Sistem kelistrikan menjadi krusial di industri karena mempengaruhi jalannya operasional. Bayangkan apabila sistem kelistrikan tidak mampu memenuhi kebutuhan konsumsi listrik membuat produktivitas menurun.

Penurunan produktivitas terjadi ketika konsumsi aliran daya tidak sesuai dengan hasil perhitungan. Jika kebutuhan daya listrik lebih rendah dari kebutuhan produktivitas membuat komponen mesin mudah rusak.

Kerusakan komponen tidak hanya berdampak pada penurunan produksi, namun produktivitas akan hilang karena terkendala maintenance. Untuk hal seperti ini dapat melakukan predictive maintenance untuk mendeteksi masalah sejak dini.

Tetapi ternyata konsep ini juga diajarkan dalam perkuliahan teknik elektro melalui analisis aliran daya. Bagaimana konsep analisis aliran daya dan bagaimana cara menerapkannya di lingkup instalasi sistem kelistrikan?

Apa itu analisis aliran daya

Analisis aliran daya merupakan metode untuk menganalisis sistem daya secara matematis maupun komputasi pada perilaku steady-state. Metode analisis ini dapat menentukan titik tegangan, arus, dan aliran daya pada seluruh jaringan sistem kelistrikan dalam kondisi normal.

Melalui pendekatan matematis dan komputasi, diharapkan mampu menemukan celah rugi-rugi saluran daya listrik dan sudut fasa pada berbagai bus dalam sistem kelistrikan. Dengan kata lain, analisis aliran daya dapat menemukan dimana titik sistem kelistrikan mengalami kehilangan daya.

Konsep analisis aliran daya

Konsep dari analisis aliran daya bertujuan untuk menemukan kondisi operasi tunak pada sistem kelistrikan berdasarkan data saluran bus. 

Dalam hakikatnya, analisis aliran daya menentukan kondisi operasi sistem pada titik beban tertentu  Memecahkan persoalan dengan memakai persamaan aljabar non-linier stimulan untuk mendapatkan besar nilai tegangan dan sudut fasa pada setiap simpul dalam sistem.

Hasil analisis berupa tegangan dan sudut daya, data nyata dan reaktif, daya bus, dan rugi-rugi pada sistem saluran.

Komponen pada analisis aliran daya

Terdapat berbagai terminologi dan komponen yang digunakan dalam analisis aliran daya. Berikut penjelasannya.

Slack Bus

Slack Bus atau reference bus merupakan jenis bus dengan nilai tegangan dan sudut fasa tertentu. Jenis bus ini merepresentasikan sistem daya eksternal yang terhubung dengan sistem yang akan dianalisis.

Load Bus

Load bus adalah bus yang merepresentasikan bus terkait konsumsi energi yang dikeluarkan. Dengan kata lain bus ini berkaitan dengan daya listrik. 

Load bus menjelaskan kebutuhan daya tertentu yang dicirikan oleh kebutuhan daya riil dan reaktif nya.

Generator Bus

Generator bus adalah representasi load bus yang terinfeksi ke dalam sistem. Bus ini biasanya memiliki pembangkit daya riil dengan besaran tegangan tertentu.

Line Diagram

Line diagram terdiri dari grafis ilustrasi bus dan garis penghubung. Tujuan line diagram untuk memvisualisasikan konektivitas dan aliran daya dalam sistem.

Langkah analisis aliran daya

Secara umum, langkah analisis aliran daya dilakukan secara matematis atau memakai software. 

Analisis dengan matematika cocok untuk sistem kelistrikan sederhana dengan jumlah bus sedikit. Sebaliknya, metode software dapat digunakan untuk menganalisis aliran daya secara kompleks dan hasil dapat disimpan di komputer.

Analisis menggunakan software memiliki hasil secara realtime untuk melihat besarnya daya yang dihasilkan melalui sebuah jaringan yang terkoneksi melalui admitansi.

Melakukan analisis aliran daya dengan software dapat mempertimbangkan tiga jenis bus yaitu load bus, generator bus. dan slack bus. 

Load bus tempat daya real dan reaktif ditentukan. Generator bus tempat menghasilkan daya real dan tegangan. Slack bus dapat menentukan besarnya asumsi tegangan dan fasa.

Manfaat analisis aliran daya

Peran analisis aliran daya sangat krusial dalam mengatur konsumsi daya listrik di industri. Dampak dari hasil analisis tercermin dari manfaat yang dirasakan antara lain

Optimasi distribusi daya

Analisis aliran daya membantu menentukan distribusi daya riil dan reaktif dalam sistem kelistrikan. Melalui hal ini, celah kelebihan beban dapat terdeteksi sehingga dapat mendistribusi daya secara optimal. 

Dasar untuk perencanaan pembuatan sistem kelistrikan tambahan

hasil dari analisis beban membantu pengembangan pasokan listrik untuk mengakomodir kebutuhan daya listrik tambahan berbasis daya. Melalui hasil analisis, perencanaan proyek dapat berjalan secara efektif dan akurat.

Meningkatkan stabilitas sistem tenaga listrik

Analisis aliran daya membantu identifikasi masalah seperti tegangan kolaps, penurunan efisiensi tegangan. Identifikasi ini dilakukan dengan menganalisis sudut fasa dan aliran daya reaktif agar mudah menerapkan langkah-langkah seperti kompensasi daya reaktif ataupun perangkat kontrol tegangan.

Mengidentifikasi sistem tenaga

Analisis memungkinkan untuk menemukan dan memprediksi rugi-rugi daya listrik dengan mengidentifikasi area yang diduga kehilangan daya. Dengan mengetahui hal ini kemungkinan mengambil langkah yang tepat untuk mempertahankan efisiensi sistem kelistrikan.

Software analisis aliran daya

• ETAP
• SKM
• EasyPower
• PSS/E
• Neplan
• MATLAB
• CYMA
• PowerWorld Simulator
• DIgSILENT PowerFactory

Engineering Academy sebagai tempat belajar bagi kebutuhan industri menghadirkan online training DIgSILENT untuk Anda yang masih bingung cara menganalisis aliran daya. 

Kesimpulan

Analisis aliran daya penting untuk mengetahui besar konsumsi daya listrik pada sistem di industri. Dengan melihat nilai daya, tegangan, dan sudut fasa mampu menghasilkan solusi terkait optimasi sistem kelistrikan sampai meningkatkan efisiensi daya listrik.