EVALUASI PEMAKAIAN BEBAN LISTRIK DI PT. TITAN PETROKIMIA NUSANTARA CILEGON BANTEN DALAM RANGKA PENGHEMATAN BIAYA PRODUKSI TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 EVALUASI PEMAKAIAN BEBAN LISTRIK DI PT. TITAN PETROKIMIA NUSANTARA CILEGON BANTEN DALAM RANGKA PENGHEMATAN BIAYA PRODUKSI TUGAS AKHIR Disusun Oleh : SONJAYA NIM : Konsentrasi : TEKNIK TENAGA LISTRIK PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA J A K A R T A 2008

2 LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir berjudul: EVALUASI PEMAKAIAN BEBAN LISTRIK DI PT.TITAN PETROKIMIA NUSANTARA CILEGON BANTEN DALAM RANGKA PENGHEMATAN BIAYA PRODUKSI Dibuat oleh: Nama : SONJAYA Nim : Peminatan : Teknik Tenaga Listrik Telah dipertahankan didepan dosen penguji pada hari Rabu, tanggal 04 Juni 2008 Tugas Akhir ini TELAH DITERIMA DAN DISETUJUI SEBAGAI SALAH SATU PERSYARATAN UNTUK MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK ELEKTRO Jakarta, Juni 2008 Pembimbing Koordinator Tugas Akhir ( Ir. Budi Yanto Husodo, MSc ) ( Ir. Yudhi Gunardi, MT ) ii

3 LEMBAR PERNYATAAN Tugas Akhir berjudul: EVALUASI PEMAKAIAN BEBAN LISTRIK DI PT.TITAN PETROKIMIA NUSANTARA CILEGON BANTEN DALAM RANGKA PENGHEMATAN BIAYA PRODUKSI Adalah benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan duplikasi dari karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan sumbernya. Yang membuat pernyataan: Nama : SONJAYA Nim : Mahasiswa jurusan Teknik Elektro, peminatan Teknik Tenaga Listrik, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. Jakarta, Juni 2008 ( Sonjaya ) ii

4 ABSTRAK Harga BBM yang tinggi sangat mempengaruhi terhadap biaya produksi listrik (power plant). Saat ini produksi listrik pemerintah (PLN) sedang mengalami kekurangn (deficit), hal ini disebabkan selain oleh tingginya harga minyak dunia juga banyaknya mesin pembangkit yang mengalami kerusakan. PT. TITAN Petrokimia Nusantara di Cilegon Banten adalah salah satu perusahaan petrokimia terbesar di Indonesia yang menggunakan tenaga listrik yang dipasok langsung dari PLN dengan kontrak daya sebesar kVA. Ratarata biaya rekening listrik yang harus dikeluarkan berkisar antara Rp ,- hingga ,- setiap bulannya. Melihat tingginya biaya rekening listrik yang dikeluarkan PT. TITAN Petrokimia Nusantara penulis merasa tergugah untuk melakukan pengamatan dan analisa sehingga bisa dilakukan penghematan biaya produksi dari sektor pembayaran rekening listrik. Dalam melakukan pengamatan ini penulis hanya membatasi pada peluang-peluang penghematan yang bisa dilakukan secara manajemen tidak secara menyeluruh pada audit energi. Dari hasil Pengamatan dan analisa didapatkan masih ada beberapa peluang penghematan yang bisa dilakukan diantaranya dengan menurunkan kapasitas daya terpasang, merubah harga batas energi WBP, dan mengatur penggunaan peralatan listrik secara benar. Dari hasil analisa ini penghematan yang bisa didapat sekitar Rp ,- setiap bulannya atau sekitar 9% dari biaya sebelumnya. iii

5 KATA PENGANTAR Dengan nama Allah Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang. Segala puji bagi Allah Tuhan seru sekalian alam yang telah memberikan rahmat dan karunia serta kemudahan dan telah berkenan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu secara langsung kepada: 1. Ir. Budi Yanto Husodo, MSc selaku dosen pembimbing dan ketua jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana Jakarta yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan petunjuk dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 2. Ir. Yudhi Gunardi, MT selaku kordinator Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana Jakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Herlina, istri tercinta beserta anak-anak tercinta Alfatih Aziz Amin dan Robby Nurcahyadi yang telah memberikan dukungan dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini sampai akhir. 4. Kedua orang tercinta Mimin. K (ibu) dan almarhum R. Undang. S (bapak) yang telah memberikan restu dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan studi ini. 5. Rekan-rekan sejawat di PT.TITAN, Ir. MS Lubis, Hari Sukrisno, Fadjar Luthfie, Ir. Rokhmatulloh dan seluruh karyawan serta staf PT. TITAN Petrokimia Nusantara yang telah banyak membantu dalam penyelesaian studi ini. 6. Dosen-dosen FTI jurusan Teknik Elektro, dan juga rekan-rekan sejawat di Universitas Mercu Buana yang telah banyak membantu selama menyelesaikan studi ini. Akhir kata hanya doa yang dapat kami berikan semoga Allah SWT dapat memberikan balasannya amin. Cilegon, Juni 2008 Penulis iv

6 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL. LEMBAR PENGESAHAN.... LEMBAR PERNYATAAN.. ABSTRAK.. KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI.. DAFTAR TABEL.. DAFTAR GAMBAR. i ii iii iv v viii ix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Metode Peneliatian Sistematika Penulisan BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sifat Kelistrikan Daya Kompleks Segitiga Daya Faktor Daya Perbaikan Faktor Daya Kebutuhan atau Demand Kebutuhan Maksimum Manajemen Energi Peralatan Listrik Motor Motor Listrik Transformer Capacitor Sistim Penerangan Sistim Pendingin Dasar Perhitungan Rekening Listrik v

7 2.3.1 Biaya Beban Biaya Pemakaian Konsumsi Energi Listrik Tarif Disinsentif Denda Tarif Pajak Penerangan Jalan Total Biaya Rekening Listrik. 26 BAB III BEBAN LISTRIK DI PT.TITAN PETROKIMIA NUSANTARA 3.1 Sistim Kelistrikan Identifikasi Beban Berdasarkan Jenis Operasinya Capacitor Bank Beban Maksimum Pemakaian Peralatan Listrik di PT. TITAN Chemical Motor Listrik Transformer atau Trafo Sistim Penerangan Sistim Tata Udara (HVAC) Perhitungan Rekening Listrik Biaya Beban Biaya Pemakaian Energi Listrik Biaya Kelebihan Daya Maksimum WBP (KVA max) Biaya Kelebihan Batas Energi WBP Biaya Denda Biaya Pajak Penerangan Jalan Total Rekening Listrik 40 BAB IV PELUANG PENGHEMATAN BIAYA ENERGI LISTRIK 4.1 Mengurangi Rugi-Rugi Pada Sistim Jaringan Distribusi Peningkatan Faktor Daya Kualitas Sumber Distribusi Tenaga Listrik Kualitas Motor Listrik Kualitas Trafo Daya Penghematan Pembayaran Rekening Listrik Penurunan Daya Terpasang 48 vi

8 4.2.2 Perubahan Batas Energi WBP Penghematan Pemakaian Peralatan Listrik Mematikan Motor 1-MC-849 dan 2-MC Mematikan AC Ruangan Kontrol Inverter Pemakaian Motor Listrik Penghematan Pemakaian Lampu Penerangan Perhitungan Penghematan dari Aspek Ekonomis. 56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran-Saran DAFTAR PUSTAKA. 63 LAMPIRAN vii

9 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Beban maksimum PT. TITAN Petrokimia Nusantara. 2 Tabel 2.1 Efek keseimbangan tegangan saat beban penuh motor 200hp 18 Tabel 2.2 Peningkatan harmonic karena kapasitor.. 19 Tabel 2.3 Reflectans dari beberapa warna permukaan 20 Tabel 2.4 Reflectans dari beberapa ruang. 21 Tabel 2.5 Faktor transmisi gelas dan plastic. 21 Tabel 2.6 Golongan Tarif Untuk Keperluan Industri Berdasarkan TDL Tabel 3.1 Ringkasan daya tersambung dan daya pada saat beban penuh.. 29 Tabel 3.2 Identifikasi Daya Peralatan Saat Normal Operasi 31 Tabel 3.3 Load summary 32 Tabel 3.4 Identifikasi motor listrik dengan kapasitas diatas 100kW. 36 Tabel 3.5 Beban trafo.. 36 Tabel 3.6 Data Lampu Penerangan. 37 Tabel 3.7 Data Lampu Penerangan Darurat Tabel 3.8 Data Hasil Pengukuran Sistim Air Conditioning 38 Tabel 3.9 Pembayaran Rekening Listrik Tahun Tabel 4.1 Hasil pengukuran trafo daya TRF Tabel 4.2 hasil pengukuran trafo daya TRF Tabel 4.3 Perhitungan Penentuan Batas Energi WBP. 52 Table 4.4 Hasil pengukuran motor 1-MC Tabel 4.5 hasil pengukuran motor 7-MP-101B.. 55 Tabel 4.6 Rekapitulasi Perhitungan Penghematan Tahun Tabel 4.7 Perhitungan rencana penghematan. 60 viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Perbandingan Produksi Terhadap Daya Listrik 3 Gambar 2.1 Segitiga Daya Untuk Suatu Beban Induktif. 8 Gambar 2.2 Segitiga Daya Untuk Beban Kombinasi 8 Gambar 2.3 Perbaikan Faktor Daya Dengan Daya Aktif Konstan 9 Gambar 2.4 Perbaikan Faktor Daya Dengan Daya Aktif Tetap 10 Gambar 2.5 Kurva Beban Harian.. 11 Gambar 2.6 Cara Menentukan Besaran Kebutuhan (demand). 12 Gambar 2.7 Prinsip Umum Manajemen Energi 14 Gambar 2.8 Pengaruh Tegangan Motor Induksi Saat Beban Penuh 16 Gambar 2.9 Karakteristik motor untuk berbagai variasi beban. 17 Gambar 2.10 Pembebanan Trafo Terhadap Umur Trafo 19 Gambar 3.1 Distribusi Daya Listrik Berdasarkan Area Pabrik PT.TITAN.. 27 Gambar 3.2 Alur proses produksi polyethylene (PE).. 29 Gambar 3.3 Bagan satu garis pemasangan capacitor bank di PT. TITAN.. 33 Gambar 3.4 Grafik factor daya (cos ϕ) tahun Gambar 3.5 Kurva beban harian PT.TITAN. 34 Gambar 3.6 Grafik komponen pembayaran rekening listrik tahun Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Faktor Daya Tahun Gambar 4.2 Sistim Distribusi Listrik PT.TITAN 45 Gambar 4.3 Kurva beban harian PT. TITAN 20 Desember Gambar 4.4 Kurva Beban Maksimum Tahun Gambar 4.5 Kurva produksi harian 20 Desember Gambar 4.6 Grafik Biaya Energi Listrik Sebelum dan Sesudah Penghematan.. 59 ix

11 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Saat ini pemerintah sedang giat-giatnya melakukan program penghematan energi listrik secara nasional, hal ini dipicu oleh semakin meningkatnya harga minyak dunia, yang mana salah satu bahan baku yang dipergunakan pada produksi listrik (power plant) adalah bahan bakar minyak (BBM). Berbagai program dilakukan, misalnya melakukan program hemat energi dengan cara memberikan himbauan kepada setiap konsumen untuk mematikan dua buah lampu antara jam sampai jam dengan harapan masyarakat akan tergugah untuk melakukan gerakan hemat energi mulai dari rumah, dari sektor industripun pemerintah melakukan anjuran untuk melakukan program hemat energi dengan cara mengurangi beban pada saat beban puncak (peak load) dengan harapan dapat mengurangi konsumsi energi listrik secara nasional. Salah satu industri yang menggunakan energi listrik dalam produksinya adalah PT. TITAN Petrokimia Nusantara yang langsung dipasok dari PLN, dimana tenaga listrik ini dipergunakan oleh perusahaan untuk memproduksi Polyethylene yang menghasilkan biji plastik sebagai bahan baku pembuatan barang-barang plastik, perusahaan ini berlokasi di Merak. Sejak Desember 1999 kapasitas listrik terpasang di PT TITAN Merak adalah 40MVA dimana pada saat itu pabrik beroperasi dengan tiga Train yaitu Train-1, Train-2, dan Train-3 termasuk United Air Product salah pabrik gas yang memasok bahan baku gas ke PT. TITAN. Dibawah ini terlampir tabel 1.1 beban maximum PT.TITAN yang sempat dicatat (rekaman dari MVA max di PLN) mulai Mei 1999 hingga Desember Tabel 1.1 Beban maximum PT.TITAN (dalam MVA) 1

12 Dari data di atas, PT.TITAN belum pernah menggunakan daya listrik diatas 40 MVA. Dengan rate produksi sebagai berikut: Train-1: 18ton/jam Train-2: 18 ton/jam Train-3: 20 ton/jam Sejak Mei 2004 karena pertimbangan faktor ekonomi dan efisiensi dimana pasar biji plastik polyethylene mengalami penurunan diputuskan satu reactor yaitu train-3 dimatikan untuk menghemat biaya produksi, dengan memaksimalkan produksi di Train-1 dan Train-2. Mengingat tingginya biaya listrik dimana hanya dua reactor yang berproduksi, maka perusahaan perlu meyakinkan bahwa peralatan listrik yang terpasang pemakainnya telah sesuai dengan kebutuhan proses produksi. Namun untuk meyakinkannya perlu dilakukan suatu evaluasi dilapangan, yang pada akhirnya bertujuan agar pemakaiain energi listrik dapat digunakan lebih optimal dan effisien tanpa mengganggu ataupun menurunkan produktivitas perusahaan. Berdasarkan rencana produksi PT.TITAN ditahun-tahun mendatang ratarata mentargetkan produksi ton per tahun. Bila dalam setahun pabrik dimatikan selama sepuluh hari untuk pemeliharaan maka sisa hari produksi 2

13 adalah 345 hari, artinya rata-rata produksi PT.TITAN adalah 28 ton/jam. Jumlah produksi 28 ton/jam ini bisa dicapai cukup dengan menjalankan dua train saja masing-masing 14 ton/jam. Pada gambar 1.1 diperlihatkan bahwa ketika produksi mencapai 34 ton/jam dengan masing-masing train 17 ton/jam daya listrik yang terpakai adalah 17MW atau 17.5MVA, artinya harga tersebut masih sangat jauh dari daya terpasang sehingga menjadi tidak effisien. Train-1 (ton/h) Train-2 (ton/h) Daya Aktif (MW) Daya Kompleks (MVA) Produksi (t/h) Daya Listrik Jam Gambar 1.1 grafik perbandingan produksi terhadap daya listrik Dengan kapasitas seperti saat ini, PT TITAN harus mengeluarkan biaya rekening bulanan bisa mencapai antara Rp ,- s/d Rp ,- yang dapat mengkonstribusi sekitar ± 30% dari total biaya produksi. Oleh karena itu penulis mencoba untuk mengkaji kapasitas daya terpasang di PT.TITAN dan juga mengevaluasi pemakaian energi listrik sehingga bisa dilakukan penghematan untuk mengurangi biaya produksi dari energi listrik. 1.2 Perumusan Masalah Kurangnya kualitas daya listrik merupakan latar belakang masalah dari pemborosan energi listrik, dimana dengan rendahnya kualitas daya terdapat 3

14 bermacam-macam pemborosan energi listrik (rugi-rugi). Penyebab-penyebab rendahnya kualitas daya dikarenakan bermacam-macam factor, diantarnya: Rendahnya faktor daya pada beban Besarnya harmonic Ketidakseimbangan beban Naik turunnya tegangan Penghematan energi listrik merupakan suatu perpaduan antara sikap dan perilaku pengguna energi dengan kondisi kualitas daya yang digunakan oleh pengguna energi untuk mendapatkan suatu tingkat effisiensi yang optimum. Dalam evaluasi ini penulis akan merumuskan beberapa masalah: Dengan melihat beban harian apakah kapasitas daya terpasang di PT.TITAN sudah cukup optimum Apakah factor daya pada beban sudah cukup bagus Apakah pemakaian energi listrik sudah optimum Bagaimana dengan peralatan listrik yang digunakan apakah sudah mempunyai effisiensi yang tinggi, misalkan dari besarnya total harmonic distorsion (THD) Dengan regulasi PLN yang menerapkan sistim insentif/disinsentif pada rekening listrik khusus pelanggan industri apakah ada yang bisa dioptimumkan Dari hasil evaluasi ini nantinya bisa didapat hasil yang dapat memberikan rekomendasi demi tercapainya effisiensi pembayaran rekening listrik. 1.3 Tujuan Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah sbb. 1. Untuk melakukan studi evaluasi dan menganalisa kemungkinan dilakukannya penurunan daya terpasang energi listrik diperusahaan PT. TITAN dan menghitung nilai ekonomisnya. 2. Melakukan penghematan biaya energi listrik di PT.TITAN dengan mengevaluasi komponen-komponen yang mempengaruhi besarnya pembayaran rekening listrik. 4

15 1.4. Metode Penelitian Secara garis besar langkah-langkah yang dilakukan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Penelitian Literatur Penelitian ini dilakukan dengan mencari data-data yang diperoleh dari sumber informasi yang telah ada, yang dapat dipakai sebagai acuan, seperti buku-buku, jurnal, ilmiah, modul kuliah, dan lain sebagainya. 2. Penelitian di Tempat Kerja/Lapangan Mengumpulkan data-data yang diperlukan untuk melakukan analisa, seperti data peralatan, gambar jaringan distribusi, data pemakaian daya dan rekening bulanan yang terdokumentasi diperusahaan. 3. Tanya Jawab Melakukan Tanya jawab dengan pembimbing dan relasi ditempat kerja ataupun pihak lain yang terkait untuk mendapatkan informasi yang berhubungan dengan materi Tugas Akhir 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan Tugas Akhir ini terdiri dari lima bab. Bab satu merupakan pendahuluan yang berisikan latar belakang masalah, tujuan, perumusan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan. Pada Bab dua dibahas mengenai landasan teori tentang usaha yang perlu diketahui dan dilakukan untuk mencapai langkah-langkah penghematan pemakaian energi listrik. 5

16 Bab ketiga berisi tentang analisa data-data yang didapat dari lapangan (tempat kerja) untuk dievaluasi apakah pemakaian energi listrik sudah optimal atau masih ada kemungkinan lain yang bisa dilakukan agar pemakaian energi listrik lebih optimal dan efisien. Pada Bab empat akan dibahas langkah-langkah penghematan yang akan dilakukan berdasarkan hasil analisa pada bab sebelumnya. Sedangkan Bab lima berisikan kesimpulan. 6

17 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Sifat Kelistrikan Daya Kompleks Jika persamaan-persamaan phasor untuk tegangan dan arus diketahui, perhitungan untuk daya nyata dan reaktif dapat dilakukan dengan mudah dalam bentuk kompleks. Jika tegangan pada suatu beban atau pada bagian dari suatu rangkaian dan arus kebeban atau bagian tersebut dinyatakan dengan V=IVI α dan Ι=IΙI β, maka perkalian dari tegangan dan conjugate dari arus adalah: VΙ* = V α x Ι -β = IVI.IΙI α-β (2.1) Kuantitas ini, yang juga disebut daya kompleks, biasanya ditulis sebagai S. Dalam bentuk kompleks menjadi S = IVI.IΙI cos (α - β) + j IVI.IΙI sin (α - β) (2.2) Karena α - β adalah merupakan sudut fasa antara tegangan dan arus, jadi sama dengan θ dalam persamaan-persamaan terdahulu, maka S = P + j Q (2.3) Daya reaktif Q akan menjadi positif jika sudut fasa α - β diantara tegangan dan arus adalah positif, jadi jika α>β, yang juga berarti bahwa arus adalah tertinggal (lagging) terhadap tegangan. Sebaliknya, Q akan menjadi negative untuk β>α, yang berarti pula bahwa arus mendahului terhadap tegangan. Ini adalah sesuai dengan pemilihan positif untuk daya reaktif dari suatu rangkaian induktif dan tanda negative untuk daya rekatif dari suatu rangkaian kapasitif. Untuk mendapatkan tanda yang benar bagi Q diperlukan perhitungan S sebagai VΙ* dan bukannya V*Ι, karena yang tersebut belakangan ini akan membalikan tanda untuk Q. 7

18 2.1.2 Segitiga Daya Persamaan 2.3 memungkinkan suatu metode grafis untuk mendapatkan P overall, Q dan sudut fasa untuk beberapa beban yang dihubungkan parallel, karena cos θ adalah P/ISI. Suatu segitiga daya dapat digambar untuk suatu beban induktif, seperti terlihat pada gambar 2.1. Untuk beberapa beban-beban yang dihubungkan parallel, P total adalah jumlah daya rata-rata dari semua beban, yang harus digambar pada sumbu mendatar untuk suatu analisa grafis. Untuk suatu beban induktif, Q digambarkan vertikal kebawah. Gambar 2.1 Segitiga daya untuk suatu beban induktif Gambar 2.2 melukiskan segitiga daya yang disusun dari P 1, Q 1, dan S 1 untuk suatu beban tertinggal dengan sudut fasa θ 1 dikombinasikan dengan segitiga daya yang disusun dari P 2, Q 2, dan S 2, yang merupakan beban kapasitif dengan θ 2 yang negative. Kedua beban yang dihubungkan parallel ini menghasilkan suatu segitiga dengan sisi-sisi P 1 +P 2, dan Q 1 +Q 2 dan hipotenusa S R. Sudut fasa antara tegangan dan arus yang dicatu kebeban kombinasi adalah θ R. Gambar 2.2 Segitiga daya untuk beban kombinasi, perhatikan Q 2 adalah negatif 8

19 2.1.3 Faktor Daya (Power Factor) Faktor daya pada dasarnya didefinisikan sebagai perbandingan daya-aktif dengan daya-semu, dan dinyatakan oleh persamaan (2.4). Jadi: atau: Faktor daya = Daya - aktif = Daya semu P S P Faktor daya = cos ϕ = (2.4) S Sudut ϕ adalah sudut fasanya, dimana arus mengikut tegangan dari beban yang bersangkutan Perbaikan Faktor Daya Beban listrik umumnya berupa beban induktif dengan faktor daya 80% mengikut. Oleh sebab itu, beban seperti ini yang distribusi arusnya mengikut (lag) terhadap tegangan, seperti yang terlihat pada gambar 2.3. Cosinus dari sudut yang dibentuk antara arus dan tegangan dikenal sebagai faktor-daya (power factor). a. Diagram fasor, b. Segitiga daya Gambar 2.3 Perbaikan faktor daya dengan daya aktif konstan Bila komponen dari arus I yang sefasa dan tidak sefasa dikalikan dengan tegangan, maka didapat hubungan antara daya-aktif (P) daya-reaktif (Q) dan daya kompleks (S) atau apparent power (gambar 2.3b). Bila dipasang kapasitor pada sisi beban, maka komponen daya-reaktif (Q) dari daya-semu (S) akan berkurang. Pada gambar 2.4 digambarkan bagaimana cara mengoreksi faktor daya dari sistem. Dari gambar ini, kelihatan bahwa kapasitor merupakan sumber dayareaktif kapasitif, dan akan menekan daya reaktif dari beban. 9

20 Gambar 2.4 Perbaikan faktor daya dengan daya aktif tetap Misalkan bahwa suatu beban yang mempunyai daya aktif sebesar P (kw), daya reaktif Q (kvar) dan daya kompleks S 1, maka faktor daya = Cos ϕ 1 = P S 1 atau P cosϕ 1 = (2.5) 2 P + Q 2 1 Bila kapasitor shunt dengan kapasitas Q C, kvar dipasang pada sisi beban, maka factor daya diperbaiki menjadi: P P cosϕ 2 = = S P + Q 2 atau P cosϕ 2 = (2.6) 2 2 P + ( Q ) 1 Q C Bila faktor daya semula disebut cosϕ 1 dan diperbaiki menjadi cosϕ 2 maka besamya kapasitor = Q C dapat ditentukan sebagai berikut: Q C = P (tan ϕ 1 - tan ϕ 2 ) kvar (2.7) atau 1 1 Qc ( KVar) = P(( KW ) x 1 1 (2.8) 2 pf 2 1 pf 2 Dimana: Q C = dalam kvar P = daya aktif dalam kw ϕ 1 = sudut fasa awal 10

21 2.1.5 Kebutuhan atau Demand Beban listrik biasanya diukur dalam Amper, kilowatt atau kilovolt-amper. Yang dimaksud dengan kebutuhan suatu sistem ialah beban rata-rata yang dibutuhkan selama selang waktu yang singkat, jadi bukan harga sesaatnya. Tanpa menyebutkan selang waktunya, kebutuhan tersebut tidak mempunyai arti apa-apa. Pada Gambar 2.5 terlihat variasi suatu beban dalam sehari dan diperlihatkan juga selang waktu dari bebannya (kebutuhan). Beban (kebutuhan) merupakan harga rata-rata beban dimana alat tersebut dipakai pada suatu sistem selama suatu selang waktu. Teraan beban kontinyu (rated continuos load) merupakan teraan pelat-nama (name plate) dari alat tersebut bila beroperasi pada keadaan tertentu yaitu pada kondisi teraannya dan temperaturnya tidak melebihi ketentuan yang ada. Gambar 2.5 Kurva beban harian Kebutuhan Maksimum Kebutuhan maksimum dari suatu instalasi didefinisikan sebagai suatu beban (kebutuhan) yang terbesar atau tertinggi yang terjadi selama periode tertentu. 11

22 Periode tertentu itu dapat dalam sehari, sebulan maupun dalam setahun. Pada gambar 2.5. periodenya harian, yaitu variasi pembebanan trafo distribusi selama sehari. Selanjutnya beban puncak harus diartikan beban rata-rata selama selang waktu tertentu, dimana kemungkinan terjadinya beban yang tertinggi dalam periode selama kurva beban tersebut. Gambar 2.5 merupakan salah satu contoh beban harian dari transformator distribusi dimana beban puncaknya selama selang waktu 1 jam, yaitu antara pukul (titik A) dan pukul (titik B). Nilai rata-rata kurva A-B, merupakan kebutuhan puncaknya (kebutuhan maksimum). Perlu diingatkan disini bahwa kebutuhan puncak (kebutuhan maximum) bukan merupakan nilai sesaat, tetapi nilai rata-rata selama selang waktu tertentu, biasanya selang waktu tertentu tersebut adalah 15 menit, 30 menit atau satu jam. Untuk mendapatkan pengertian yang lebih jelas mengenai kebutuhan puncak, perhatikanlah kurva suatu beban selama 5 jam seperti terlihat pada gambar 2.6. Pada gambar 2.6 ini terlihat bahwa kebutuhan puncak pada selang waktu 30 menit terjadi pada selang waktu A-B, yaitu antara pukul 8.30 sampai pukul 9.00, nilainya adalah 192 kw. Jika kita amati lebih lanjut, ternyata bahwa beban yang tertinggi selama waktu 30 menit dari keseluruhan kurva ini terjadi pada selang waktu A-B, jadi nilai 192 kw merupakan beban puncak (kebutuhan maksimum) dari keseluruhan kurva beban ini selama selang waktu 30 menit. Gambar 2.6 Cara menentukan besaran kebutuhan (demand) 12

23 Lebih lanjut, kebutuhan maksimum atas dasar selang waktu 15 menit akan terdapat pada selang waktu M-N, dan nilainya adalah 203 kw. Jelas terlihat disini, bahwa bila basis selang waktu dirubah, posisi dari kebutuhan maksimum berubah disamping nilainya. Kebutuhan maksimum untuk selang waktu 30 menit lebih kecil daripada selang waktu 15 menit. Dari pembahasan di atas jelaslah bahwa pengertian kebutuhan maksimum tanpa disertai lamanya selang waktu tidak mempunyai arti apa-apa. Sebagai contoh, kebutuhan maksimumnya = 150 kw, ini tidak mempunyai arti yang khusus. Agar supaya kebutuhan maksimum mempunyai arti maka perlu diketahui: a. Jenis kurva beban yang ditinjau; beban harian, bulanan atau tahunan (jadi periode dari kurva tersebut) b. Selang waktu yang dipakai, misainya 15 menit atau 30 menit dan metoda yang dipakai dalam menentukan nilai rata-ratanya. 2.2 Manajemen Energi Peralatan Listrik Manajemen energi pada peralatan listrik adalah suatu cara untuk mengoptimisasi peralatan listrik sesuai dengan kegunaannya dan mengurangi kerugian yang timbul saat peralatan listrik tersebut digunakan. Biasanya peralatan listrik yang sering dilakukan audit adalah motor listrik, trafo, lampu penerangan, kapasitor, HVAC, dll. Gambar 2.7 memperlihatkan bagan satu garis dari prinsip umum manajemen energi. 13

24 Gambar 2.7 Prinsip umum manajemen energi Motor - Motor Listrik Ada tiga komponen energi listrik yang dibutuhkan oleh sebuah motor yaitu: 1. Beban mekanik (Mechanical Loads) pada motor 2. Rugi mekanik (Mechanical Losses) dalam motor 3. Rugi listrik (electrical losses) dalam motor dan rugi pada sistim tenaga listrik (Electrical network losses) Rugi-rugi listrik merupakan fungsi dari kondisi lingkungan listrik, sifat beban, dan disain motor. Cara yang biasa digunakan untuk mengukur kinerja motor adalah efisiensi yang berhubungan dengan rugi-rugi dan kerja produktif yang dilakukan motor. Bila motor tidak beroperasi pada beban yang konstan, maka efisiensi harus didefinisikan kembali. Misal motor tidak dibebani selama waktu 80% dan dibebani 150% dari name plate selama waktu 20%. Efisiensi motor harus didefinisikan kembali sebagai: 14

25 Efisiensi = (to tal output dalam hp hour) x (0.746/cycle) (2.9) Total input dalam kwh/cycle Siklusnya mungkin hanya seberapa detik tergantung karakteristik beban. Umur dari motor listrik merupakan fungsi dari temperature operasi. Kenaikan temperature akan mengurangi usia isolasinya. Salah satu factor yang dipengaruhi temperature adalah kumparan motor listrik dimana dapat dirumuskan: Rt 2 = Rt 1 x (M + t 2 ) (2.10) (M + t 1 ) dimana: Rt 1 dan Rt = tahanan DC (Ohm) 2 T 1 dan T 2 = temperature ( C) M = konstanta; 241 untuk tembaga dan 228 untuk alumunium Pengurangan temperature motor sebesar 10C akan mengurangi rugi resistansi dc konduktor sebesar 3-4%. Efisiensi seluruh peralatan listrik mempunyai beberapa sensitivitas terhadap magnitude tegangan catu, keseimbangan fasa, bentuk gelombang, dan frekuensi. Motor dan trafo didesain untuk kenaikan temperature yang spesifik dalam batasan ± 10% dari nameplate. Dibutuhkan ukuran konduktor yang sesuai untuk membawa arus pada tegangan 10% dan rangkaian magnetic yang sesuai untuk tegangan +10%. Bila frekuensi bervariasi maka efisiensi harus diperhatikan karena lebih berhubungan dengan volt per herz. Rasio volt per hz yang konstan menghasilkan kerapatan fluks yang konstan dan ini merupakan parameter yang signifikan. Ketidak seimbangan tegangan fasa, kedip, dan distorsi tegangan akan menambah rugi-rugi sistim dan peralatan. Rugi-rugi ini dihasilkan oleh dua efek yaitu arus yang mengalir didalam komponen dan efek kulit yang terjadi dalam konduktor yang besar. Arus harmonik yang terjadi memberi efek pemanasan karena meningkatnya resistansi akibat efek kulit. Lebih jauh efek kulit terjadi didalam rotor. Rotor didisain untuk diberi arus dc untuk motor sinkron dan untuk rotor pada frekuensi slip 1-2 Hz. Ketidakseimbangan tegangan memberi dampak yaitu munculnya arus frekuensi tinggi dua kali dari frekuensi saluran yang mengalir pada rotor. Ketidak 15

26 seimbangan tegangan sebesar 5% dapat mengakibatkan arus yang tidak seimbang sebesar 20-30%. Resistansi efektif rotor pada frekuensi 120% mendekati 5-6 kali resistansi dc. Sehingga kenaikan rugi motor pada saat beban penuh dapat meningkat sampai 50%. Gambar 2.8 memperlihatkan karakteristik tegangan, faktor daya, dan arus motor induksi pada saat beban penuh. Gambar 2.8 Pengaruh tegangan motor induksi saat beban penuh Efisiensi maksimum terjadi pada tegangan diatas 100%, tetapi faktor daya maksimum terjadi mendekati tegangan 85%. Sedangkan arus minimum tidak terjadi pada saat faktor daya maksimum. 16

27 Gambar 2.9 Karakteristik motor untuk berbagai variasi beban Gambar 2.9 menunjukan keuntungan bila dilakukan regulasi tegangan kenilai tegangan optimum untuk beban motor tertentu. Kemungkinan untuk meningkatkan efisiensi pada beban yang ringan dapat dilakukan dengan menurunkan tegangan mesin. Teknik penurunan tegangan digunakan pada alat penghemat energi, tetapi ada tiga hal yang harus diperhatikan yaitu: 1. Jika motor dioperasikan untuk beban yang berubah cepat, akan menyebabkan stall, bila tegangan tidak dinaikan untuk memberikan torsi yang cukup. 2. Jika tegangan diatur kenilai optimum dengan thyristor akan menyebabkan distorsi gelombang yang akan menambah rugi-rugi 3. Bila kapasitor dipasang untuk memperbaiki fkctor daya, tegangan juga akan bertambah. Hal ini akan menambah efisiensi pada saat beban penuh, tetapi akan menurunkan efisiensi pada beban yang lebih rendah. Ketidak seimbangan tegangan akan menaikan rugi-rugi motor. Seperti ditunjukan pada tabel

28 Tabel 2.1 Efek keseimbangan tegangan saat beban penuh motor 200hp Tegangan tidak seimbang (%) Kenaikan rugi-rugi (%) Kenaikan temperature (C) - Kelas A Kelas B Distorsi harmonik akan menyebabkan kenaikan rugi-rugi bila dibandingkan dengan tabel Transformer Transformer atau biasa disebut trafo jarang sekali dioperasikan pada beban penuhnya, sehingga efisiensi siklusnya lebih banyak digunakan. Siklus spesifik untuk mengevaluasi trafo harus memperhatikan perkiraan kondisi operasi dimasa yang akan datang dan kondisi awal. Banyak trafo diperbesar kapasitasnya sehingga dapat dibebabni dengan beban extra selama keadaan darurat atau kondisi pemadaman rutin karena pemeliharaan. Trafo mempunyai rugi daya reaktif (I 2 R) dan rugi daya nyata. Bila reaktansi daya trafo tinggi dipilih karena untuk meminimumkan arus hubung singkat pada circuit breaker, hasilnya adalah terjadi kenaikan I 2 X dan akibatnya regulasi tegangan akan sangat jelek. Untuk memperbaiki regulasi perlu peralatan kendali tegangan tambahan. Distorsi bentuk tegangan juga akan menambah rugi-rugi yang akan timbul pada trafo. 18

29 Gambar 2.10 Pembebanan trafo terhadap umur trafo Kapasitor Kapasitor dalam jaringan digunakan untuk mengurangi rugi-rugi yang terjadi pada motor dan peralatan listrik lainnya dengan memberikan daya reaktif (VAR) secara lokal. Kapasitor sangat sensitif terhadap distorsi gelombang dan perhatian dilakukan untuk meminimasi masalah pada area ini. Ketika kapasitor digunakan dengan thirystor atau beban non linier yang lain (arc furnace, mesin las), resonansi harmonic antara kapasitor dengan sistim induktansi dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan. Meskipun resonansi tidak terjadi, penguatan harmonic dapat terjadi dan hal ini dapat menambah rugirugi sistim daripada pengurangannya untuk kondisi frekuensi normalnya. Tabel 2.2 Peningkatan harmonic karena kapasitor Harmonic Frequency as % of Resonance Frequency % Increase in Harmonic Voltage 100 Q*

30 2.2.4 Sistim Penerangan Sistim penerangan dalam sebuah industri adalah salah satu bagian yang sangat penting selain peralatan listrik yang berhubungan langsung dengan proses produksi. Pencahayaan yang kurang pada industri dan perkantoran sangat berpengaruh pada kelancaran suatu pekerjaan, tetapi sistim pencahayaan yang berlebihan juga tidak baik karena selain pemborosan energi juga biaya listrik yang tidak sesuai dengan kebutuhannya. Beberapa istilah mengenai pencahayaan yang harus diketahui adalah: Sistim penerangan yaitu bagian-bagian rangkaian listrik yang memasok pada lampu, ballast, dan peralatan kontrol lainnya seperti sakelar, dimmer, dll. Lumen yaitu ukuran banyaknya cahaya yang keluar dari lampu, misalkan lampu pijar 100 Watt akan meghasilkan 1750 lumen. Iluminasi yaitu distribusi cahaya pada permukaan mendatar dalam satuan footcandle/fc. Dalam manajemen energi untuk penerangan diperlukan data-data sebagai bahan audit, diantaranya: Replectans adalah perbandingan cahaya yang terpantul dengan cahaya yang datang pada warna permukaan. Replectans = Cahaya terpantul Cahaya yang da tan g (2.11) Tabel 2.3 Reflectans dari beberapa warna permukaan Warna Factor reflectans Putih 75 % Hijau, kuning, oranye 50 % Kelabu tua 30 % Coklat, biru tua 10 % Tabel 2.4 Reflectans dari beberapa ruang Ruang Factor reflectans Langit-langit % 20

31 Dinding % Lantai % Tansmisi adalah perbandingan cahaya yang diteruskan terhadap cahaya yang datang cahaya yangditeruskan transmisi = (2.12) cahaya yangdatang Tabel 2.5 Faktor transmisi gelas dan plastik Bahan Faktor transmisi Clear % Clear prismatic % Frosted % Macam-macam lampu: Incandenscent filament Fluorescent filament LPS (low pressure sodium) MV (metal vapour) MH (metal halide) HPS (high pressure sodium) Sistem Pendingin (HVAC) Sistim tata udara suatu ruangan atau sering kita sebut heating ventilating air conditioning (HVAC) merupakan salah satu peralatan listrik yang harus diatur dengan baik pemakaiannya dan penggunaannya, sehingga jangan sampai menjadi sumber pemborosan energi tanpa kegunaan yang optimal. Pengaturan infrastruktur dan peralatan listrik untuk mengatur tata udara adalah hal yang sangat penting dalam merancang suatu gedung baik itu perkantoran ataupun gardu listrik, berikut ini hal-hal yang harus diperhatikan: Penciutan perolehan panas matahari melalui jendela-jendela kaca dan pintu-pintu kaca dengan peneduhan luar misalkan menggunakan 21

32 kanopi, pemasangan tirai pada jendela, dll. Peneduhan ini akan mengurangi beban pendinginan sehingga kerja sistim pendingin akan lebih ringan. Pelapisan jendela dan pintu kaca yang menghadap langsung dengan sinar matahari dengan lapisan film yang bisa memantulkan panas. Isolasi dan warna-wrna yang lebih terang untuk atap dan dinding. Peralihan panas melalui bagian luar konstruksi sebuah gedung (dinding dan atap) disebabkan oleh penyerapan panas matahari oleh permukaan luar, dan beda temperature udara diluar dan udara didalam. Isolasi panas yang baik dari saluran (ducting) akan berpengaruh pada perbaikan kehandalan kerja AC, sehingga akan mengurangi konsumsi listrik. Memperbaiki kebocoran saluran udara (ducting) 2.3 Dasar Perhitungan Rekening Listrik Berdasarkan Tarif Dasar Listrik (TDL) tahun 2003 penggolongan tariff dibedakan menjadi beberapa kriteria: a. Dari segi kebutuhannya yaitu pelanggan rumah tangga, badan sosial, usaha, perhotelan, industri, kantor pemerintahan, dan penerangan jalan umum. b. Dari segi sistim tegangan penyambungan listriknya yaitu pelanggan tegangan rendah, pelanggan tegangan menengah, dan pelanggan tegangan tinggi. c. Dari segi batas daya yaitu pelanggan rumah tangga dengan batas daya 250VA, 450VA, 900VA, 1300VA, 2200VA, batas daya sampai dengan 99kVA seperti yang dipergunakan oleh perhotelan, dan sampai kepuluhan MVA sebagaimana yang dipergunakan oleh industri besar. 22

33 Tabel 2.6 memperlihatkan golongan tarif dan batasan dayanya untuk keperluan industri berdasarkan tarif dasar listrik (TDL) tahun Pembagian golongan tariff untuk industri ditentukan oleh besar kecilnya industri tersebut, golongan tariff industri kecil (I-1) dibagi menjadi empat karena tergantung batas dayanya yang berefek pada harga per KVA biaya bebannya. Secara lengkap Tarif Dasar Listrik (TDL) 2003 yang berlaku saat ini bisa dilihat dilampiran-1. Tabel 2.6 Golongan Tarif Untuk Keperluan Industri Berdasarkan TDL 2003 No Golongan Batas Daya Keterangan Tarif 1 I-1/TR s.d. 450VA Golongan tariff untuk keperluan industri kecil/rumah tangga 2 I-1/TR 900VA Golongan tariff untuk keperluan industri kecil/rumah tangga 3 I-1/TR 1.300VA Golongan tariff untuk keperluan industri kecil/rumah tangga 4 I-1/TR VA Golongan tariff untuk keperluan industri kecil/rumah tangga 5 I-1/TR VA Golongan tariff untuk keperluan industri kecil/rumah tangga 6 I-2/TR KVA Golongan tariff untuk keperluan industri sedang 7 I-3/TM 200 kva Golongan tariff untuk keperluan industri menengah 8 I-4/TT kva Golongan tariff untuk keperluan industri besar 23

34 Besarnya biaya rekening listrik yang harus dibayar oleh konsumen setiap bulan terdiri dari beberapa komponen: Biaya Beban Tarif daya terpasang atau kapasitas terpasang yang biasa disebut biaya beban adalah Rp/kVa/bulan yang mana harga setiap kva nya berbeda untuk setiap tariff. Biaya beban perbulan yang harus dibayar adalah: Biaya Beban = Kapasitas terpasang x harga per kva (2.13) Biaya Pemakaian Konsumsi Energi Listrik Biaya listrik bulanan dipengaruhi juga oleh konsumsi energi listrik yang dipakai selama sebulan. Dari tabel tariff dasar listrik (TDL) tahun 2003 dilampiran 1, biaya pemakaian masing-masing golongan tarif mempunyai aturan yang berbeda, sbb: a. I-1/TR, harga tarif per kwh pada golongan ini dibedakan menjadi dua blok yaitu tarif blok 1 dan blok 2. b. I-2/TR, besarnya tarif dibedakan berdasarkan pemakaian pada saat Waktu Beban Puncak (WBP) dan Luar Waktu Beban Puncak (LWBP). c. I-3/TM, besarnya tarif sama menggunakan sistem WBP dan LWBP, hanya disini ada tambahan faktor k yaitu faktor pengali apabila pemakaian WBP melebihi harga yang sudah ditentukan dan perhitungan jam nyala kurang dari 350 jam. d. I-4/TT, besarnya tarif baik saat WBP ataupun saat LWBP adalah sama. Sehingga perhitungan bulanan untuk pemakaian energi listrik adalah: Biaya Pemakaian = Jumlah konsumsi kwh WBP 1 + Jumlah konsumsi kwh LWBP x tarif per kwh (2.14) Tarif Disinsentif Berdasarkan peraturan yang baru dari PLN bahwa mulai Oktober 2005 sistim pembayaran rekening listrik untuk konsumen industri diberlakukan sistim 24

35 kva max dan daya max plus. Dengan sistim ini biaya tambahan yang diberlakukan oleh PLN adalah sistem disinsentif. a. Bea kelebihan kva max, yaitu biaya yang harus dikeluarkan apabila pemakaian daya maksimum melebihi setengah dari batas daya terpasang. Besarnya tariff kva max dibedakan menjadi dua yaitu: Apabila jam nyala kurang dari 350 jam/bulan maka tarifnya adalah 2 kali tariff biaya beban. Bea kva max = (daya maksimum ½.batas daya) x 2 x biaya beban (2.15) Apabila jam nyala lebih dari 350 jam/bulan maka tarifnya adalah seperti tariff biaya beban normal. Bea kva max = (daya maksimum ½.batas daya) x biaya beban (2.16) b. Bea kelebihan batas energi saat waktu beban puncak (WBP), yaitu biaya yang harus dikeluarkan apabila pemakaian energi WBP melebihi batas energi yang telah ditentukan. Penentuan batas energi ini berdasarkan kesepakatan antara PLN dengan konsumen, dimana harga tersebut diambil dari setengah harga rata-rata pemakaian energi listrik WBP selama enam bulan terakhir. Besarnya tariff batas energi ini adalah dua kali harga tariff per kwh. Bea batas energi = (Energi WBP terpakai batas energi) x 2 x biaya per kwh (2.17) Denda Selain sistim disinsentif yang diberlakukan saat ini seperti dijelaskan dalam sub Bab 2.4.2, ada satu biaya tambahan yaitu biaya denda karena faktor daya kurang dari harga yang ditentukan PLN, yaitu 62% harga tersebut biasanya hasil perhitungan dari perbandingan pemakaian energi reaktif kvarh terhadap energi aktif KW. Apabila harga factor daya kurang dari 62% dalam sebulan maka akan dikenakan denda tarif biaya per kvarh. Bea kvarh = Energi kvarh (Energi kwh x 0.62) x biaya per kvarh (2.18) 25

36 2.3.5 Tarif Pajak Penerangan Jalan Pajak penerangan jalan yang ditentukan oleh PLN adalah 2,4% dari total biaya pada poin s/d Bea PPJ = 2,4% x (Biaya Beban + Biaya Pemakaian + Disinsentif + biaya denda) (2.19) Total Biaya Rekening Listrik Rekening listrik bulanan yang harus dibayar oleh konsumen kepada PLN merupakan penjumlahan dari biaya pada poin s/d Total Rekening = Biaya Beban + Biaya Pemakaian + Biaya Disinsentif + Biaya Denda + Biaya pajak (2.20) 26

37 BAB III BEBAN LISTRIK DI PT TITAN PETROKIMIA NUSANTARA 3.1 Sistim Kelistrikan Sejak tahun 1992 PT TITAN Petrokimia Nusantara melakukan kontrak pasokan tenaga listrik dari PLN sebesar 50MVA dengan tegangan kerja 150kV/3 phasa. Dengan berjalannya waktu dan hasil evaluasi maka ditahun 1999 kapasitas tersebut diturunkan menjadi 40MVA. Sumber listrik dipasok seluruhnya dari PLN dengan menggunakan dua Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) sistem 150kV, pertama langsung dari PLTU Suralaya dan saluran kedua dari PLTU Suralaya melalui Cilegon Baru, sehingga dengan sistem dua saluran tersebut (system loop) kehandalan pasokan listrik dari PLN bisa lebih baik. Pasokan 150kV dari PLN kemudian diturunkan melalui dua buah trafo daya menjadi 11kV/3 phasa dengan kapasitas masing-masing 50MVA untuk mencatu beberapa motor listrik tegangan menengah. Kemudian dari 11kV diturunkan lagi menjadi 3.3kV/3phasa dan 415V/3phasa untuk mencatu beberapa motor listrik dan peralatan listrik lainnya sesuai dengan tegangan kerjanya. Dibawah ini gambaran trafo distribusi daya di PT. Titan Petrokimia Nusantara berdasarkan area pabrik. Gambar 3.1 Distribusi Daya Listrik Berdasarkan Area Pabrik PT.TITAN 27

38 Untuk melayani keperluan listrik saat pasokan dari PLN terputus (black out) tersedia catu daya cadangan gen-set dengan kapasitas 350kVA/415V/3 phasa yang digunakan untuk mencatu beberapa peralatan listrik di control room, dimana diruangan tersebut terdapat beberapa alat kontrol yang tidak boleh terputus catunya. Selain itu pasokan cadangan digunakan juga untuk beberapa lampu penerangan darurat, peralatan komunikasi, dsb. Berdasarkan desain awal total daya tersambung ke jala-jala PLN sebesar 60,397 MW seperti bisa dilihat pada tabel 3.1 dibawah. Total daya tersambung ini sudah termasuk beberapa peralatan listrik yang sifatnya stand by, misalkan beban pompa A dan B, dimana pompa A saat proses produksi hidup terus sementara pompa-b akan dihidupkan bila pompa-a sedang dalam perbaikan atau pemeliharaan. Lebih jelasnya mengenai beban tersambung ini bisa dilihat pada lampiran-2, dimana peralatan tersebut meliputi: a. Peralatan yang digerakan oleh motor listrik seperti, compressor, pompa, blower, dll. b. Alat pemanas pada proses produksi seperti, alat pemanas di daerah katalis, dan di daerah FPU sebagai pemanas gas. c. Alat pendingin baik itu untuk proses produksi ataupun untuk gedung misalkan, HVAC digedung-gedung dan chiller pada proses produksi. d. Lampu-lampu penerangan baik itu untuk keperluan kantor ataupun keperluan dipabrik. e. Peralatan perbengkelan seperti mesin bubut, mesin bor, alat potong listrik, dll. f. Peralatan listrik diperkantoran seperti komputer, lemari pendingin, alat masak listrik, dll. 28

39 Tabel 3.1 Ringkasan daya tersambung dan daya pada saat beban penuh AREA RATING (KW) STAND BY (KW) INTERMITTENT (KW) RUNNING (KW) Utility 9,183 2, ,132 Core Common Catalyst FPU-0 and Train-1 11, ,078 Train-2 11, ,851 Train-3 25, Lain-lain 2, TOTAL (KW) 60,397 4,115 2,923 23, Identifikasi Beban Berdasarkan Jenis Operasinya Untuk keperluan operasi pabrik, peralatan listrik dioperasikan sesuai dengan kebutuhan proses area yang bersangkutan. Pada area tertentu peralatan listrik hanya dioperasikan selama kurun waktu tertentu atau disebut batch proses. Sedangkan area proses yang lainnya dioperasikan secara terus menerus selama 24 jam atau disebut dengan continues proses. Untuk mengetahui akurasi pemakain peralatan listrik dipabrik maka kita perlu mengetahui proses produksi secara keseluruhan di PT. TITAN. Gambar 3.2 dibawah menggambarkan alur proses produksi dari tahap awal sampai tahap akhir. Gambar 3.2 Alur proses produksi polyethylene (PE) Untuk mengetahui berapa kebutuhan listrik yang seharusnya untuk suatu proses diarea tertentu, maka kita perlu mengidentifikasi peralatan listrik apa saja 29

40 yang dilibatkan dalam proses tersebut dan bearapa lama ia beroperasi. Identifikasi peralatan dilakukan dengan cara menginventarisai peralatan listrik disetiap area proses, mencatat konsumsi daya peraltan dan berapa lama ia beroperasi pada proses batch. Data-data tersebut dapat kita peroleh dari pengukuran lapangan yang dilakukan oleh teknisi listrik, informasi dari process Engineer dan dari data sheet peralatan yang bersangkutan. Ada dua macam daya (beban) yang dicatat dalam tabel tersebut, yaitu: a. beban tetap, berarti konsumsi dayanya rata-rata konstan setiap saat dan tidak terpengaruh oleh kondisi proses produksi. b. Beban variabel, besarnya berubah secara proposional sesuai dengan laju produksi. Dalam pencatatan ini, daya yang terukur berdasarkan laju produksi sekitar 18 ton/jam untuk train 1 dan 18 ton/jam untuk train 2 sedangkan laju produksi maximum 20 ton/jam untuk train 1dan 20 ton untuk train 2. Berdasarkan dari pengumpulan data hasil pengukuran dilapangan, maka dapat dibuatkan ringkasan tabel konsumsi daya listrik untuk tiap-tiap area, baik daya tetap maupun daya variable seperti terlihat dalam tabel 3.2 dibawah ini. 30

41 Tabel 3.2 Identifikasi Daya Peralatan Saat Normal Operasi Power (kw) Switchboard Area Fix Variabel / ton PE Tr 1 Tr 2 Tr 3 Total Variabel ( Tr 1 + Tr 2 + Tr 3) TRF-3011 Utility Catalyst Chromium Core Common TRF-2011 Catalyst Ziegler FPU Train TRF-1001 TRF-2012 TRF MC MX Train Bengkel dan Perkantoran 2-MC MX TRF-2013 Train TOTAL (KW) Dengan menggunakan persamaan 2.3 pada sub Bab maka daya kompleks dari data pada tabel 3.2 dapa dihitung sebagai berikut: S = P 2 + Q 2 S = S = ,22 kva Dari hasil tersebut daya tetap selama pabrik berproduksi adalah sekitar 38% dari daya terpasang Capacitor Bank PT. TITAN dalam menjalankan produksinya banyak menggunakan bebanbeban induktif seperti motor dan trafo sehingga banyak mempengaruhi faktor daya yang telah ditentukan oleh PLN. Untuk menjaga dan mengatur tegangan dan aliran daya reaktif pada sistim distribusi untuk menjalankan train-1 dan train-2 maka dipasang 4 buah capasitor bank yang dipasang secara parallel masingmasing 1800kVar per bank. Besarnya kapasitas capacitor bank yang diipasang berdasarkan perhitungan dari jumlah beban yang dilayani seperti yang diperlihatkan pada tabel

42 Tabel 3.3 Load summary SWITCHBOARD CONTINUOUS STAND BY INTERMITTENT DIVERSITY RUNNING FACTOR KW KVAR KW KVAR KW KVAR KW KVAR SWB-1001A SWB-1001B SWB-1002A SWB-1002B , SWB-2011A , SWB-2011B , SWB-2012A , SWB-2012B , SWB-3011A SWB-3011B SWB-2021A SWB-2021B SWB-2022A SWB-2022B SWB-3021A SWB-4021A SWB-4021B SWB SWB TOTAL (KW) TOTAL (KVA) Yang dimaksud total pada tabel diatas adalah jumlah dari SWB-1001A, SWB- 1001B, SWB-1002A, dan SWB-1002B. Dari persamaan 2.4 pada sub Bab besarnya faktor daya pada beban penuh tanpa dipasang power kapasitor adalah: P ϕ = = = S Selanutnya untuk memperbaiki factor daya dari seperti pada perhitungan diatas menjadi 0.92 maka kapasitas daya reaktif yang diperlukan bisa dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8 pada sub Bab : 32

43 Q( KVar) = P(( KW ) x = x = pf pf Dari perhitungan didapatkan keperluan kapasitor minimum KVar. Sehingga dibuat empat bank dengan masing-masing bank 1800KVar jadi total kapasitasnya adalah 7.200KVar. Detail pemasangan capacitor bank bisa dilihat pada gambar 3.3. Gambar 3.3 Bagan satu garis pemasangan capacitor bank di PT. TITAN Dari data dilapangan memperlihatkan bahwa faktor daya selama tahun 2007 berkisar antara 0.92 sampai 0.97 terbelakang jauh diatas harga yang ditentukan oleh PLN yaitu Data tersebut bisa dilihat langsung dari laporan harian ataupun hasil perhitungan antara pemakaian energi aktif terhadap energi reaktif. Faktor daya(cosϕ ) = cos( tg 1 MVARh ) MWh Dari perhitungan data yang ada selama periode tahun 2007 yang bisa dilihat pada tabel 3.9 harga factor daya berkisar antara 0.92 sampai 0.97, dengan angka ratarata 0.94 seperti bisa dilihat pada gambar grafik 3.4 dibawah. 33

44 MWh & MVARh Cos phi Jan-07 Feb-07 Mar-07 Apr-07 May-07 Jun-07 Jul-07 Aug-07 Sep-07 Oct-07 Nov-07 Dec Bulan Total MWh Total MVARh Cos phi G ambar 3.4 Grafik factor daya (cos ϕ) tahun Beban Maksimum Berdasarkan data dilapangan kebutuhan (beban) maksimum saat pabrik berproduksi dengan rate train-1 18 ton/jam dan train-2 19 ton/jam adalah 19MW, data ini diambil pada tanggal 01 Nopember 2007 selama satu hari. Gambar 3.5 memperlihatkan variasi suatu beban dalam sehari di PT. TITAN dan diperlihatkan juga selang waktu dari bebannya, dari gambar tersebut terlihat bahwa kebutuhan maksimum adalah 19MW selama selang waktu 4jam Kebutuhan Maximum (MW) Waktu Gambar 3.5 Kurva beban harian PT.TITAN 34

45 3.4 Pemakaian Peralatan Listrik di PT. Titan Chemicals Dalam menjalankan produksinya PT. TITAN banyak menggunakan peralatan listrik baik itu sebagai penggerak seperti motor, alat angkat listrik atau hoist, penerangan, dan konversi daya atau tegangan seperti trafo. Dengan banyaknya peralatan listrik yang digunakan maka biaya listrik yang dialokasikan setiap bulan sangat besar bisa mencapai 30% ongkos produksi. Manajemen audit energi akan melihat kemungkinan-kemungkinan hilangnya energi atau losses pada peralatan listrik yang dipergunakan, oleh karena itu perlu diambil data-data dari motor listrik, sistim lampu penerangan, dan sistim tata udara (HVAC). Dari data-data ini nantinya bisa dianalisa dan dilakukan evaluasi apakah pemakaiannya sudah optimum Motor Listrik Motor merupakan salah satu alat listrik yang banyak digunakan pada proses produksi, kebanyakan jenis motor yang digunakan adalah jenis motor induksi atau sangkar bajing. Motor-motor tersebut digunakan sebagai: a. Penggerak compressor untuk menghasillkan udara dengan tekanan yang disesuaikan kebutuhan produksi. Besarnya kapasitas compressor yang tertinggi adalah 2750 kw dengan tegangan kerja Volt. b. Penggerak pompa baik itu pompa air sebagai pendingin pada proses produksi, ataupun pompa oli untuk sirkulasi pelumasan pada mesin. Salah satu pompa besar yang digunakan adalah pompa air laut dengan kapasitas 1350 kw dengan tegangan kerja 3300 Volt. c. Penggerak extruder yaitu sebagai mesin penggiling pada akhir proses produksi. Kapasitas motor 4100 kw dengan tegangan kerja Volt. d. Dan lainnya. Tabel 3.4 memperlihatkan hasil pengukuran dilapangan beberapa motor listrik yang digunakan, dari data ini nantinya akan dievaluasi apakah motor-motor tersebut sudah beroperasi secara efisien. 35

46 Tabel 3.4 Identifikasi motor listrik dengan kapasitas diatas 100kW NO TAG NO. OUTPUT (KW) OUTPUT (KVAR) COS ϕ RATIO (%) RATING RUNNING RATING RUNNING RATING RUNNING KW KVAR 1 1-MX MC MP-101B MP-101C MC-501A MC-501C MC-430A MP-405B MC MC-101A / Transformer atau Trafo Selain motor peralatan listrik yang banyak digunakan adalah transformer atau sering disebut trafo. Selama ini semua trafo distribusi yang digunakan tidak pernah dibebani hingga mencapai maksimum kapasitasnya. Pada tabel 3.5 memperlihatkan hasil pengukuran dilapangan trafo utama dan trafo distribusi. Dari data ini nantinya akan terlihat apakah trafo tersebut beroperasi dalam kondisi yang effisien. Tabel 3.5 Beban trafo NO TAG NO. POWER (KVA) RATING INPUT OUTPUT η (%) USAGE (%) 1 TRF TRF TRF-3011A TRF-3011B TRF-2011A TRF-2011B TRF-2012A TRF-2012B

47 3.4.3 Sistim Penerangan Sistim penerangan di area proses menggunakan lampu jenis mercury, sodium, dan fluorescent dimana ketiga jenis lampu mempunyai kualitas dan lumens yang sangat bagus terutama ditempat yang memerlukan akurasi pembacaan metering di lapangan. Tabel 3.6 memperlihatkan data intensitas cahaya dibeberapa titik proses produksi. Tabel 3.6 Data Lampu Penerangan NO AREA JENIS LAMPU INTENSITAS CAHAYA DESAIN (LUX) AKTUAL (LUX) 1 Utility Mercury Core Common Mercury Train-1 Mercury Train-2 Mercury Train-3 Mercury Workshop Mercury Control Room Flourescent Primary Substation Flourescent Main Plant Substation Flourescent Offloading Substation Flourescent Outstation Flourescent Road Lighting Sodium Dari data dilapangan masih terdapat beberapa lampu emergency yang dipasang setiap tangga baik di train1, train 2, train 3, maupun didaerah core common yang sering terlupakan dimatikan karena memang pengoperasiannya secara manual. Lampu emergency ini akan tetap hidup walaupun listrik sedang dalam keadaan mati (black out) karena dipasok dari UPS. Tabel 3.7 Data Lampu Penerangan Darurat NO AREA JENIS LAMPU JUMLAH TOTAL DAYA 1 UTILITY FLOURESCENT 2X40 WATT CORE COMMON FLOURESCENT 2X40 WATT TRAIN 1 FLOURESCENT 2X40 WATT TRAIN 2 FLOURESCENT 2X40 WATT TRAIN 3 FLOURESCENT 2X40 WATT TOTAL WATT 37

48 3.4.4 Sisitim Tata Udara (HVAC) Sistim tata udara secara tidak langsung menunjang kelangsungan proses produksi karena ada beberapa peralatan yang sangat sensitive dengan temperature ruang misalkan control room yang harus terjaga temperaturenya pada 18 C, gardu induk dengan temperature 22 C. Tabel 3.9 merupakan data sistim tata udara di gedung-gedung area proses. Tabel 3.8 Data Hasil Pengukuran Sistim Air Conditioning RATING RUNNING NO TAG NO. DESCRIPTION AMP FLOW Km/h TEMP C AMP FLOW Km/h TEMP C 1 AC-CO-1 AC Control Room 45 x AC-PS-1 AC Primary Substaion 28 x AC-MS-1 AC Main Plant Substaion 39 x AC-OS-1 AC Offloading Substation 39 x AC-OUT-1 AC Outstation 45 x Perhitungan Rekening Listrik Perhitungan rekening listrik ditentukan oleh tiga variable, yaitu: b. Biaya tetap atau biaya beban, yaitu biaya yang harus dibayar setiap bulannya yang ditentukan oleh besarnya kapasitas terpasang jadi tidak dipengaruhi oleh jumlah pemakain energi listrik. c. Biaya variable, yaitu biaya yang harus dibayarkan sesuai dengan pemakaian energi listrik setiap bulannya. d. Finalty atau disinsentif, yaitu biaya tambahan yang harus dibayarkan pada rekening rekening sesuai dengan peraturan yang diberlakukan oleh PLN, misalkan faktor daya kurang dari 0.65, daya maksimum melebihi yang ditentukan, dan pemakain batas energi waktu beban puncak (WBP) melebihi harga yang sudah disepakati. Dilampiran diperlihatkan beberapa contoh rekening tagihan listrik tahun Biaya Beban Biaya tetap (beban) yang harus dibayar PT. TITAN sesuai dengan kontrak PLN adalah 40MVA atau KVA. Dengan menggunakan persamaan 2.13 pada sub bab dan berdasarkan tariff dasar listrik (TDL) tahun 2003 seperti 38

49 terlihat pada tabel 2.6 sub bab 2.3 maka biaya tetap yang harus dibayar setiap bulan adalah: x Rp , = Rp , Biaya Pemakaian Energi Listrik Biaya pemakain energi yang diberlakukan di PT.TITAN adalah golongan tariff I4/TT seperti terlihat pada tabel 2.6 di sub bab 2.3 dimana harga per kwh baik untuk LWBP ataupun WBP adalah Rp 434,-. Apabila persamaan 2.14 pada sub Bab diaplikasikan pada bulan Desember 2007 maka jumlah biaya yang harus dibayarkan adalah: (495100kWh ) x Rp 434 = Rp , Biaya Kelebihan Daya Maksimum WBP (kva Max) Seperti yang diuraikan pada sub Bab part a biaya kelebihan daya maksimum atau disebut juga kva max akan terjadi apabila kva max melebihi harga yang sudah ditentukan dan jam nyala dalam sebulan kurang dari 350 jam. Bila diambil data pada periode bulan Desember 2007 kva max WBP yang tercapai sebesar 20,34 MVA atau kva dan jam nyala yang dicapai 289 jam maka biaya kelebihan yang harus dibayar berdasarkan persamaan 2.15 pada sub Bab adalah: (½ x 40000) x 2x Rp = Rp , Biaya Kelebihan Batas energi WBP Seperti yang diuraikan pada sub Bab 2.3 part b biaya kelebihan pemakaian batas energi adalah biaya yang dibebankan apabila pemakaian energi listrik WBP melebihi batas energi yang telah ditentukan. Harga batas energi yang berlaku sekarang di PT. TITAN adalah MWh, artinya apabila pemakaian energi listrik saat beban puncak atau WBP melebihi harga yang sudah disepakati maka kelebihannya harus dibayar dengan 2 kali harga normal. Apabila persamaan 2.17 pada sub Bab diaplikasikan pada bulan Desember 2007 dimana konsumsi 39

50 energi listrik WBP sebesar 1957 MWh atau kwh maka biaya kelebihan energi yang harus dibayarkan adalah: ( kwh) x 2 x Rp 434 = Rp , Biaya Denda Seperti diuraikan pada sub Bab biaya denda akan diberlakukan apabila harga factor daya kurang dari 0.85 lag. Berdasarkan data dilapangan factor daya di PT.TITAN tidak pernah kurang dari 0.85 lag sehingga selama ini biaya denda tidak pernah terjadi. Harga biaya denda per kvarh bisa dilihat dilampiran, sehingga apabila persamaan 2.18 pada sub Bab diaplikasikan pada bulan Desember 2007 akan menjadi: ( x 0.62) x Rp 507,- = Rp 0,- (karena hasilnya negative) Biaya Pajak Penerangan Jalan Pajak penerangan jalan sebesar 2.4% dari seluruh tagihan listrik akan dibebankan pada rekening listrik setiap bulannya. Apabila biaya pemakaian pada bulan Desember 2007 diaplikasikan pada persamaan 2.19 pada sub Bab 2.3.5, maka biaya PPJ menjadi: (Rp Rp Rp Rp 0) x 2,4% = Rp , Total Rekening Listrik Total dari seluruh komponen rekening listrik yang harus dibayarkan adalah sesuai dengan persamaan 2.20 pada sub Bab ditambah dengan biaya materai adalah: Rp Rp Rp Rp 0 + Rp Rp 6000 = ,- Pembayaran rekening listrik yang dilakukan PT.TITAN selama periode tahun 2007 bisa dilihat pada gambar 3.6 dibawah dan juga pada tabel

51 . Biaya Pemakaian Energi & Total Rekening 7,000 6,500 6,000 5,500 5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 1,400 1,200 1, Biaya Beban & Disinsentif 2,000 0 Jan-07 Feb-07 Mar-07 Apr-07 May-07 Jun-07 Jul-07 Aug-07 Sep-07 Oct-07 Nov-07 Dec-07 Bulan Biaya Pemakaian Energi TOTAL Biaya Beban Disinsentif ambar 3.6 Grafik komponen pembayaran rekening listrik tahun 2007 (dalam juta rupiah) G 41

52 Tabel 3.9 Pembayaran Rekening Listrik Tahun

53 BAB IV PELUANG PENGHEMATAN BIAYA ENERGI LISTRIK Dalam pengoperasian sistim tenaga lsitrik harus diusahakan agar daya yang dipakai sesuai dengan hasil produksi yang diinginkan atau dengan kata lain ada keseimbangan antara pemasukan energi dan pengeluaran energi. Pengaturan pengeluaran energi listrik untuk memenuhi hasil produksi, disusun menurut prioritas, yaitu pemakain energi listrik maksimum dilakukan pada saat luar waktu beban puncak (LWBP), sedangkan pada waktu beban puncak (WBP) pemakaian energi listrik bisa diminimumkan. Pengaturan penggunaan tenaga listrik adalah program pengaturan waktu dan besaran pemakaian tenaga listrik agar diperoleh pemakaian yang effisien dan hemat. Pemakain dilakukan dengan menurunkan atau menghemat tenaga listrik, pemangkasan beban puncak dan pengalihan beban dari waktu beban puncak ke luar waktu beban puncak, sehingga biaya denda karena pemakaian energi listrik saat waktu beban puncak bisa berkurang. Metoda pengaturan pemakaian tenaga listrik adalah dengan cara meningkatakan effisiensi motor listrik, mengganti lampu dengan yang lebih effisien, meningkatkan kualitas sistim tata udara, penggunaan tenaga listrik pada luar waktu beban puncak, manajemen audit energi. Peluang penghematan biaya energi listrik bisa dilakukan dengan menganalisa data-data yang ada. Berikutnya peluang penghematan biaya listrik bisa dilakukan melalui beberapa hal berikut ini: 1. Mengurangi rugi-rugi pada sistim jaringan distribusi listrik. 2. Mengoptimalkan pemakaian peralatan listrik dalam suatu proses produksi. 3. Pengaturan atau penjadwalan pemakaian peralatan listrik. 4. Melakukan penurunan daya terpasang. 43

54 5. Menentukan ulang dengan PLN mengenai parameter yang menimbulkan denda. 4.1 Mengurangi Rugi-Rugi Pada Sistim Jaringan Distribusi Kurangnya kualitas listrik merupakan latar belakang dari pemborosan energi listrik, dimana dengan rendahnya kualitas daya terdapat bermacammacam pemborosan energi listrik (rugi-rugi). Penyebab-penyebab rendahnya kualitas daya dikarenakan bermacam-macam factor, diantaranya: - Rendahnya faktor daya pada beban - Besarnya harmonic - Naik turunya tegangan Akibat-akibat dari rendahnya kualitas daya diantaranya: - Kesalahan pengukuran listrik - Panasnya kawat penghantar - Rusaknya peralatan listrik yang membutuhkan kestabilan tegangan Dan pada intinya, rendahnya kualitas daya mengakibatkan pemborosan energi listrik Peningkatan Faktor Daya Seperti diuraikan pada sub Bab aliran daya reaktif sudah mencukupi untuk mengurangi daya induktif yang timbul akibat beban-beban induktif. Dengan menggunakan empat capasitor bank dengan besaran 1800kVAr per bank maka faktor daya selama tahun 2007 mempunyai angka minimum 0.93 dan maksimum angka tersebut jauh lebih baik dibandingkan dengan angka minimum yang ditetapkan PLN yaitu Hal ini berarti bahwa pencatatan energi reaktif kvarh tidak diperhitungkan sebagai biaya tambahan (denda) karena biaya denda akibat faktor daya rendah akan terjadi bila faktor daya dibawah Sehingga perbaikan factor daya dengan penambahan capasitor menjadi tidak ekonomis karena akan menambah biaya pemasangan peralatan. Gambar 4.1 memperlihatkan grafik perbandingan factor daya actual, factor daya minimum dan factor daya yang mengakibatkan denda selama periode tahun

55 Cos phi Jan-07 Feb-07 Mar-07 Apr-07 May-07 Jun-07 Jul-07 Aug-07 Sep-07 Oct-07 Nov-07 Dec-07 Bulan Actual Cos phi Denda Cos phi <0.62 Cos phi Minimum Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Faktor Daya Tahun Kualitas Sumber Distribusi Tenaga Listrik Sistim distribusi tenaga listrik di PT. TITAN Petrokimia Nusantara dipasok seluruhnya dari PLN dengan menggunakan dua saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dengan tegangan kerja 150kV/3 phase, pertama langsung dari PLTU Suralaya dan saluran kedua dari PLTU Suralaya melalui Cilegon baru. Gambar 4.2 memperlihatkan sistim distribusi tenaga listrik di PT.TITAN, gambar lengkapnya bisa dilihat dilampiran. Gambar 4.2 Sistim Distribusi Listrik PT.TITAN 45

56 Bila melihat tabel 4.1 dimana hasil pengukuran jaringan distribusi yang pernah dilakukan dengan menggunakan alat ukur Power Quality Analyzer Hioki tipe 3196, untuk melihat seberapa besar rugi-rugi atau losses yang terjadi pada sistim distribusi tenaga listrik di PT.TITAN. Pengukuran dilakukan pada dua buah trafo utama yaitu TRF-1001 dan TRF-1002, posisi trafo bisa dilihat pada gambar 4.2. Dari hasil pengukuran kualitas listrik bisa dikatakan cukup bagus dimana tegangan seimbang pada 10,8 kv, arus seimbang pada 184 Ampere sehingga tidak terjadi negative sequence dititik netral yang akan meyebabkan panas pada penghantar netral, faktor daya yang tinggi pada 0,93 lag, total Harmonic Distortion (THD) tegangan phasa sebesar 1.03%, THD arus phase sebesar 2.84% masih dibawah standard IIIE dimana maksimum THD arus dan tegangan 5%. Sementara itu THD arus dan tegangan pada titik netral cukup tinggi yaitu 5.79% dan 43.24% hal ini yang perlu dipelajari lebih lanjut lagi pada saat audit energi secara meyeluruh. Secara lengkap bisa dilihat pada tabel 4.1 dan 4.2. Berdasarkan hasil pengamatan ini maka penambahan alat energi effisiensi yang banyak ditawarkan akan menjadi tidak ekonomis selain harga yang sangat mahal juga tidak berpengaruh banyak terhadap sistim distribusi. Tabel 4.1 Hasil pengukuran trafo daya TRF

57 Tabel 4.2 hasil pengukuran trafo daya TRF Kualitas Motor Listrik Motor listrik yang digunakan untuk proses produksi adalah jenis motor induksi. Bila dilihat dari tabel 3.5 pada sub Bab pemakaian motor listrik saat beban bervariasi sudah bisa dikatakan effisien, hal ini bisa dilihat dari hasil pengukuran pada tabel 3.5 yang diaplikasikan pada kurva karakteristik motor yang terdapat pada gambar 2.9 sub Bab 2.2.1, salah satu contoh adalah motor 1- MC-400 dimana dengan ratio beban 77.6% mencapai ratio tegangan sekitar 98% optimum, hal ini ditunjang oleh bagusnya factor daya yaitu 0.9 lag. Ratio kvar sebesar 47% menghasilkan efisiensi motor sebesar 76%. Hal ini membuktikan bahwa tidak diperlukan penambahan capacitor bank untuk memperbaiki cos phi, juga tidak diperlukan mengatur tegangan dengan menggunakan inverter karena akan mempertingg harmonic Kualitas Trafo Daya Trafo daya merupakan salah satu komponen penting pada sistim distribusi tenaga listrik. Seperti yang diperlihatkan pada gambar 4.2 pada sub bab sistim distribusi tenaga listrik di PT. TITAN setiap switchboard selalu menggunakan dua trafo, hal ini dipergunakan untuk menjaga kehandalan sistim 47

58 distribusi listrik secara keseluruhan, artinya apabila salah satu trafo dimatikan untuk perawatan atau perbaikan maka trafo yang satunya akan mengambil semua beban. Berdasarkan desain masing-masing trafo akan dibebani setengah dari total beban. Dari data pemakaian trafo yang bisa dilihat pada tabel 3.6 sub Bab trafo daya dibebani dengan beban yang rendah karena bebannya terbagi dua trafo dan juga ditentukan oleh laju produksi. Apabila data hasil pengukuran pada tabel 3.6 diaplikasikan pada kurva karakteristik trafo yang terdapat pada gambar 2.10 sub Bab 2.2.2, salah satu contoh adalah trafo TRF- 2011A dimana dengan beban satu trafo sekitar 17.71% dan juga trafo tersebut hidup terus menerus 24 jam setiap hari maka trafo tersebut akan bertahan lama. 4.2 Penghematan Pembayaran Rekening Listrik Pembayaran listrik selama tahun 2007 yang dilakukan oleh PT.TITAN mencapai rata-rata perbulan sekitar Rp Dari keseluruhan komponen rekening listrik yang ada masih ada peluang untuk dilakukan penghematan sehingga bisa lebih ekonomis Penurunan Daya Terpasang Pemakaian daya listrik di PT.TITAN setiap harinya jauh dibawah kapasitas daya terpasangnya, hal ini bisa dilihat dari kurva beban harian yang direkam dari alat ukur terpasang. Begitu juga dengan beban maksimum tidak pernah melebihi daya terpasang. Gambar 4.3 menunjukan pengambilan daya beban harian yang dilakukan dalam bulan Desember 2007 dimana beban produksi saat itu berproduksi dengan rate train-1 17 ton/jam sedangkan train-2 17 ton/jam. 48

59 Daya Akitif (P) Daya Reaktif (Q) 18 5 Daya Aktif (MW) Jam Daya Reaktif (MVAr) Gambar 4.3 Kurva beban harian PT. TITAN 20 Desember 2007 Sementara gambar 4.4 memperlihatkan beban maksimum pada tahun 2007, pengambilan beban maksimum dengan selang waktu 1 jam Daya (MW) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Bulan Gambar 4.4 Kurva beban maksimum Tahun

60 Gambar 4.5 Kurva produksi harian 20 Desember 2007 Berdasarkan data beban harian dan beban maksimum maka kontrak daya dengan PLN sebesar 40MVA menjadi tidak effisien. Untuk menjadi lebih ekonomis pada pembayaran rekening listrik terutama dari komponen biaya beban maka kontrak dengan PLN perlu diturunkan menjadi 30MVA. Dengan menggunakan persamaan 2.13 pada sub penghematan dari sektor biaya beban bisa dihitung sebagai berikut: Biaya beban I (40MVA) = x Rp , = Rp ,- Biaya beban II (30MVA) = x Rp , = Rp ,- Penghematan = Rp Rp = Rp ,- Maka dengan menurunkan daya menjadi 30MVA penghematan yang bisa didapat adalah Rp ,- setiap bulannya. Dengan kapasitas daya 30MVA sudah cukup untuk menjalankan pabrik walaupun dengan kapasitas penuh yaitu laju produksi masing-masing train-1 dan train-2 adalah 20 ton per jam. Hal ini bisa dilihat dari tabel 3.1 dimana dengan beban penuh daya yang terpakai sebesar kwatt, kalau dikonversikan ke daya nyata sesuai dengan persamaan 2.4 dan factor daya diambil rata-rata 0.9 terbelakang maka didapat: = kVA 50