 0.369
55
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.324 5.37 0.862
C 5.773 5.77 0.056 5.324 5.37 0.862
56
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.296 5.34 0.832
C 5.773 5.77 0.056 5.296 5.34 0.832
57
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.284 5.33 0.869
C 5.773 5.77 0.056 5.284 5.33 0.869
Tabel 5.4 Hasil Tegangan dan Arus Fasa Saat Terjadi Hubung Singkat Antar Fasa
Pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS pada
Bus Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
ETAP
(kV)
Error
(%)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
ETAP
(kA)
Error
(%)
58 A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
48
B 5.773 5.77 0.056 5.260 5.31 0.948
C 5.773 5.77 0.056 5.260 5.31 0.948
59
A 11.547 11.55 0.026 0.000 0.00 0.000
B 5.773 5.77 0.056 5.240 5.29 0.949
C 5.773 5.77 0.056 5.240 5.29 0.949
Pada tabel 5.4 dapat dilihat bahwa nilai tegangan pada fasa yang tidak terjadi
gangguan (fasa A) bernilai 11,547kV dan memiliki error sebesar 0.056%. Tegangan
pada fasa yang terjadi gangguan bernilai 5.773kV. Gangguan yang terjadi
merupakan gangguan antar fasa sehingga tidak ada fasa yang terhubung ke tanah
secara langsung. Error terbesar metode hubung singkat diatas adalah
0.949%,sehingga dapat digunakan untuk analisis lebih lanjut.
5.2 Pembentukan Database Tegangan GI
Hubung singkat yang terjadi pada sistem akan mempengaruhi tegangan
pada titik pengukuran. Hubung singkat ini mengakibatkan munculnya voltage sag.
Alat ukur diletakkan hanya pada bus pengukuran yaitu bus grid/ di gardu
induk.Analisis voltage sag semua jenis gangguan yang terjadi pada setiap bus
dilakukan untuk mendapatkan nilai tegangan dan arus pada titik pengukuran. Nilai
tegangan dan arus pada titik pengukuran tersebut akan dibentuk sebagai Database
yang digunakan untuk melakukan penentuan lokasi gangguan.
Perhitungan dilakukan untuk setiap bus dan setiap jenis gangguan yang
terjadi. Berdasarkan jenis gangguan tersebut akan membentuk suatu kumpulan nilai
tegangan dan arus fasa pada gardu induk. Kumpulan nilai tegangan dan arus fasa
yang dibentuk menjadi sebuah database akan digunakan untuk langkah selanjut,
yaitu menentukan lokasi gangguan hubung singkat.
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
49
1
A 0 7,217
11
A 0,806 6,899
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
2
A 0,221 7,132
12
A 0,831 6,888
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
3
A 0,241 7,124
13
A 0,927 6,849
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
4
A 0,540 7,006
14
A 1,020 6,811
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
5
A 0,575 6,992
15
A 1,378 6,660
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
6
A 0,559 6,999
16
A 1,449 6,629
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
7
A 0,648 6,963
17
A 1,683 6,527
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
8
A 0,675 6,952
18
A 1,721 6,511
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
9
A 0,750 6,922
19
A 1,758 6,495
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
10
A 0,772 6,913
20
A 2,372 6,217
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
21 A 2,833 6,000 31 A 1,927 6,420
50
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
22
A 2,873 5,981
32
A 1,767 6,490
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
23
A 3,252 5,796
33
A 1,859 6,450
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
24
A 3,310 5,767
34
A 2,105 6,339
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
25
A 3,337 5,754
35
A 2,116 6,334
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
26
A 3,441 5,702
36
A 2,108 6,338
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
27
A 3,463 5,691
37
A 2,143 6,322
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
28
A 3,498 5,673
38
A 2,143 6,322
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
29
A 1,394 6,653
39
A 2,282 6,258
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
30
A 1,783 6,483
40
A 2,397 6,205
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
41 A 2,833 6,000
51 A 2,977 5,930
B 11,547 0 B 11,547 0
51
C 11,547 0 C 11,547 0
42
A 2,873 5,981
52
A 3,027 5,906
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
43
A 2,538 6,140
53
A 3,172 5,835
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
44
A 2,703 6,062
54
A 3,250 5,797
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
45
A 2,761 6,034
55
A 3,298 5,773
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
46
A 2,817 6,007
56
A 3,379 5,733
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
47
A 2,919 5,958
57
A 3,413 5,716
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
48
A 2,979 5,929
58
A 3,482 5,681
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
49
A 2,988 5,925
59
A 3,538 5,653
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
50
A 3,061 5,890
60
A 0,558 6,999
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
61
A 3,719 5,561
71
A 3,660 5,591
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
52
62
A 2,419 6,195
72
A 3,706 5,567
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
63
A 2,583 6,119
73
A 3,879 5,478
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
64
A 2,665 6,080
74
A 3,625 5,609
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
65
A 2,583 6,118
75
A 3,682 5,580
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
66
A 2,915 5,961
76
A 3,719 5,561
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
67
A 2,986 5,926
77
A 3,838 5,500
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
68
A 2,996 5,921
78
A 3,739 5,551
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
69
A 3,375 5,735
79
A 3,903 5,466
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
70
A 3,597 5,623
80
A 3,841 5,498
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
81
A 3,933 5,451
91
A 4,845 4,961
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
82 A 4,028 5,401 92 A 5,155 4,786
53
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
83
A 4,299 5,258
93
A 5,192 4,765
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
84
A 4,338 5,237
94
A 5,243 4,736
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
85
A 4,359 5,226
95
A 5,346 4,677
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
86
A 4,475 5,163
96
A 5,468 4,606
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
87
A 4,522 5,138
97
A 5,574 4,544
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
88
A 4,525 5,136
98
A 5,592 4,533
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
89
A 4,678 5,053
99
A 5,608 4,524
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
90
A 4,784 4,994
100
A 5,625 4,514
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
Tabel 5.5 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Satu Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
101
A 6,594 3,923
104
A 6,727 3,839
B 11,547 0 B 11,547 0
C 11,547 0 C 11,547 0
102 A 6,623 3,905
105 A 6,738 3,831
B 11,547 0 B 11,547 0
54
C 11,547 0 C 11,547 0
103
A 6,660 3,881
B 11,547 0
C 11,547 0
Tabel 5.5 adalah hasil pembentukan database tegangan dan arus fasa gardu
induk untuk hubung singkat satu fasa. Voltage sag paling rendah terjadi pada fasa
A, yang merupakan fasa yang terjadi gangguan. Dapat dilihat dari tabel 5.5 semakin
jauh letak gangguan yang terjadi dari titik pengukuran, nilai kedip tegangan yang
terjadi akan semakin kecil.
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
1
A 11,547 0
4
A 11,547 0
B 0 7,217 B 0,536 7,071
C 0 7,217 C 0,450 7,007
2
A 11,547 0
5
A 11,547 0
B 0,219 7,159 B 0,571 7,061
C 0,185 7,131 C 0,479 6,993
3
A 11,547 0
6
A 11,547 0
B 0,238 7,153 B 0,555 7,065
C 0,201 7,124 C 0,466 7,000
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
7
A 11,547 0
18
A 11,547 0
B 0,644 7,040 B 1,727 6,697
C 0,540 6,965 C 1,427 6,537
8 A 11,547 0
19 A 11,547 0
B 0,671 7,032 B 1,765 6,684
55
C 0,563 6,954 C 1,457 6,522
9
A 11,547 0
20
A 11,547 0
B 0,746 7,010 B 2,394 6,459
C 0,624 6,925 C 1,965 6,270
10
A 11,547 0
21
A 11,547 0
B 0,768 7,003 B 2,868 6,276
C 0,643 6,916 C 2,348 6,076
11
A 11,547 0
22
A 11,547 0
B 0,803 6,993 B 2,910 6,260
C 0,671 6,902 C 2,381 6,059
12
A 11,547 0
23
A 11,547 0
B 0,828 6,985 B 3,303 6,099
C 0,692 6,893 C 2,699 5,895
13
A 11,547 0
24
A 11,547 0
B 0,924 6,956 B 3,363 6,074
C 0,771 6,855 C 2,748 5,870
14
A 11,547 0
25
A 11,547 0
B 1,017 6,928 B 3,391 6,062
C 0,848 6,818 C 2,771 5,858
15
A 11,547 0
26
A 11,547 0
B 1,379 6,813 B 3,499 6,016
C 1,144 6,675 C 2,859 5,812
16
A 11,547 0
27
A 11,547 0
B 1,451 6,790 B 3,522 6,007
C 1,203 6,647 C 2,877 5,803
17
A 11,547 0
28
A 11,547 0
B 1,689 6,710 B 3,558 5,991
C 1,396 6,552 C 2,906 5,787
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
29
A 11,547 0
40
A 11,547 0
B 1,395 6,808 B 2,419 6,449
C 1,157 6,669 C 1,986 6,259
30 A 11,547 0
41 A 11,547 0
B 1,791 6,675 B 2,441 6,441
56
C 1,478 6,512 C 2,003 6,251
31
A 11,547 0
42
A 11,547 0
B 1,937 6,624 B 2,513 6,414
C 1,596 6,453 C 2,061 6,221
32
A 11,547 0
43
A 11,547 0
B 1,774 6,681 B 2,564 6,394
C 1,465 6,518 C 2,102 6,200
33
A 11,547 0
44
A 11,547 0
B 1,868 6,648 B 2,734 6,329
C 1,541 6,481 C 2,240 6,131
34
A 11,547 0
45
A 11,547 0
B 2,120 6,559 B 2,795 6,305
C 1,744 6,380 C 2,288 6,106
35
A 11,547 0
46
A 11,547 0
B 2,130 6,555 B 2,852 6,282
C 1,753 6,376 C 2,335 6,082
36
A 11,547 0
47
A 11,547 0
B 2,122 6,558 B 2,958 6,240
C 1,746 6,379 C 2,420 6,039
37
A 11,547 0
48
A 11,547 0
B 2,159 6,545 B 3,020 6,215
C 1,775 6,364 C 2,470 6,013
38
A 11,547 0
49
A 11,547 0
B 2,158 6,545 B 3,029 6,212
C 1,775 6,365 C 2,478 6,009
39
A 11,547 0
50
A 11,547 0
B 2,301 6,493 B 3,104 6,181
C 1,891 6,307 C 2,538 5,978
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
51
A 11,547 0
62
A 11,547 0
B 3,018 6,216 B 2,442 6,440
C 2,469 6,014 C 2,004 6,250
52 A 11,547 0
63 A 11,547 0
B 3,069 6,195 B 2,610 6,377
57
C 2,510 5,993 C 2,140 6,181
53
A 11,547 0
64
A 11,547 0
B 3,220 6,134 B 2,695 6,344
C 2,632 5,930 C 2,208 6,147
54
A 11,547 0
65
A 11,547 0
B 3,300 6,100 B 2,611 6,376
C 2,697 5,896 C 2,140 6,181
55
A 11,547 0
66
A 11,547 0
B 3,350 6,079 B 2,953 6,242
C 2,737 5,875 C 2,416 6,041
56
A 11,547 0
67
A 11,547 0
B 3,435 6,044 B 3,027 6,213
C 2,806 5,840 C 2,476 6,010
57
A 11,547 0
68
A 11,547 0
B 3,470 6,029 B 3,037 6,208
C 2,835 5,825 C 2,484 6,006
58
A 11,547 0
69
A 11,547 0
B 3,541 5,998 B 3,431 6,046
C 2,893 5,795 C 2,803 5,841
59
A 11,547 0
70
A 11,547 0
B 3,600 5,973 B 3,662 5,946
C 2,940 5,770 C 2,991 5,743
60
A 11,547 0
71
A 11,547 0
B 0,554 7,065 B 3,727 5,918
C 0,466 7,000 C 3,044 5,715
61
A 11,547 0
72
A 11,547 0
B 3,789 5,891 B 3,776 5,896
C 3,095 5,689 C 3,084 5,694
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
73
A 11,547 0
84
A 11,547 0
B 3,956 5,816 B 4,436 5,594
C 3,232 5,617 C 3,628 5,405
74 A 11,547 0
85 A 11,547 0
B 3,690 5,934 B 4,458 5,584
58
C 3,014 5,731 C 3,647 5,395
75
A 11,547 0
86
A 11,547 0
B 3,750 5,908 B 4,580 5,525
C 3,063 5,705 C 3,748 5,340
76
A 11,547 0
87
A 11,547 0
B 3,788 5,891 B 4,630 5,501
C 3,094 5,689 C 3,790 5,318
77
A 11,547 0
88
A 11,547 0
B 3,913 5,836 B 4,633 5,500
C 3,196 5,635 C 3,792 5,317
78
A 11,547 0
89
A 11,547 0
B 3,810 5,881 B 4,793 5,421
C 3,112 5,680 C 3,927 5,244
79
A 11,547 0
90
A 11,547 0
B 3,981 5,805 B 4,904 5,366
C 3,252 5,606 C 4,021 5,192
80
A 11,547 0
91
A 11,547 0
B 3,916 5,834 B 4,968 5,334
C 3,198 5,634 C 4,075 5,163
81
A 11,547 0
92
A 11,547 0
B 4,012 5,791 B 5,296 5,166
C 3,278 5,592 C 4,354 5,009
82
A 11,547 0
93
A 11,547 0
B 4,112 5,745 B 5,334 5,146
C 3,360 5,549 C 4,387 4,990
83
A 11,547 0
94
A 11,547 0
B 4,395 5,614 B 5,387 5,118
C 3,594 5,424 C 4,433 4,965
Tabel 5.6 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Dua Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
95
A 11,547 0
101
A 11,547 0
B 5,496 5,061 B 6,811 4,306
C 4,528 4,912 C 5,712 4,231
96 A 11,547 0
102 A 11,547 0
B 5,625 4,992 B 6,842 4,287
59
C 4,640 4,849 C 5,740 4,214
97
A 11,547 0
103
A 11,547 0
B 5,737 4,931 B 6,881 4,262
C 4,738 4,794 C 5,778 4,192
98
A 11,547 0
104
A 11,547 0
B 5,756 4,920 B 6,951 4,219
C 4,755 4,785 C 5,843 4,153
99
A 11,547 0
105
A 11,547 0
B 5,772 4,911 B 6,964 4,211
C 4,769 4,776 C 5,855 4,146
100
A 11,547 0
B 5,790 4,901
C 4,785 4,768
Tabel 5.6 merupakan database dari hasil perhitungan tegangan dan arus fasa
gardu induk saat terjadi gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah. Kedip
tegangan terjadi pada fasa yang terkena gangguan (fasa B dan fasa C). Arus pada
fasa yang tidak terkena gangguan sama dengan nol, karena semua arus menuju titik
gangguan.
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
1
A 0,000 7,217
11
A 1,121 6,995
B 0,000 7,217 B 1,121 6,995
C 0,000 7,217 C 1,121 6,995
2 A 0,305 7,158 12 A 1,157 6,988
60
B 0,305 7,158 B 1,157 6,988
C 0,305 7,158 C 1,157 6,988
3
A 0,332 7,153
13
A 1,292 6,960
B 0,332 7,153 B 1,292 6,960
C 0,332 7,153 C 1,292 6,960
4
A 0,747 7,071
14
A 1,423 6,933
B 0,747 7,071 B 1,423 6,933
C 0,747 7,071 C 1,423 6,933
5
A 0,796 7,061
15
A 1,936 6,824
B 0,796 7,061 B 1,936 6,824
C 0,796 7,061 C 1,936 6,824
6
A 0,774 7,066
16
A 2,040 6,801
B 0,774 7,066 B 2,040 6,801
C 0,774 7,066 C 2,040 6,801
7
A 0,898 7,041
17
A 2,379 6,727
B 0,898 7,041 B 2,379 6,727
C 0,898 7,041 C 2,379 6,727
8
A 0,937 7,033
18
A 2,434 6,715
B 0,937 7,033 B 2,434 6,715
C 0,937 7,033 C 2,434 6,715
9
A 1,041 7,012
19
A 2,488 6,703
B 1,041 7,012 B 2,488 6,703
C 1,041 7,012 C 2,488 6,703
10
A 1,073 7,005
20
A 3,399 6,494
B 1,073 7,005 B 3,399 6,494
C 1,073 7,005 C 3,399 6,494
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus(Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
21
A 4,097 6,327
31
A 2,736 6,647
B 4,097 6,327 B 2,736 6,647
C 4,097 6,327 C 2,736 6,647
22 A 4,158 6,312 32 A 2,502 6,700
61
B 4,158 6,312 B 2,502 6,700
C 4,158 6,312 C 2,502 6,700
23
A 4,745 6,165
33
A 2,637 6,669
B 4,745 6,165 B 2,637 6,669
C 4,745 6,165 C 2,637 6,669
24
A 4,835 6,143
34
A 3,000 6,587
B 4,835 6,143 B 3,000 6,587
C 4,835 6,143 C 3,000 6,587
25
A 4,878 6,132
35
A 3,016 6,583
B 4,878 6,132 B 3,016 6,583
C 4,878 6,132 C 3,016 6,583
26
A 5,041 6,090
36
A 3,004 6,586
B 5,041 6,090 B 3,004 6,586
C 5,041 6,090 C 3,004 6,586
27
A 5,075 6,081
37
A 3,057 6,574
B 5,075 6,081 B 3,057 6,574
C 5,075 6,081 C 3,057 6,574
28
A 5,130 6,067
38
A 3,056 6,574
B 5,130 6,067 B 3,056 6,574
C 5,130 6,067 C 3,056 6,574
29
A 1,959 6,819
39
A 3,264 6,526
B 1,959 6,819 B 3,264 6,526
C 1,959 6,819 C 3,264 6,526
30
A 2,525 6,695
40
A 3,436 6,485
B 2,525 6,695 B 3,436 6,485
C 2,525 6,695 C 3,436 6,485
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
41
A 3,467 6,478
51
A 4,319 6,272
B 3,467 6,478 B 4,319 6,272
C 3,467 6,478 C 4,319 6,272
42 A 3,574 6,453 52 A 4,395 6,253
62
B 3,574 6,453 B 4,395 6,253
C 3,574 6,453 C 4,395 6,253
43
A 3,648 6,435
53
A 4,621 6,197
B 3,648 6,435 B 4,621 6,197
C 3,648 6,435 C 4,621 6,197
44
A 3,899 6,375
54
A 4,741 6,167
B 3,899 6,375 B 4,741 6,167
C 3,899 6,375 C 4,741 6,167
45
A 3,988 6,353
55
A 4,816 6,147
B 3,988 6,353 B 4,816 6,147
C 3,988 6,353 C 4,816 6,147
46
A 4,073 6,333
56
A 4,943 6,115
B 4,073 6,333 B 4,943 6,115
C 4,073 6,333 C 4,943 6,115
47
A 4,229 6,294
57
A 4,997 6,101
B 4,229 6,294 B 4,997 6,101
C 4,229 6,294 C 4,997 6,101
48
A 4,322 6,271
58
A 5,104 6,073
B 4,322 6,271 B 5,104 6,073
C 4,322 6,271 C 5,104 6,073
49
A 4,336 6,268
59
A 5,193 6,051
B 4,336 6,268 B 5,193 6,051
C 4,336 6,268 C 5,193 6,051
50
A 4,447 6,240
60
A 0,773 7,066
B 4,447 6,240 B 0,773 7,066
C 4,447 6,240 C 0,773 7,066
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
61
A 5,481 5,975
71
A 5,386 6,000
B 5,481 5,975 B 5,386 6,000
C 5,481 5,975 C 5,386 6,000
62 A 3,470 6,478 72 A 5,460 5,981
63
B 3,470 6,478 B 5,460 5,981
C 3,470 6,478 C 5,460 5,981
63
A 3,716 6,419
73
A 5,737 5,907
B 3,716 6,419 B 5,737 5,907
C 3,716 6,419 C 5,737 5,907
64
A 3,841 6,389
74
A 5,331 6,015
B 3,841 6,389 B 5,331 6,015
C 3,841 6,389 C 5,331 6,015
65
A 3,717 6,419
75
A 5,422 5,991
B 3,717 6,419 B 5,422 5,991
C 3,717 6,419 C 5,422 5,991
66
A 4,222 6,296
76
A 5,480 5,975
B 4,222 6,296 B 5,480 5,975
C 4,222 6,296 C 5,480 5,975
67
A 4,332 6,269
77
A 5,670 5,925
B 4,332 6,269 B 5,670 5,925
C 4,332 6,269 C 5,670 5,925
68
A 4,348 6,265
78
A 5,512 5,967
B 4,348 6,265 B 5,512 5,967
C 4,348 6,265 C 5,512 5,967
69
A 4,937 6,117
79
A 5,775 5,897
B 4,937 6,117 B 5,775 5,897
C 4,937 6,117 C 5,775 5,897
70
A 5,287 6,026
80
A 5,675 5,924
B 5,287 6,026 B 5,675 5,924
C 5,287 6,026 C 5,675 5,924
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
81
A 5,823 5,884
91
A 7,321 5,465
B 5,823 5,884 B 7,321 5,465
C 5,823 5,884 C 7,321 5,465
82 A 5,977 5,843 92 A 7,846 5,311
64
B 5,977 5,843 B 7,846 5,311
C 5,977 5,843 C 7,846 5,311
83
A 6,416 5,722
93
A 7,908 5,292
B 6,416 5,722 B 7,908 5,292
C 6,416 5,722 C 7,908 5,292
84
A 6,480 5,704
94
A 7,995 5,266
B 6,480 5,704 B 7,995 5,266
C 6,480 5,704 C 7,995 5,266
85
A 6,515 5,695
95
A 8,171 5,213
B 6,515 5,695 B 8,171 5,213
C 6,515 5,695 C 8,171 5,213
86
A 6,706 5,641
96
A 8,382 5,148
B 6,706 5,641 B 8,382 5,148
C 6,706 5,641 C 8,382 5,148
87
A 6,784 5,619
97
A 8,566 5,092
B 6,784 5,619 B 8,566 5,092
C 6,784 5,619 C 8,566 5,092
88
A 6,789 5,618
98
A 8,597 5,082
B 6,789 5,618 B 8,597 5,082
C 6,789 5,618 C 8,597 5,082
89
A 7,042 5,546
99
A 8,625 5,073
B 7,042 5,546 B 8,625 5,073
C 7,042 5,546 C 8,625 5,073
90
A 7,219 5,495
100
A 8,654 5,064
B 7,219 5,495 B 8,654 5,064
C 7,219 5,495 C 8,654 5,064
Tabel 5.7 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Tiga Fasa ke Tanah pada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
101
A 10,378 4,502
104
A 10,620 4,419
B 10,378 4,502 B 10,620 4,419
C 10,378 4,502 C 10,620 4,419
102 A 10,430 4,484 105 A 10,642 4,412
65
B 10,430 4,484 B 10,642 4,412
C 10,430 4,484 C 10,642 4,412
103
A 10,499 4,461
B 10,499 4,461
C 10,499 4,461
Tabel 5.7 adalah tabel hasil pembentukan database tegangan dan arus fasa
gardu induk saaat terjadi gangguan hubung singkat tiga fasa ke tanah. Kedip
tegangan dan arus fasa yang terjadi pada setiap fasa sama besar. Gangguan ini
merupakan gangguan simetri, dimana gangguan tersebut tidak menyebabkan
ketidakseimbangan pada sistem.
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
1
A 11,547 0
4
A 11,547 0
B 5,773 6,250 B 6,088 6,124
C 5,773 6,250 C 5,466 6,124
2
A 11,547 0
5
A 11,547 0
B 5,902 6,199 B 6,108 6,115
C 5,646 6,199 C 5,447 6,115
3
A 11,547 0
6
A 11,547 0
B 5,914 6,195 B 6,099 6,119
C 5,634 6,195 C 5,456 6,119
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
7
A 11,547 0
17
A 11,547 0
B 6,151 6,097 B 6,754 5,826
C 5,407 6,097 C 4,886 5,826
8 A 11,547 0 18 A 11,547 0
66
B 6,167 6,090 B 6,776 5,815
C 5,392 6,090 C 4,869 5,815
9
A 11,547 0
19
A 11,547 0
B 6,210 6,072 B 6,798 5,805
C 5,352 6,072 C 4,852 5,805
10
A 11,547 0
20
A 11,547 0
B 6,223 6,066 B 7,157 5,624
C 5,340 6,066 C 4,606 5,624
11
A 11,547 0
21
A 11,547 0
B 6,243 6,058 B 7,426 5,479
C 5,321 6,058 C 4,462 5,479
12
A 11,547 0
22
A 11,547 0
B 6,258 6,052 B 7,449 5,466
C 5,308 6,052 C 4,452 5,466
13
A 11,547 0
23
A 11,547 0
B 6,313 6,027 B 7,671 5,339
C 5,257 6,027 C 4,368 5,339
14
A 11,547 0
24
A 11,547 0
B 6,367 6,004 B 7,704 5,319
C 5,209 6,004 C 4,358 5,319
15
A 11,547 0
25
A 11,547 0
B 6,576 5,909 B 7,720 5,310
C 5,029 5,909 C 4,354 5,310
16
A 11,547 0
26
A 11,547 0
B 6,618 5,890 B 7,781 5,274
C 4,994 5,890 C 4,338 5,274
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
27
A 11,547 0
37
A 11,547 0
B 7,794 5,266 B 7,023 5,693
C 4,336 5,266 C 4,692 5,693
28 A 11,547 0 38 A 11,547 0
67
B 7,814 5,254 B 7,023 5,693
C 4,331 5,254 C 4,692 5,693
29
A 11,547 0
39
A 11,547 0
B 6,585 5,905 B 7,104 5,651
C 5,021 5,905 C 4,639 5,651
30
A 11,547 0
40
A 11,547 0
B 6,813 5,797 B 7,171 5,616
C 4,841 5,797 C 4,598 5,616
31
A 11,547 0
41
A 11,547 0
B 6,896 5,756 B 7,183 5,610
C 4,779 5,756 C 4,590 5,610
32
A 11,547 0
42
A 11,547 0
B 6,803 5,802 B 7,225 5,588
C 4,848 5,802 C 4,566 5,588
33
A 11,547 0
43
A 11,547 0
B 6,857 5,776 B 7,253 5,573
C 4,808 5,776 C 4,550 5,573
34
A 11,547 0
44
A 11,547 0
B 7,001 5,704 B 7,350 5,521
C 4,707 5,704 C 4,499 5,521
35
A 11,547 0
45
A 11,547 0
B 7,007 5,701 B 7,384 5,502
C 4,702 5,701 C 4,482 5,502
36
A 11,547 0
46
A 11,547 0
B 7,002 5,704 B 7,416 5,484
C 4,706 5,704 C 4,467 5,484
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
47
A 11,547 0
57
A 11,547 0
B 7,476 5,451 B 7,765 5,284
C 4,440 5,451 C 4,342 5,284
48 A 11,547 0 58 A 11,547 0
68
B 7,511 5,431 B 7,805 5,260
C 4,425 5,431 C 4,333 5,260
49
A 11,547 0
59
A 11,547 0
B 7,516 5,428 B 7,837 5,240
C 4,423 5,428 C 4,327 5,240
50
A 11,547 0
60
A 11,547 0
B 7,559 5,404 B 6,098 6,119
C 4,406 5,404 C 5,456 6,119
51
A 11,547 0
61
A 11,547 0
B 7,510 5,432 B 7,943 5,175
C 4,425 5,432 C 4,311 5,175
52
A 11,547 0
62
A 11,547 0
B 7,539 5,415 B 7,184 5,610
C 4,414 5,415 C 4,590 5,610
53
A 11,547 0
63
A 11,547 0
B 7,624 5,366 B 7,280 5,559
C 4,383 5,366 C 4,536 5,559
54
A 11,547 0
64
A 11,547 0
B 7,669 5,340 B 7,328 5,533
C 4,368 5,340 C 4,510 5,533
55
A 11,547 0
65
A 11,547 0
B 7,697 5,324 B 7,280 5,559
C 4,360 5,324 C 4,536 5,559
56
A 11,547 0
66
A 11,547 0
B 7,745 5,296 B 7,473 5,452
C 4,347 5,296 C 4,441 5,452
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
67
A 11,547 0
77
A 11,547 0
B 7,515 5,429 B 8,012 5,131
C 4,424 5,429 C 4,306 5,131
68 A 11,547 0 78 A 11,547 0
69
B 7,521 5,425 B 7,955 5,167
C 4,421 5,425 C 4,310 5,167
69
A 11,547 0
79
A 11,547 0
B 7,742 5,297 B 8,050 5,107
C 4,348 5,297 C 4,304 5,107
70
A 11,547 0
80
A 11,547 0
B 7,872 5,219 B 8,014 5,130
C 4,321 5,219 C 4,305 5,130
71
A 11,547 0
81
A 11,547 0
B 7,908 5,196 B 8,068 5,096
C 4,315 5,196 C 4,304 5,096
72
A 11,547 0
82
A 11,547 0
B 7,936 5,179 B 8,123 5,060
C 4,312 5,179 C 4,305 5,060
73
A 11,547 0
83
A 11,547 0
B 8,036 5,116 B 8,281 4,955
C 4,305 5,116 C 4,321 4,955
74
A 11,547 0
84
A 11,547 0
B 7,888 5,209 B 8,304 4,940
C 4,318 5,209 C 4,325 4,940
75
A 11,547 0
85
A 11,547 0
B 7,922 5,188 B 8,316 4,932
C 4,314 5,188 C 4,328 4,932
76
A 11,547 0
86
A 11,547 0
B 7,943 5,175 B 8,383 4,885
C 4,311 5,175 C 4,343 4,885
Tabel 5.8 Database Tegangan dan Arus Fasa Gardu Induk Saat Terjadi Hubung
Singkat Antar Fasapada Setiap Bus (Lanjutan)
HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus HS
pada
Bus
Fasa
Tegangan Arus
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
Hasil
Metode
(kV)
Hasil
Metode
(kA)
87
A 11,547 0
97
A 11,547 0
B 8,411 4,866 B 9,017 4,409
C 4,351 4,866 C 4,694 4,409
88 A 11,547 0 98 A 11,547 0
70
B 8,412 4,865 B 9,028 4,401
C 4,351 4,865 C 4,703 4,401
89
A 11,547 0
99
A 11,547 0
B 8,501 4,803 B 9,037 4,393
C 4,380 4,803 C 4,711 4,393
90
A 11,547 0
100
A 11,547 0
B 8,562 4,759 B 9,046 4,385
C 4,405 4,759 C 4,719 4,385
91
A 11,547 0
101
A 11,547 0
B 8,597 4,733 B 9,592 3,899
C 4,420 4,733 C 5,339 3,899
92
A 11,547 0
102
A 11,547 0
B 8,777 4,599 B 9,608 3,883
C 4,517 4,599 C 5,361 3,883
93
A 11,547 0
103
A 11,547 0
B 8,798 4,583 B 9,629 3,863
C 4,530 4,583 C 5,391 3,863
94
A 11,547 0
104
A 11,547 0
B 8,827 4,560 B 9,665 3,827
C 4,550 4,560 C 5,444 3,827
95
A 11,547 0
105
A 11,547 0
B 8,886 4,514 B 9,672 3,820
C 4,591 4,514 C 5,453 3,820
96
A 11,547 0
B 8,956 4,458
C 4,644 4,458
Tabel 5.8 merupakan database tegangan dan arus fasa gardu induk saat
terjadi gangguan hubung singkat antar fasa. Kedip tegangan terjadi pada fasa yang
terjadi gangguan yaitu fasa B dan C.Nilai arus pada fasa A bernilai sama dengan
nol, hal ini dikarenakan semua arus menuju ke titik yang terganggu.
Setelah didapatkan database tegangan dan arus fasa gardu induk saat terjadi
gangguan hubung singkat serta tegangan dan arus pengukuran dilakukan clustering
dengan menggunakan K-Means Clustering. Jumlah cluster yang digunakan di
topologi jaringan sistem distribusi tenaga listrik pada penelitian ini adalah 8 cluster.
Gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah di kategorikan ke cluster 1 dan 2,
71
gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah dikategorikan ke cluster 3 dan 4,
gangguan hubung singkat tiga fasa ke tanah dikategorikan ke cluster 5 dan 6 dan
gangguan hubung singkat fasa ke fasa dikategorikan ke cluster 7 dan 8.
5.3 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan
Metode penentuan jarak lokasi gangguan ini dengan menggunakan data
pencocokan voltage sag dan arus fasa Database dengan data tegangan dan arus
terukur pada GI. Simulasi penentuan jarak lokasi gangguan pada penelitian ini
dilakukan dengan beberapa kasus. Berikut ini adalah kasus yang dilakukan
pengujian :
a. Kasus 1 merupakan hubung singkat satu fasa ke tanah. Penentuan jarak
lokasi gangguan hubung singkat berada pada bus 2-4, 19-20, 45-49 dan
69-70.
b. Kasus 2 merupakan hubung singkat dua fasa ke tanah. Penentuan lokasi
gangguan hubung singkat berada pada bus 14-15, bus 19-20, bus 41-43
dan bus 101-102.
c. Kasus 3 merupakan hubung singkat tiga fasa ke tanah. Penentuan lokasi
gangguan hubung singkat berada pada bus 14-15, bus 20-21, bus 33-34
dan bus 86-87.
d. Kasus 4 merupakan hubung singkat antar fasa. Penentuan lokasi
gangguan hubung singkat berada pada bus 13-14, bus 24-26, bus 29-32
dan bus 101-102.
K-means Clustering pada penelitian ini digunakan untuk
mengklasifikasikan gangguan yang terjadi. Jumlah cluster yang digunakan adalah
8 cluster. Cluster 1 dan 2 mengindikasikan gangguan hubung singkat satu fasa ke
tanah, cluster 3 dan 4 mengindikasikan gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah,
cluster 5 dan 6 mengindikasikan gangguan hubung singkat tiga fasa ke tanah
sedangkan cluster 7 dan 8 mengindikasikan gangguan hubung singkat fasa ke
fasa.Nilai centroid awal ditentukan dengan melihat nilai voltage sag pada titik
pengukuran di gardu induk, seperti pada tabel 5.9
Tabel 5.9 Nilai Cluster dan Centroid
72
Cluster 𝑎 𝑏 𝑐
1 3.624 11.546 11.546
2 5.624 11.546 11.546
3 11.547 3.690 3.014
4 11.547 5.790 4.784
5 5.330 5.330 5.330
6 8.654 8.654 8.654
7 11.547 7.888 4.318
8 11.547 9.046 4.719
Setelah menentukan jumlah cluster dan nilai centroid kemudian menghitung
jarak tiap objek data (voltage sag) terhadap centroid yang telah ditentukan dengan
menggunakan rumus 4.21. Voltage sag dikelompokkan ke dalam salah satu cluster
dengan membandingkan jarak yang paling dekat dengan centroid. Kemudian nilai
centroid tiap cluster diperbarui dengan menghitung nilai rata-rata pada setiap
cluster. Iterasi akan berhenti apabila centroid baru tidak berubah dari centroid
sebelumnya.
5.3.1 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 1
Perhitungan database tegangan dan arus fasa pada gardu induk telah
dilakukan pada subbab 5.2. Pada kasus hubung singkat satu fasa ke tanah, database
yang digunakan adalah database pada tabel 5.5. Data ini didapat dengan melakukan
simulasi hubung singkat pada suatu titik diantara bus yang telah ditentukan ( bus 2-
4, 19-20, 45-49 dan 69-70)
Sebagai contoh perhitungan jarak lokasi gangguan kasus ini dilakukan
simulasi hubung singkat pada daerah antara bus 2-4 dengan jarak 45 meter dari bus
2. Berikut ini adalah langkah-langkah penentuan jarak lokasi gangguan :
a) Hasil dari simulasi didapatkann tegangan gardu induk sebesar
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
=0,34 kV, dan arus sebesar 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= 7,08 kA.
b) Membandingkan dengan database tegangan dan arus yang terbentuk, nilai
pengukuran berada diantara bus 2-4
73
c) Nilai tegangan dan arus fasa yang terbentuk pada database tersebut adalah
𝑉2(𝑑𝑏)
=0,221 kV, 𝑉4(𝑑𝑏)
=0,539 kV, 𝐼2(𝑑𝑏)
=7,132 kA,, 𝐼4(𝑑𝑏)
=7,006 kA.
d) Kemudian dilakukan pencarian urutan kedip tegangan antara kemungkinan
daerah yang terjadi gangguan. Apabila ada beberapa kemungkinan maka
diurutkan nilai 𝑑𝑘yang paling kecil dengan menggunakan persamaan 2.2.
Untuk ilustrasi pembentukan urutan kedip tegangan akan dijelaskan pada
gambar 5.1.
Gambar 5.1Konsep Pendekatan Urutan Kedip Tegangan
e) Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dicari dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4.
Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
yang didapatkan sebesar 0,324538 dan 7,084533.
Sehingga didapatkan nilai 𝑑𝑘 (2−4) sebesar 0,016762.
f) Setelah perhitungan nilai 𝑑𝑘 ,perhitungan nilai df dan 𝑙𝑝−𝑞didapat dari
persamaan 2.6 dan 2.7. Jarak lokasi gangguan didapatkan sebesar 40,949.
g) Kemudian menentukan zona untuk gangguan dengan menggunakan k-
means clustering.
Tabel 5.10 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa ke
Tanah
BusU
ji
Jarak
Aktual
(meter)
Prediksi
Bus Urutan 𝑑𝑘
Jarak
Metode
(meter)
Cluster Error
(%)
2-4 45 2-4 1 0,016762 40,949 1 0,246
𝑑𝑘(2−4)
Mag
nit
ud
o a
rus,
I (
p.u
.)
Magnitudo tegangan, V (p.u.)
2
4
𝐼4(𝑑𝑏)
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
𝐼2(𝑑𝑏)
𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
𝑉4(𝑑𝑏)
𝑉2(𝑑𝑏)
74
19-20 150 19-20 1 0,062827 128,66 1 1,296
45-49 20 43-44 1 0,007043 17,22 1 0,166
69-70 70 69-70 1 0,025587 59,91 1 0,214
Dapat dilihat pada tabel 5.10, hasil penentuan lokasi gangguan menunjukan
akurasi yang tinggi dengan rata-rata error sebesar 0,480%. Semakin besar 𝑑𝑘 ,
semakin besar pula nilai error yang dihasilkan. Hasil uji pada kasus ini, menunjukan
urutan kedip tegangan yang terjadi hanya memiliki satu urutan saja. Cluster pada
tabel 5.10 menunjukan area gangguan pada cluster 1 dan tipe yang terjadi gangguan
adalah hubung singkat satu fasa
5.3.2 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 2
Perhitungan database tegangan dan arus fasa pada gardu induk telah
dilakukan pada subbab 5.2. Pada kasus hubung singkat dua fasa ke tanah, database
yang digunakan adalah database pada tabel 5.6 . Data ini didapat dengan melakukan
simulasi hubung singkat pada suatu titik diantara bus yang telah ditentukan ( bus
14-15, bus 20-21, bus 33-34 dan bus 86-87)
Sebagai contoh perhitungan jarak lokasi gangguan kasus ini dilakukan
simulasi hubung singkat pada daerah antara bus 14-15 dengan jarak 50 meter dari
bus 14. Berikut ini adalah langkah-langkah penentuan jarak lokasi gangguan :
a) Hasil dari simulasi didapatkann tegangan gardu induk sebesar
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
=1,136 kV, dan arus sebesar 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= 6,89 kA.
b) Membandingkan dengan database tegangan dan arus yang terbentuk, nilai
pengukuran berada diantara bus 14-15
c) Nilai tegangan dan arus fasa yang terbentuk pada database tersebut adalah
𝑉14(𝑑𝑏)
=1,016 kV, 𝑉15(𝑑𝑏)
=1,379 kV, 𝐼14(𝑑𝑏)
=6,927 kA,, 𝐼15(𝑑𝑏)
=6,813 kA.
d) Kemudian dilakukan pencarian urutan kedip tegangan antara kemungkinan
daerah yang terjadi gangguan. Apabila ada beberapa kemungkinan maka
diurutkan nilai 𝑑𝑘yang paling kecil dengan menggunakan persamaan 2.2.
Untuk ilustrasi pembentukan urutan kedip tegangan akan dijelaskan pada
gambar.
75
e) Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dicari dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4.
Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
yang didapatkan sebesar 1,1251 dan 6,8901.
Sehingga didapatkan nilai 𝑑𝑘 (14−15) sebesar 0,0114.
f) Setelah perhitungan nilai 𝑑𝑘 ,perhitungan nilai df dan 𝑙𝑝−𝑞didapat dari
persamaan 2.6 dan 2.7 . Jarak lokasi gangguan didapatkan sebesar 46,33.
g) Kemudian menentukan zona gangguan dengan menggunakan k-means
clustering.
Dapat dilihat pada tabel 5.11, hasil penentuan lokasi gangguan menunjukan
akurasi yang tinggi dengan rata-rata error sebesar 0,288%.. Hasil uji pada kasus ini,
urutan kedip tegangan yang terjadi pada bus 33-34 terdapat 8 urutan kemungkinan
dan nilai hasil uji yang benar pada urutan pertama. Cluster pada tabel 5.11
menunjukan area gangguan pada cluster 3 dan tipe gangguan yang terjadi adalah
gangguan hubung singkat dua fasa ketanah.
Tabel 5.11 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa ke
Tanah
BusUji
Jarak
Aktual
(meter)
Prediksi Bus Urutan 𝑑𝑘
Jarak
Metode
(meter)
Cluster Error
(%)
14-15 50 14-15 1 0,0114 46,33 3 0,222
20-21 100 20-21 1 0,0279 89,7 3 0,625
33-34 40
33-34 1 0,00987 36,36
3
0,217
33-36 2 0,00988 36,36 0,217
33-35 3 0,0099 36,37 0,217
76
33-37 4 0,01 36,41 0,214
33-38 5 0,01 36,41 0,214
33-39 6 0,01 36,55 0,206
33-40 7 0,011 36,63 0,201
33-41 8 0,011 36,64 0,201
86-87 30 86-87 1 0,0079 25,72 4 0,091
5.3.3 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 3
Perhitungan database tegangan dan arus fasa pada gardu induk telah
dilakukan pada subbab 5.2. Pada kasus hubung singkat tiga fasa ke tanah, database
yang digunakan adalah database pada tabel 5.7 . Data ini didapat dengan melakukan
simulasi hubung singkat pada suatu titik diantara bus yang telah ditentukan ( bus
14-15, bus 19-20, bus 41-43 dan bus 101-102)
Sebagai contoh perhitungan jarak lokasi gangguan kasus ini dilakukan
simulasi hubung singkat pada daerah antara bus 14-15 dengan jarak 50 meter dari
bus 14. Berikut ini adalah langkah-langkah penentuan jarak lokasi gangguan :
a) Hasil dari simulasi didapatkan tegangan gardu induk sebesar
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
=1,592 kV, dan arus sebesar 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= 6,897 kA.
b) Membandingkan dengan database tegangan dan arus yang terbentuk, nilai
pengukuran berada diantara bus 14-15
c) Nilai tegangan dan arus fasa yang terbentuk pada database tersebut adalah
𝑉14(𝑑𝑏)
=1,423 kV, 𝑉15(𝑑𝑏)
=1,935 kV, 𝐼14(𝑑𝑏)
=6,932 kA,, 𝐼15(𝑑𝑏)
=6,823 kA.
d) Kemudian dilakukan pencarian urutan kedip tegangan antara kemungkinan
daerah yang terjadi gangguan. Apabila ada beberapa kemungkinan maka
diurutkan nilai 𝑑𝑘yang paling kecil dengan menggunakan persamaan 2.2.
Untuk ilustrasi pembentukan urutan kedip tegangan akan dijelaskan pada
gambar.
e) Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dicari dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4.
Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
yang didapatkan sebesar 1,5846 dan 6,8969.
Sehingga didapatkan nilai 𝑑𝑘 (14−15) sebesar 0,0077.
f) Setelah perhitungan nilai 𝑑𝑘 ,perhitungan nilai df dan 𝑙𝑝−𝑞didapat dari
persamaan 2.6 dan 2.7 . Jarak lokasi gangguan didapatkan sebesar 48,35.
77
g) Kemudian menentukan zona gangguan dengan menggunakan k-means
clustering.
Tabel 5.12 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa ke
Tanah
BusUji
Jarak
Aktual
(meter)
Prediksi Bus Urutan 𝑑𝑘
Jarak
Metode
(meter)
Cluster Error
(%)
14-15 50 14-15 1 0,0077 48,36 5 0,099
19-20 100 19-20 1 0,0185 96,52 5 0,211
41-43 30 41-42 1 0,0467 28,51
5 0,089
41-43 2 0,0472 28,58 0,084
101-102 250 101-102 1 0,0763 231,18 6 0,403
Dapat dilihat pada tabel 5.12, hasil penentuan lokasi gangguan menunjukan
akurasi yang tinggi dengan rata-rata error sebesar 0,177%.. Hasil uji pada kasus ini,
menunjukan urutan kedip tegangan yang terjadi pada bus 41-43 terdapat 2 urutan
kemungkinan dan nilai hasil uji yang benar pada urutan kedua. Cluster pada tabel
5.12 menunjukan area gangguan pada cluster 5 dan 6 dan tipe gangguan yang
terjadi adalah tiga fasa ke tanah.
5.3.4 Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Kasus 4
Perhitungan database tegangan dan arus fasa pada gardu induk telah
dilakukan pada subbab 5.2. Pada kasus hubung singkat tiga fasa ke tanah, database
yang digunakan adalah database pada tabel 5.8 . Data ini didapat dengan melakukan
simulasi hubung singkat pada suatu titik diantara bus yang telah ditentukan ( bus
13-14, bus 24-26, bus 29-32 dan bus 101-102)
Sebagai contoh perhitungan jarak lokasi gangguan kasus ini dilakukan
simulasi hubung singkat pada daerah antara bus 13-14 dengan jarak 20 meter dari
bus 13. Berikut ini adalah langkah-langkah penentuan jarak lokasi gangguan :
a) Hasil dari simulasi didapatkan tegangan gardu induk sebesar
𝑉𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
=6,341 kV, dan arus sebesar 𝐼𝑓(𝑚𝑒𝑎𝑠)
= 6,015 kA.
b) Membandingkan dengan database tegangan dan arus yang terbentuk, nilai
pengukuran berada diantara bus 13-14
78
c) Nilai tegangan dan arus fasa yang terbentuk pada database tersebut adalah
𝑉13(𝑑𝑏)
=6,313 kV, 𝑉14(𝑑𝑏)
=6,367 kV, 𝐼13(𝑑𝑏)
=6,027 kA, 𝐼14(𝑑𝑏)
=6,003 kA.
d) Kemudian dilakukan pencarian urutan kedip tegangan antara kemungkinan
daerah yang terjadi gangguan. Apabila ada beberapa kemungkinan maka
diurutkan nilai 𝑑𝑘yang paling kecil dengan menggunakan persamaan 2.2.
Untuk ilustrasi pembentukan urutan kedip tegangan akan dijelaskan pada
gambar.
e) Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dicari dengan menggunakan persamaan 2.3 dan 2.4.
Nilai 𝑉𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
dan 𝐼𝑟(𝑐𝑎𝑙𝑐)
yang didapatkan sebesar 6,336 dan 6,015.
Sehingga didapatkan nilai 𝑑𝑘 (14−15) sebesar 0,0045.
f) Setelah perhitungan nilai 𝑑𝑘 ,perhitungan nilai df dan 𝑙𝑝−𝑞didapat dari
persamaan 2.6 dan 2.7 . Jarak lokasi gangguan didapatkan sebesar 17,37.
g) Kemudian menentukan zona gangguan dengan menggunakan k-means
clustering.
Tabel 5.13 Hasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan Hubung Singkat Antar Fasa
BusUji
Jarak
Aktual
(meter)
Prediksi Bus Urutan 𝑑𝑘
Jarak
Metode
(meter)
Cluster Error
(%)
13-14 20 13-14 1 0,00454 17,37 7 0,159
24-26 55 24-26 1 0,01400 44,94 7 0,611
29-32 120 29-32 1 0,02928 102,73
7 1,033
29-30 2 0,02939 102,79 1,029
101-102 250 101-102 1 0,07396 207 8 0,914
79
Dapat dilihat pada tabel 5.13, hasil penentuan lokasi gangguan menunjukan
akurasi yang tinggi dengan rata-rata error sebesar 0,896%. Semakin besar 𝑑𝑘 ,
semakin besar pula nilai error yang dihasilkan. Hasil uji pada kasus ini, menunjukan
urutan kedip tegangan yang terjadi pada bus 29-32 terdapat 2 urutan kemungkinan.
Tetapi memiliki nilai yang benar. Cluster pada tabel 5.13 menunjukan area pada
cluster 4, 7 dan 8 dan tipe gangguan yang terjadi adalah gangguan hubung singkat
antar fasa. Tetapi pada bus 13-14 terdeteksi sebagai cluster 4, hal ini dikarenakan
topologi jaringan.
5.4 Tampilan GIS
GIS adalah sistem tata ruang kota yang memiliki tampilan informatif bagi
pengguna. Pada gambar 5.2 dapat dilihat nilai tegangan dan arus pada gardu induk
yang dimasukkan pada windowpenentuan lokasi gangguan dan clustering voltage
sag. Gambar 5.3 adalah hasil penentuan jarak lokasi gangguan dan clustering
voltage sag. Pada tampilan gambar 5.3 terlihat peta yang menunjukkan titik tiang
yang terindikasi sebagai zona gangguan.
Gambar 5.2 Data tegangan dan Arus Gardu Induk pada GIS
81
BAB 6
KESIMPULAN
6.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari hasil dan analisis yang telah dilakukan, maka dapat
diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Metode perhitungan lokasi gangguan pencocokan tegangan dan arus
database dengan tegangan dan arus pengukuran dapat dijadikan acuan.
2. Metode pendekatan urutan voltage saguntuk menentukan jarak lokasi
gangguan bergantung pada ketelitian data yang terukur pada gardu
induk dan topologi jaringan. Pada penelitian ini error terbesar adalah
saat hubung singkat antar fasa dengn rata-rata nilai error 1,2%
3. Clustering voltage sag dengan menggunakan K-Means clustering
dapat menentukan area dan tipe gangguan.
6.2 Saran
Saran untuk pengembangan dan perbaikan didalam simulasi ini adalah:
1. Simulasi penentuan lokasi gangguan hubung singkat dikembangkan
dengan ada nya Distributed Generation.
83
DAFTAR PUSTAKA
[1] H. A. H. L.J. Awalin, ““Improved Fault Location On Distribution Network
Based On Multiple Measurement Of Voltage Sag Pattern,” in IEEE PECon,
2012.
[2] A. Biscaro, R. A. Pereira, M. Kezunovic and J. R. Mantovani, “Integrated
Fault location and power quality analysis in electric power distribution
systems,” IEEE Transactions on power delivery, Vols. Vol.31,No2., April
2016.
[3] M. Romero, L. Gallego and A. Pavas, “Fault Zones Location on Distribution
Systems Based on Clustering of Voltage Sags Patterns,” in IEEE, 2012.
[4] H. Mokhlis, A. R. Khalid and H. Y. Li, “Voltage sags pattern recognition
technique for fault section identification in distribution networks,” in IEEE
PowerTech, 2009.
[5] H. Moklis, L. J. Awalin, A. H. Bakar and H. A. Illias, “Fault Location
Estimation Method by Considering Measurement Error for Distribution
Networks,” International Trans. Electrical Energy Systems, vol. 24, pp. 1244-
1262, 2014.
[6] L. J. Awalin, H. Mokhlis and A. H. Bakar, “Recent Developtment in Fault
Location Methods for Distribution Networks,” in PRZEGLAD
ELEKTROTECHNICZNY, 2012.
[7] M. Shafiullah and M. A. Abido, “A Review on Distribution Grid Fault
Location Techniques,” Electric Power Component and Systems, pp. 1-18,
2017.
[8] J. Zhu, D. L. Lubkeman and A. A. Girgis, “Automated fault location and
diagnosis on electric power distribution feeders,” IEEE Trans. Power Del.,
Vols. Vol. 12, no. 2, p. 801–809, 1997.
[9] E. C. Senger, G. Manassero , C. Goldemberg and E. L. Pellini, “Automated
Fault Location System for Primary Distribution Networks,” IEEE Trans.
Power Deliv., Vols. Vol. 20, No. 2, p. 1332–1340, 2005.
[10] H. X. Fengling, Y. Al-Dabbagh and Y. Wang, “Locating Phase-to-Ground
Short-Cicuit Faults on Radial Distribution Lines,” IEEE Transactions on
Industrial Electronics, vol. 54, pp. 1581-1590, 2007.
[11] M. Bollen, Undersanding Power Quality Problems Voltage Sags and
Interruptions, IEEE Press, 2003.
84
[12] R. C. Duan, F. H. Wang, J. Zhang, R. H. Huang and X. Zhang, “Data Mining
& Pattern Recognition of Voltage Sag Based on K-means Clustering
Algorithm,” in Power & Energy Society General Meeting, 2015.
[13] K. Kraikiat and T. Tayjasanant, “Fault location in distribution systems based
on analysis of voltage sags,” in Electrical Engineering/Electronics,
Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON),
2017 14th International Conference on, 2017.
[14] G. Mohammad Indrawan, Penentuan Lokasi Gangguan Menggunakan
Pendekatan Urutan Kedip Tegangan pada Sistem Distribusi Berbasis
Geographical Information System (GIS), Surabaya: Jurusan Teknik Elektro
FTI-ITS, 2017
[15] H. Saadat, Power System Analysis, USA: McGraw-Hill, 1999.
[16] S. Florina, G. Gheorghe, C. Gianfranco and C. Gheorghe, “Using K-Means
Clustering Method in Determiination of The Optimal Placement of
Distributed Generation Sources in Electrical Distribution Systems,” IEEE,
2012.
[17] K. Taufani,Studi Aliran Daya Aktif 3 Fasa pada Sistem Distribusi Radial
dengan Penentuan Lokasi dan Kapasitas DG Optimal Menggunakan Metode
K-Means Clustering, Surabaya: Jurusan Teknik Elektro FTI-ITS, 2017