PENENTUAN INDEKS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV DENGAN METODE FMEA (FAILURE MODE EFFECT ANALYSIS) DI PT. PLN (PERSERO) ULP KOTA FAJAR PDF

Preview

Summary

PENENTUAN INDEKS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV DENGAN METODE FMEA (FAILURE MODE EFFECT ANALYSIS) DI PT. PLN (PERSERO) ULP KOTA FAJAR KERJA PRAKTEK 09 Agustus - 10 September 2021 Oleh: MUHAMMAD AFDAL 1804105010040 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UN...

Description

PENENTUAN INDEKS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV DENGAN METODE FMEA (FAILURE MODE EFFECT ANALYSIS) DI PT. PLN (PERSERO) ULP KOTA FAJAR

KERJA PRAKTEK 09 Agustus - 10 September 2021

Oleh: MUHAMMAD AFDAL 1804105010040

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH OKTOBER, 2021

LEMBAR PENGESAHAN JURUSAN Laporan Kerja Praktek dengan judul “Penentuan Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20 kv dengan Metode FMEA (Failure Mode Effect Analysis) di PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar” dibuat untuk melengkapi sebahagian persyaratan akademik pada jurusan Teknik Elektro dan Komputer. Laporan Kerja Praktek telah disetujui oleh dosen pembimbing pada tanggal 20 Oktober 2021 dan dinyatakan telah memenuhi syarat suatu Laporan Kerja Praktek.

Banda Aceh, 20 Oktober 2021 Mengetahui:

Menyetujui:

Ketua Jurusan Teknik Elektro dan

Pembimbing,

Komputer,

Dr. Ramzi Adriman, S. T., M.Sc.

Dr. Ir. Suriadi, S.T, M. Sc., IPM., ASEAN, Eng

NIP. 197901302005011001

NIP. 197206061998021001

i

LEMBAR PENGESAHAN INSTANSI Telah melakukan Kerja Praktek dengan judul “Penentuan Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20 kv dengan Metode FMEA (Failure Mode Effect Analisys) di PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar” dari tanggal 09 Agustus sampai dengan 10 September 2021. Untuk memenuhi sebahagian persyaratan akademik pada jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala.

Kota Fajar, 06 Oktober 2021 Mengetahui:

Menyetujui:

Manajer ULP Kota Fajar

Pembimbing Instansi Perusahaan

Rizal Fahmi, S. T.

Faisal Adil Sinaga, S. T.

NIP. 8809060N

NIP. 9118134ZY

ii

KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim. Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia- Nya penulis dapat menyelesaikan program Kerja Praktek (KP) di PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar sekaligus menyelesaikan Laporan Kerja Praktek dengan tepat waktu. Tidak lupa pula shalawat serta salam kepada baginda Nabi Muhammad SAW sebagai suri teladan bagi seluruh umat. Laporan Kerja Praktik ini berjudul “Penentuan Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20 kv dengan Metode FMEA (Failure Mode Effect Analysis) di PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar”, telah selesai. Terima kasih sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada: 1. Kedua orang

tua,

keluarga,

dan

kerabat yang

selalu

mendoakan,

memberi semangat bantuan berupa materi dan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini 2. Bapak Muhammad Irhamsyah S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik. 3. Bapak Dr. Ir. Suriadi, S.T, M. Sc., IPM., ASEAN, Eng selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek. 4. Bapak Faisal Adil Sinaga, S.T selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan arahan dan motivasi kepada penulis selama masa kerja praktik 5. Teman-teman program studi Teknik Elektro 2018. Harapan penulis, semoga laporan kerja praktek ini dapat bermanfaat untuk semua pihak yang membutuhkan dan atas perhatiannya penulis mengucapkan terimakasih.

Banda Aceh, 06 Oktober 2021

Muhammad Afdal NIM. 1804105010040

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN JURUSAN ..................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN INSTANSI.................................................................... ii KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii DAFTAR ISI .............................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ vii DAFTAR TABEL.................................................................................................... viii DAFTAR SINGKATAN ........................................................................................... ix BAB 1 PENDAHULUAN........................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Permasalahan ........................................................................................... 3 1.3 Tujuan ....................................................................................................... 3 1.4 Manfaat ..................................................................................................... 4 1.5 Metode Penulisan ..................................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................. 4 BAB 2 PROFIL PERUSAHAAN .............................................................................. 6 2.1 Sejarah Perusahaan ................................................................................. 6 2.2 Visi, Misi, Motto dan Maksud Tujuan Perseroan................................. 7

2.2.1 Visi ............................................................................................. 7 2.2.2 Misi ............................................................................................ 7 2.2.3 Motto.......................................................................................... 7 2.2.4 Maksud dan Tujuan Perseroan ............................................... 7 2.3 Makna Logo PLN ..................................................................................... 8 2.3.1 Bentuk Lambang ......................................................................... 9 2.3.2 Elemen-Elemen Dasar Lambang................................................. 9 2.4 Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar ................. 10 2.4.1 Bagian/Unit Kerja ..................................................................... 10 2.4.2 Uraian Tugas (Job Description) Bagian/Unit Kerja .................. 10 2.4.3 Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar .......... 12 2.5 Lokasi Perusahaan ................................................................................. 12 iv

BAB 3 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 13 3.1 Sistem Tenaga Listrik ............................................................................ 13 3.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik .......................................................... 14 3.3 Jenis Sistem Penyaluran Jaringan Distribusi ...................................... 15 3.4 Struktur Jaringan Distribusi................................................................. 15 3.4.1 Struktur Jaringan Radial............................................................ 15 3.4.2 Struktur Jaringan Loop/Ring ..................................................... 16 3.4.3 Struktur Jaringan Grid / Network .............................................. 17 3.4.4 Struktur Jaringan Spindle .......................................................... 18 3.5 Gangguan Dalam Sistem Distribusi...................................................... 19 3.5.1 Gangguan Permanen ................................................................. 19 3.5.2 Gangguan Temporel .................................................................. 19 3.6 Pengaman/Proteksi SUTM .................................................................... 19 3.6.1 Fuse Cut Out (FCO).................................................................. 19 3.6.2 Load Breaker Switch Remote (LBS) .......................................... 20

3.6.3 Disconnecting Switch (DS) ....................................................... 20 3.6.4 Lightning Arrester (LA) ............................................................ 21 3.6.5 Recloser Control ....................................................................... 21 3.6.6 Transformator Distribusi ........................................................... 21 3.6.7 Sectionalizer (SSO)....................................................................... 22 3.7 Definisi Keandalan ................................................................................. 22 3.8 Konsep Dasar Keandalan ...................................................................... 23 3.9 Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) ......................................... 23 3.9.1 SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) ........... 24 3.9.2 SAIDI (System Average Interruption Duration Index) ............. 24 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 26 4.1 Perhitungan Indeks Keandalan ............................................................ 26 4.1.1 Indeks Keandalan Dasar ............................................................ 26 4.1.2 Indeks Keandalan Sistem .......................................................... 26 4.2 Perbandingan Hasil Pe rhitungan dengan SPLN ................................. 28 4.3 Perhitungan Kerugian Ekonomis ......................................................... 29 4.4 Solusi Mempe rbaiki Indeks Keandalan ............................................... 30

v

BAB 5 PENUTUP..................................................................................................... 33 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 33 5.2 Saran........................................................................................................ 34 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 35 LAMPIRAN .............................................................................................................. 37

vi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Logo PLN ................................................................................................. 8 Gambar 2.2 Elemen Bidang Persegi Panjang Vertikal ................................................ 8 Gambar 2.3 Elemen Petir atau Kilat............................................................................. 9 Gambar 2.4 Elemen Tiga Gelombang .......................................................................... 9 Gambar 2.5 Struktur Organisasi................................................................................. 12 Gambar 2.6 Peta lokasi PT PLN (Persero) ULP Kota Fajar ...................................... 12 Gambar 3.1 Sistem Tenaga Listrik............................................................................. 13 Gambar 3.2 Diagram Skematis Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ............... 15 Gambar 3.3 Struktur Jaringan Radial......................................................................... 16 Gambar 3.4 Struktur Jaringan Loop/Ring .................................................................. 17 Gambar 3.5 Stuktur Jaringan Grid/Network .............................................................. 18 Gambar 3.6 Struktur Jaringan Spindle ....................................................................... 18 Gambar 3.7 Fuse Cut Out (FCO) ............................................................................... 19 Gambar 3.8 Load Breajer Swith Remote (LBS)......................................................... 20 Gambar 3.9 Disconnecting Switch (DS) .................................................................... 20 Gambar 3.10 Lightning Arrester (LA) ....................................................................... 21 Gambar 3.11 Recloser Control................................................................................... 21 Gambar 3.12 Transformator Distribusi ...................................................................... 21 Gambar 3.13 Sectionalizer (SSO) .............................................................................. 22 Gambar 4.1 SAIFI dan SAIDI Agustus 2021 ............................................................ 28 Gambar 4.2 Kerugian Ekonomis Agustus 2021......................................................... 30

vii

DAFTAR TABEL Tabel 4.2 Hasil perhitungan indeks keandalan distribusi Agustus 2021 .................... 27 Tabel 4.2 Hasil perbandingan SAIFI & SPLN ........................................................... 28 Tabel 4.3 Hasil perbandingan SAIDI & SPLN .......................................................... 29 Tabel 4.5 Kerugian Ekonomis pada Bulan Agustus 2021 ......................................... 30

viii

DAFTAR SINGKATAN AAACOC

: All Aluminium Alloy Conductor Cable

BPU-PLN

: Badan Pemimpin Umum Perusahaan Listrik Negara

BO

: Black Out

DS

: Disconnecting Switch

FMEA

: Failure Mode Effect Analysis

FCO

: Fuse Cut Out

K3L

: Kesehatan, Keselamatan, Keamanan

LA

: Lightning Arrester

LBS

: Load Breajer Swith Remote

MVTIC

: Medium Voltage Twisted Insulated Cable

PKUK

: Pemegang Kuasa Usaha Ketenagalistrikan

PDKB

: Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan

PT

: Perseroan Terbatas

PGN

: Perusahaan Gas Negara

PLN

: Perusahaan Listrik Negara

PKL

: Praktek Kerja Lapangan

RNEA

: Reliability-Network-Equivalent Approach

ULP

: Unit Layanan Pelanggan

SUTM

: Saluran Udara Tegangan Menengah

SMC

: Simulasi Monte Carlo

SDM

: Sumber Daya Manusia

SPLN

: Standar Perusahaan Listrik Negara

SAIDI

: System Average Interruption Duration Index

SAIFI

: System Average Interruption Frequency Index

UP3

: Unit Pelaksana Pelayanan Pelanggan

ix

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1

LATAR BELAKANG Sistem tenaga listrik merupakan sistem penyedia energy listrik yang terdiri

mulai dari pusat pembangkit dan penyalur yaitu jaringan transmisi dan distribusi dan beberapa komponen seperti generator, transformator, alat-alat pengaman dan beban serta pengaturan

yang saling

berkaitan. Kegiatannya

terdiri dari pengaturan,

pemindahan, pembagian dan penyaluran tenaga listrik mulai dari pusat pembangkit sampai kepada konsumen dengan efektif serta menjamin kelangsungan penyaluran dan pelayanan energy listrik. Sistem distribusi tenaga listrik

adalah bagian dari sistem tenaga yang

mendistribusikan tenaga listrik dari penyedia ke pelanggan. Persoalan yang cukup mendasar di dalam sistem distribusi tenaga listrik adalah mutu, kontuinitas dan ketersediaan pelayanan daya listrik pada pelanggan. Dengan semakin berkembangnya tingkat kebutuhan masyarakat, di tuntut keandalan dan kontinuitas distribusi tenaga listrik yang tinggi. Gangguan dan kegagalan dari peralatan-peralatan listrik jaringan distribusi 20 kV, akan menyebabka n terganggunya penyediaan energy[2] listrik yang dapat menyebabkan perusahaan penyedia ataupun penyalur energi listrik dan konsumen mengalami kerugian[2]. Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi Kota Fajar khususnya pada gardu distribusi banyak berupa gangguan permanen, gangguan temporer, sampai dengan Black Out (BO), yang menyebabkan kontuinitas pelayanan saluran terganggu sampai gangguan tersebut dapat dipulihkan[3]. Sistem distribusi ditunjang oleh perlengkapan-perlengkapan distribusi yang harus memadai[2]. Pada kondisi normal sistem distribusi teraliri oleh arus maupun tegangan sehingga mempengaruhi kinerja perlengkapan yang ada[3]. Peralatan distribusi tersebut sensitive terhadap ganggua ngangguan baik yang berasal dari faktor dalam (internal) alat tersebut maupun dari luar (external) alat tersebut. Beberapa penyebab kegagalan

operasi antara lain,

perawatan yang buruk, kesalahan dalam penggunaan,

kelalaian

manusia,

kurangnya perlindunga n

terhadap tekanan lingkungan yang berlebihan[7]. Teknik keandalan bertujuan untuk 1

mempelajari konsep, karakteristik, pengukuran, analisis kegagalan, dan perbaikan[3] sistem sehingga

menambah

waktu ketersediaan operasi sistem dengan cara

mengurangi kemungkinan kegagalan[2]. Studi terhadap keandalan sistem distribusi 20 kV telah banyak dilakukan oleh para peneliti dengan metode yang beragam dalam melakukan analisis lebih menarik dan dapat memberikan pengertian yang mendalam tentang permasalahan ini. Manuaba dkk. (2012) menggunakan metode Simulasi Monte Carlo (SMC). Metode ini adalah suatu prosedur simulasi untuk memperoleh indeks keandalan dengan memakai bilangan acak[4]. SMC disimulasikan melalui program yang dibangun dalam Bahasa Pemrograman Matlab v6.1[4]. Sukerayasa dan Musthopa[5]. (2009) meneliti dengan menggunakan Metode Reliability-Network-Equivalent Approach (RNEA) digunakan untuk menganalisis keandalan sistem distribusi yang besar dan kompleks, dengan pendekatan elemen ekuivalen. Rangkaian ekuivalen digunakan untuk mengga nti bagian jaringan distribusi dan menyusun kembali sistem distribusi kedalam bentuk seri dan sederhana[5]. Metode RNEA menggunakan proses berulang dan berurutan untuk mengevaluasi indeks keandalan per titik beban (load point)[5]. Hartati dkk (2007) meneliti keandalan distribusi 20 kV dengan metode penentuan angka keluar peralatan keandalan yang digunakan adalah laju[6] kegagalan rata-rata /angka keluar peralatan (λ), waktu keluaran rata-rata (r), dan ketidaktersediaan tahunan rata-rata atau waktu keluar tahunan rata-rata (U)[6]. Dimana perhitungan ini memfokuskan pada angka keluar peralatan (λ) setelah dipisahkan antara AAACOC (All Aluminium Alloy Conductor Cable) and MVTIC (Medium Voltage Twisted Insulated Cable)[6]. Sukerayasa (2007) menggunakan pendekatan konfigurasi radial dan spindle[2]. Metode ini dibahas keandalan penyulang dengan konfigurasi yang radial, dan bagaimana peningkatan keandalannya kalau penyulang ini konfigurasinya di ubah menjadi spindle. Oleh sebab itu PLN berusaha memenuhi permintaan daya yang meningkat dan juga memperbaiki mutu[3] keandalan pelayanan sehingga suplay daya listrik dan kontinuitas dari suplay daya listrik tetap terjaga. Indeks keandalan dari peralatan distribusi listrik antara lain tergantung dari frekuensi pemadaman atau SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) yang terjadi tiap tahun, lamanya pemadaman atau SAIDI (System Average Interruption Duration Index). Dengan indeks keandalan ini, maka tingkat keandalan suplai tenaga listrik dari transmisi ke

2

konsumen dapat termonitor secara sistematis dan akurat. Dalam penelitian ini menggunakan metode FMEA untuk menentukan indeks keandalan distribusi 20 kV dengan di dasarkan pada suatu kegagalan dari suatu peralatan yang mempengar uhi operasi kinerja sistem. Berkaitan dengan hal tersebut di atas, penulis melakukan penelitian melalui kajian “Penentuan Indeks Keandalan Sistem Distribusi 20 kV dengan Metode FMEA di PT PLN (Persero) ULP Kota Fajar”.

1.2

PERMASALAHAN Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan di atas, maka

dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Bagaimana menentukan indeks keandalan SAIFI dan SAIDI berdasarkan laju kegagalan dan durasi pemadaman serta jumlah konsumen pada setiap penyulang jaringan distribusi 20 kV di PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar pada bulan Juli dan Agustus tahun 2021? 2. Bagaimana membandingkan antara nilai hasil perhitungan yang diperoleh dengan Standar Perusahaan Listrik Negara (SPLN)? 3. Bagaimana menentukan kerugian ekonomis PT. PLN (Persero) ULP Kota Fajar akibat perubahan nilai Indeks kea...