Perpustakaan Digital ITB
Proyek Java-Bali Connection (JBC), yang menggunakan teknologi hibrida dari
saluran udara tegangan ekstra tinggi (EHV) 500 kV dan kabel dengan isolasi XLPE,
merupakan solusi untuk memenuhi konsumsi listrik yang meningkat di Bali dengan
memanfaatkan listrik berbiaya rendah dari Jawa. Proyek ini diharapkan menjadi
yang pertama di Indonesia yang menggunakan kabel bawah laut XLPE 500 kV.
Dalam sistem tenaga listrik, operasi switching sangat umum dilakukan.
Switching diperlukan untuk alasan seperti isolasi komponen jaringan, pemindahan
energi listrik dari satu sirkuit ke sirkuit lainnya, isolasi bagian yang mengalami
gangguan, dan lain-lain. Proses switching menghasilkan transien. Dalam sistem
EHV, tegangan lebih transien akibat switching lebih kritis daripada yang
disebabkan oleh petir. Transien dijelaskan dalam bentuk medan elektromagnetik
dan gelombang berjalan. Karena perbedaan struktural, sistem kabel hibrida OHLbawah
laut akan mengalami transmisi dan refleksi gelombang elektromagnetik yang
kompleks, terutama pada titik sambungan, yang menyebabkan tegangan lebih
mencapai nilai maksimum di ujung penerima.
Studi ini berfokus pada analisis transien switching dalam proyek JBC yang
akan datang, yaitu hibrida antara OHL dan kabel bawah laut, menggunakan
perangkat lunak DIgSILENT PowerFactory berdasarkan model sistem tenaga listrik
yang realistis. Model parameter terdistribusi dengan parameter konstan dari model
Bergeron digunakan. Analisis efek gelombang berjalan pada titik sambungan
saluran dilakukan, dan langkah waktu integrasi berdasarkan waktu gelombang
berjalan dipilih dengan hati-hati. Kontribusi studi ini terutama diarahkan pada
fenomena yang terkait dengan operasi transien selama pemberian energi tanpa
beban dan pemutusan energi dari sistem kabel hibrida OHL-bawah laut.
Diperhatikan bahwa proses energisasi dapat menyebabkan tegangan lebih
yang sangat tinggi, yang diidentifikasi sebagai tekanan signifikan pada isolasi
komponen sistem. Standar IEC sangat merekomendasikan studi koordinasi isolasi
dilakukan berdasarkan simulasi statistik. Distribusi statistik pemberian energi, yang
menilai kinerja mekanis penutupan pemutus sesuai spesifikasi nyata PLN,
dihasilkan dengan variasi konfigurasi sirkuit dan daya hubung singkat sistem
tenaga listrik, dengan analisis yang mencakup 400 simulasi. Tegangan Tahan
Switching (SWV) selama proses pemberian energi ditemukan tetap di bawah
1175 kV yang ditentukan dalam kode jaringan. Selain itu, disimpulkan bahwa
iv
tegangan lebih transien pemberian energi cenderung lebih tinggi ketika ada
peningkatan daya hubung singkat jaringan. Distribusi probabilitas dipasangkan
dengan distribusi normal, dengan skewness dan kurtosis masing-masing
menunjukkan kemiringan ke kanan dan puncak yang lebih rendah daripada
distribusi normal.
Pada saluran yang dilengkapi dengan dua sirkuit dan reaktor shunt yang
terhubung ke saluran, masalah resonansi paralel dapat ditemui, terutama ketika
satu sirkuit sudah dialiri listrik dan sirkuit lainnya akan dialiri listrik. Dalam studi
ini telah ditentukan bahwa resonansi paralel tidak akan terjadi dalam kasus JBC
ketika reaktor shunt dialiri listrik, karena tingkat kompensasi reaktor shunt hanya
sebesar 49%.
Ketika reaktor shunt tetap terhubung ke fasa-fasa saat sirkuit kabel hibrida
OHL-Bawah Laut dimatikan, fasa yang terputus menunjukkan tegangan AC
berosilasi yang meredam dengan frekuensi yang superimposed.
Peningkatan probabilitas restrike pemutus sirkuit disebabkan oleh tegangan
pemulihan transien (TRV) yang lebih tinggi, yang menyebabkan kerusakan bahan
dielektrik antara kontak pemutus. RRRV dan puncak TRV mencirikan TRV. TRV
akibat gangguan lebih parah dibandingkan dengan yang disebabkan oleh switching
normal. Simulasi menunjukkan bahwa ketika terjadi hubung singkat tiga fasa pada
pemutus saluran, RRRV melebihi limit standar IEC jika hanya satu sirkuit yang
beroperasi. Penambahan kapasitansi akan mengurangi ketajaman RRRV tetapi
akan mengakibatkan peningkatan tegangan puncak pertama. Penambahan
kapasitansi mengurangi redaman, yang menyebabkan amplitudo tegangan
meningkat dan tegangan menjadi lebih berosilasi.
Simulasi statistik yang ekstensif dan analisis sensitivitas yang ketat pada
berbagai parameter yang terkait dengan pemberian energi dan pemutusan energi
transien dari sistem hibrida OHL-bawah laut telah diidentifikasi sebagai kontribusi
ilmiah utama dari tesis ini. Sebagai hasilnya, potensi risiko dalam sistem hibrida
sehubungan dengan tegangan lebih pemberian energi telah dipetakan. Studi ini
diharapkan menjadi referensi yang dapat digunakan dalam perencanaan sistem
PLN untuk mengevaluasi kelayakan umum proyek kabel hibrida OHL.