ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI

Transkripsi

1 ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI LAPORAN AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Oleh: TRIANI NURJANAH POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015

2 ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI Oleh: Triani Nurjanah Menyetujui, Pembimbing I, Palembang, Juli 2015 Pembimbing II, Herman Yani, S.T., M.Eng. Ir. Muhammad Yunus, M.T. NIP NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro, Ketua Program Studi Teknik Listrik, Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP NIP ii

3 MOTTO Bismillahirrahmanirrahiim Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. (QS. Al-Insyirah, 5-6) Take responsibility for yourself because no one s going to take responsibility for you. (Tyra Banks) If I have seen further it is only by standing on the shoulders of giants. (Isaac Newton) Fa bi ayyi ala i Rabbikuma tukazziban. La bisyay-in min alaika Rabba akzibu (Tidak ada satupun nikmat-mu, duhai Tuhanku yang aku dustakan) Dengan rasa syukur kepada Allah SWT, Laporan Akhir ini aku persembahkan kepada: Orang Tua-ku tersayang, yang selalu membuatku bahagia. My sisters (Sari, Risa, dan Mimi), keponakan kecilku (Aisy) dan kakak iparku (Kak Aan), yang selalu memberikan masukan kreatif dan menghiburku untuk tetap ceria My Bae (Agung), who always be the one and only and be there whenever and wherever I need. Sahabat-sahabat terdekatku, Genks. Thanks for the happiness all this time. Teman-teman seperjuangan Kelas Polsri PLN Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya. iii

4 ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI Triani Nurjanah Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Herman Yani, S.T., M.Eng., Ir. Muhammad Yunus, M.T. ABSTRAK Pembebanan transformator yang melebihi 80% dari kapasitas ratingnya dapat berbahaya bagi transformator itu sendiri. Terlebih lagi, banyaknya pelanggan yang dilayani oleh suatu transformator, dengan jarak yang cukup panjang dapat menyebabkan drop tegangan dan rugi daya sepanjang saluran tegangan rendah. Untuk memperbaiki hal ini, PT PLN (Persero) Rayon Sukarami memilih memasang transformator sisipan. Transformator sisipan akan melayani beban yang terdapat pada transformator yang mengalami pembebanan berlebih ataupun beban yang lain sehingga akan bedampak baik pada perbaikan drop tegangan ujung dan penekanan losses. Tujuan dari penulisan laporan akhir ini adalah untuk mengetahui kondisi pembebanan transformator, drop tegangan dan rugi daya sebelum dan sesudah dipasangnya transformator sisipan. Hasil dari pembahasan didapatkan, transformator pada gardu I.1913 yang mengalami beban lebih sebesar 102,6%, pembebanannya menjadi 29% setelah dipasang transformator sisipan. Selanjutnya drop tegangan tertinggi sebelum pemasangan transformator sisipan didapatkan sebesar 18,29%, melebihi standar drop tegangan yang diizinkan oleh PT PLN yakni sebesar 4%. Setelah dipasangnya transformator sisipan drop tegangan menjadi 2,95%. Kemudian, untuk rugi daya menjadi berkurang dari 19,29 kw menjadi 11,014 kw. Kata kunci: transformator sisipan, beban lebih, drop tegangan, rugi daya. iv

5 ANALYSIS OF THE EFFECT OF ADDITIONAL TRANSFORMER INSTALLATION ON DISTRIBUTION TRANSFORMER I.1913 AND I.762 AT KRISNA FEEDER PT PLN (PERSERO) BRANCH OF SUKARAMI Triani Nurjanah Electrical Engineering Department, Electricity Engineering Study Program State Polytechnic of Sriwijaya Herman Yani, S.T., M.Eng., Ir. Muhammad Yunus, M.T. ABSTRACT Transformer loading which exceeds 80% of its capacity rating can be harmful to the transformer itself. Moreover, the capacity of the load served by a transformer, with long distance can cause voltage drop and power loss along the line of low voltage. To fix this, PT PLN (Persero) Branch of Sukarami choose to install the additional transformer. Additional transformer will overcome the load on the transformer with excess load, so that it will impact on the improvement of voltage drop and reduced power losses. The purpose of this final report is to determine the transformer loading conditions, the voltage drop and power losses before and after the installation of the additional transformer. The results of calculation obtained, the transformer at the substation I.1913 loading in excess of 102.6%, after the installation of additional transformer, loading is reduced to 29%. Furthermore, the highest voltage drop before the installation of additional transformer obtained by 18.29%, exceeding the permitted standard voltage drop by PT PLN is 4%. After the installation, the voltage drop is reduced to 2.95%. Then, for the power loss is reduced from kw to kw. Keywords: additional transformer, over load, voltage drop, power loss. v

6 KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT atas berbagai nikmat serta karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul Analisa Pengaruh Pemasangan Transformator Sisipan di Gardu I.1913 dan I.762 pada Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami tepat pada waktunya. Tak lupa penulis hanturkan shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. Penulisan laporan akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III, Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik, Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sedalamdalamnya kepada: 1. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I penulisan laporan akhir. 2. Bapak Ir. Muhammad Yunus, M.T., selaku Dosen Pembimbing II penulisan laporan akhir. yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikirannya dalam membimbing, memberikan pengarahan dan masukan yang baik selama penulisan laporan akhir ini, serta kesabaran beliau dalam menghadapi keterbatasan-keterbatasan penulis. Penulis menyadari bahwa laporan akhir ini tidak dapat terwujud tanpa arahan, bimbingan, dorongan, dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu baik moril maupun materil dalam proses penyusunan laporan akhir ini terutama kepada kedua orang tua penulis. Selanjutnya, dengan setulus hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak RD. Kusumanto, S.T, M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. vi

7 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Herman Yani, S.T, M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Bapak Iwan Arissetyadhi, selaku Manager di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang. 6. Bapak Ricky Nugroho, selaku pembimbing di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang. 7. Staf dan kepegawaian di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 8. Staf dan kepegawaian di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang. 9. Teman-teman seperjuangan kelas kerjasama PT PLN dan POLSRI. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dalam membantu saya untuk menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis juga sangat menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak ditemui kesalahan, baik berupa kata maupun cara penulisan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan guna penyempurnaannya di waktu mendatang. Akhirnya, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan siapa saja yang membacanya khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik, Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Juli 2015 Penulis vii

8 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Tujuan Manfaat Ruang Lingkup Penulisan Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik Jaringan Distribusi Jaringan sistem distribusi primer Jaringan distribusi primer menurut susunan rangkaiannya Jaringan distribusi skunder rangkaiannya Gardu Distribusi Transformator viii

9 2.4.1 Transformator sisipan Pembebanan transformator Daya Listrik Daya semu Daya aktif Daya reaktif Faktor daya Resistansi Penghantar Jatuh Tegangan (Drop Tegangan) Rugi Daya (Power Losses) BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Penyulang Kresna pada PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Gardu Distribusi Sisipan Pengumpulan Data Tempat dan Waktu Pengambilan Data Prosedur Perhitungan Flowchart Pembuatan Laporan Akhir dan Prosedur Perhitungan Gardu Distibusi I.1913 dan I Data Beban Gardu I.1913, I.762 dan PC Data beban gardu distribusi I Daya terpasang gardu distribusi I Data beban gardu distribusi I Daya terpasang gardu distribusi I Data beban gardu distribusi sisipan PC Jaringan Tegangan Rendah Gardu Distribusi Data Resistansi dan Reaktansi Penghantar ix

10 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Keadaan Gardu distribusi I.1913 dan I.762 dan Gardu Distribusi Sisipan PC Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Gardu distribusi I.1913 dan I.762 Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan Pengaruh Pemasangan Transformator Distribusi Sisipan PC Pembebanan pada transformator sisipan PC Perhitungan pembebanan di gardu I.1913 dan I.762 setelah pemasangan transformator sisipan Drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi sisipan PC Perubahan drop tegangan dan rugi daya pada gardu I.1913 dan I Analisa BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan Tabel 3.2 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan Tabel 3.3 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan Tabel 3.4 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan Tabel 3.5 Daya terpasang pada Gardu I Tabel 3.6 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan Tabel 3.7 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan Tabel 3.8 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan Tabel 3.9 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan Tabel 3.10 Daya terpasang pada Gardu I Tabel 3.11 Hasil pengukuran arus saat beban puncak pada gardu sisipan PC Tabel 3.12 Hasil pengukuran tegangan saat beban puncak pada gardu sisipan PC Tabel 3.13 Panjang Penghantar Gardu I.1913 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan Tabel 3.14 Panjang Penghantar Gardu I.762 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan Tabel 3.15 Panjang Jaringan Gardu Distribusi PC Tabel 3.16 Data resistansi dan reaktansi kabel penghantar xi

12 Tabel 3.17 KHA kabel pilin udara pada suhu keliling maksimum Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.1913 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan D I.1913 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.3 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A I.762 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.762 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.6 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Sebelum Trafo Sisipan Tabel 4.7 Perubahan Presentase Pembebanan Transformator (%) pada I.1913 dan I Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B Gardu Sisipan PC Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C1 Gardu Sisipan PC Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C2 Gardu Sisipan PC Tabel 4.11 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya Jurusan pada Gardu Sisipan PC Tabel 4.12 Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A (Baru) Gardu I.762 Setelah Trafo Sisipan Tabel 4.14 Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Tabel 4.15 Perubahan Drop Tegangan pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan xii

13 Tabel 4.16 Perubahan Rugi Daya pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan xiii

14 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Pengelompokan Sistem Distribusi Tenaga Listrik... 6 Gambar 2.2 Diagram Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik... 7 Gambar 2.3 Bagian-bagian Sistem Distribusi Primer... 8 Gambar 2.4 Skema Saluran Sistem Radial... 9 Gambar 2.5 Skema Saluran Tie Line Gambar 2.6 Skema Saluran Sistem Loop Gambar 2.7 Skema Saluran Sistem Spindel Gambar 2.8 Skema Saluran Sistem Cluster Gambar 2.9 Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan konsumen Gambar 2.10 Gambar fluks magnet transformator Gambar 2.11 (a) Transformator tipe inti dan (b) Tipe cangkang Gambar 2.12 Tegangan AC yang diterapkan pada beban dan diagram fasor. (a) Rangkaian R dan X, (b) Diagram Vektor I dan V Gambar 2.13 Segitiga daya kompleks Gambar 2.14 Arus Sefasa dengan Tegangan Gambar 2.15 Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ Gambar 2.16 Arus mendahului dari tegangan sebesar sudut φ Gambar 2.17 Diagram fasor saluran distribusi Gambar 2.18 Jala Terbuka dengan Beban Terbagi Rata Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Laporan Akhir Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Perhitungan Gambar 3.3 Single Line Diagram Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Gambar 3.4 Gardu Distribusi I Gambar 3.5 Gardu Distribusi I Gambar 3.6 Saluran tegangan rendah gardu distribusi I Gambar 3.7 Saluran tegangan rendah gardu distribusi I xiv

15 Gambar 3.8 Gardu Distribusi Sisipan PC Gambar 3.9 LV Panel Gardu Distribusi Sisipan PC Gambar 4.1 Keadaan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan Gambar 4.2 Keadaan Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Gambar 4.3 Grafik Presentasi Pembebanan Transformator Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan B I Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan A I Gambar 4.6 Grafik Perubahan Rugi Daya (kw) Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan xv

16 LAMPIRAN Lampiran 1 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 3 Surat Kesepakatan Bimbingan Lampiran 4 Surat Permohonan Magang Lampiran 5 Absensi Magang Lampiran 6 Catatan Kegiatan Harian Magang Laporan Akhir Lampiran 7 Nota Dinas Pengukuran Beban Gardu Lampiran 8 Surat Pengajuan untuk Pengambilan Data ke PT PLN Lampiran 9 Single Line Diagram Gardu Induk Talang Kelapa Lampiran 10 Single Line Diagram Penyulang Kresna Lampiran 11 Foto Gardu I.1913, I.762, dan PC0777 Lampiran 12 Data Meeting Gardu 2014 Lampiran 13 Hasil Pengukuran Meeting Gardu 2015 Lampiran 14 Mapping JTR Gardu I.1913, I.762 dan PC0777 Lampiran 15 Data Pelanggan Gardu I.1913 dan I.762 Lampiran 16 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir xvi