aa

1. 1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang [1]
Sistem tenaga listrik terdiri atas sumber dan beban yang letaknya
berjauhan dan meliputi daerah yang sangat luas serta pengiriman daya
ke pusat-pusat beban dilakukan melalui jaringan transmisi dengan
kapasitas yang terbatas. Pengoperasian yang demikian akan
menyebabkan keadaan mantapnya dapat terganggu atau akan
menimbulkan peredaman osilasi elektromekanik yang kurang baik dan
kondisi yang paling buruk adalah sistem tenaga menjadi gagal.
Ketidakstabilan sistem dapat didefinisikan sebagai sifat dari sistem yang
memungkinkan mesin bergerak serempak dalam sistem untuk
memberikan reaksinya terhadap gangguan dalam keadaaan normal serta
kembali ke keadaan semula bila semua keadaan telah menjadi normal.
Ketidakstabilan tenaga tersebut pada dasarnya berkaitan dengan osilasi
sudut rotor.
Suatu sistem tenaga listrik dikatakan dalam kondisi stabil bila
seluruh variabel keadaannya stabil, baik tegangan bus, sudut generator
atau frekuensi sistem. Bila sistem menjadi tidak stabil, maka
ketidakstabilan tersebut bisa dimanifestasikan melalui cara-cara berbeda,
tergantung pada sifat dari sistem, kondisi operasi serta pada sifat dan
lokasi yang memulai gangguan. Ketidakstabilan sistem yang
diwujudkan dalam bentuk tegangan di beberapa bus turun jauh di bawah
kondisi normal dan memungkinkan terjadi gagal tegangan, maka
peristiwa tersebut bisa dikatakan fenomena ketidakstabilan tegangan.
Persoalan stabilitas sangat bergantung pada kemampuan sistem
mempertahankan kondisi tegangan mantap pada seluruh bus, baik dalam
keadaan operasi normal maupun setelah terjadi gangguan. Suatu sistem
dikatakan dalam kondisi tegangan tidak stabil, bila terjadi perubahan
pada sistem di luar prakiraan.
Keluaran daya listrik generator akan menentukan apakah rotor
akan mengalami percepatan, perlambatan atau tetap pada kecepatan
serempaknya. Perubahan daya listrik ditentukan oleh keadaan jala-jala
transmisi, distribusi dan beban yang terpasang pada sistem daya listrik
tersebut. Jika pada jaringan listrik terjadi gangguan, akan menyebabkan
daya keluaran daya listrik generator berubah dengan cepat yang akan
menimbulkan peralihan elektromekanis. Selama periode gangguan ini
daya yang dikonsumsi oleh beban akan mempengaruhi keseimbangan

2. 2
antara generator dengan beban, sehingga dapat mempengaruhi
simpangan sudut dan stabilitas ayunan sistem. Perubahan daya listrik
ditentukan oleh persamaan aliran daya yang berlaku pada keadaan
jaringan listrik dan bagi model yang dipilih untuk mewakili perilaku
mesin tersebut. Persamaan aliran daya sendiri dipengaruhi oleh
karakteristik beban yang dipasang pada sistem daya listrik.
Dari permasalahan diatas timbullah suatu ide untuk memanfaatkan
Thyristor Controlled Braking Resistor (TCBR) untuk meredam osilasi
yang terjadi ketika sistem mengalami gangguan. Dengan sistem ini
diilustrasikan karakteristik dan keefektifan TCBR untuk meredam osilasi
frekuensi rendah dan mencegah terjadinya ketidakstabilan transien
sistem.
1.2 Permasalahan
Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah
bagaimana efek dari TCBR terhadap stabilitas sistem jika sistem terjadi
gangguan.
1.3 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai melalui penelitian pada Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut :
1. Melakukan studi mengenai stabilitas sistem tenaga listrik
menggunakan Thyristor Controlled Braking Resistor pada
Sistem IEEE 34 node test feeder.
2. Mengetahui karakteristik dan keefektifan TCBR untuk
meredam osilasi frekuensi rendah dan mencegah terjadinya
ketidakstabilan transien sistem.
1.4 Metodologi
Metodologi yang digunakan dalam pengerjaan penelitian Tugas
Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Mencari referensi dari pemodelan sistem yang akan disimulasikan
yakni sistem IEEE 34 Node Test Feeder yaitu Pemodelan:
a. Sistem IEEE 34 Node Test Feeder
Sistem yang hendak dianalisis adalah sistem IEEE 34 node test
feeder yang akan diberi sebuah distributed generator yang
digerakkan oleh mesin diesel.

3. 3
b. Gardu Induk
Gardu induk digunakan sebagai suplai daya utama pada sistem
IEEE 34 node test feeders. Pemodelan gardu induk ini diambil dari
pemodelan gardu induk yang ada di simulink.
c. Konfigurasi TCBR
Thyristor Controlled Braking Resistor (TCBR) merupakan
braking resitor yang elemen pengontrolnya berupa dua thyristor
yang dipasang saling berlawanan secara pararel, yang
memungkinkan penghantaran bolak-balik. Sebab, jika satu
thyristor saja, maka keluarannya akan bersifat searah [2].
d. Generator Sinkron
Dalam memodelkan generator sinkron terdapat dua pemodelan,
yaitu model mekanik dan model listrik.
e. Mesin Diesel
Sebuah mesin diesel digunakan untuk memutar generator
sinkron. Sinyal masukan adalah kecepatan ω dalam per unit dan
keluarannya adalah sinyal kontrol Pmech generator sinkron.
f. Sistem Eksitasi
Sinyal masukan generator adalah tegangan terminal generator
sinkron dan keluarannya adalah tegangan penguatan Vf.
2. Setelah model dari sistem telah didapat langkah berikutnya adalah
mencari parameter-parameter dari pemodelan sistem tersebut.
3. Proses selanjutnya setelah mengetahui pemodelan dan parameter
penyusun sistem adalah melakukan simulasi. Simulasi disini
menggunakan software MatLab/Simulink.
4. Data dari hasil simulasi kemudian dianalisa untuk diambil
kesimpulan akhir sebagai tujuan dari Tugas Akhir ini.
1.5 Sistematika
Dalam penulisan buku Tugas Akhir ini sistematika penulisan yang
digunakan adalah sebagai berikut :
BAB 1 Pendahuluan
Bab ini berisi tentang penjelasan latar belakang, permasalahan,
batasan masalah, tujuan, metode penelitian, sistematika penulisan, dan
relevansi dari penelitian yang dilakukan untuk Tugas Akhir ini.
BAB 2 Dinamika dan Kestabilan Sistem Tenaga Listrik, Perbaikan
Respon Stabilitas Transien
Bab ini berisi tentang dasar teori mengenai dinamika dan
kestabilan sistem tenaga listrik, perbaikan respon stabilitas transien.

4. 4
BAB 3 Pemodelan TCBR pada Sistem Tenaga Listrik
Bab ini berisi tentang uraian langkah-langkah yang digunakan
dalam menganalisis data penelitian mulai dari membuat konfigurasi
sistem yang digunakan, menjelaskan karakteristik dan prinsip kerja serta
perhitungan matematis parameter dan pemodelan sistem dengan TCBR
menggunakan software MATLAB.
BAB 4 Analisis dan Hasil Simulasi
Bab ini berisi tentang hasil simulasi sistem IEEE 34 node test
feeders dengan penambahan rangkaian TCBR.
BAB 5 Penutup
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran mengenai hasil
penulisan laporan Tugas Akhir yang telah diselesaikan.
1.6 Relevansi
Dengan dibuatnya tugas akhir ini, diharapkan agar :
 Mengetahui karakteristik dan cara kerja dari Thyristor
Controlled Braking Resistor untuk memperbaiki kestabilan
sistem tenaga listrik jika terjadi gangguan.
 Memberikan tambahan ilmu dan masukan bagi penelitian
mengenai hal-hal yang berhubungan dengan penggunaan
thyristor.