TESIS TE142599 INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN …

106
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

Transcript of TESIS TE142599 INTEGRASI PENENTUAN LOKASI GANGGUAN …

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

iv

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

vi

Halaman ini sengaja dikosongkan

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,)

viii

Halaman ini sengaja dikosongkan

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,)

x

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

xii

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

xvi

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

xviii

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

xx

Halaman ini sengaja dikosongkan

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.

4

Halaman ini sengaja dikosongkan

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

80

Gambar 5.3WindowHasil Penentuan Jarak Lokasi Gangguan

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.

82

Halaman ini sengaja dikosongkan

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