BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi merupakan infrastruktur dasar untuk perkembangan ekonomi suatu negara. Jika suplai energi berkurang atau bahkan berhenti, maka dapat berakibat buruk pada sektor-sektor lain. Seiring perkembangan zaman, jumlah kebutuhan terhadap energi akan meningkat. Peningkatan dalam perkembangan ekonomi tergantung pada finansial dan komersial di sektor energi yang bisa menarik perhatian para investor. Dari semua bentuk energi yang ada di bumi, energi listrik merupakan bentuk energi yang cukup penting. Sistem tenaga listrik terdiri dari 3 bagian penting, yaitu pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Umumnya, energi listrik dibangkitkan oleh pembangkit yang lokasinya cukup jauh dari konsumen, yang kemudian dikirimkan ke berbagai tempat melalui saluran transmisi, dan diberikan ke setiap individu konsumen melalui jaringan distribusi. Sistem distribusi merupakan bagian yang paling kritis diamati kinerjanya dalam sistem tenaga listrik karena dekat dengan penggunanya. Tegangan AC (Alternating Current) 3 phasa 20 kv yang diberikan dari saluran transmisi diterima oleh sistem distribusi primer. Trafo daya pada gardu distribusi akan memberikan tegangan 20 kv kepada beban-beban industri. Sistem distribusi juga akan menurunkan tegangan 20 kv menjadi 220/380 V dengan menggunakan trafo distribusi yang tersebar di berbagai titik untuk diberikan kepada beban-beban rumah tangga. Di beberapa daerah, terutama di daerah pedesaan, lokasi beban tersebar luas. Saluran tegangan rendah 380 V dipasang dalam jarak yang panjang untuk melayani beban yang kecil. Rugi-rugi pada sistem distribusi tergantung pada energi yang diproses di sepanjang konduktor dan peralatan listrik yang digunakan. Sedangkan rugi-rugi non-teknisnya adalah pencurian listrik atau juga kesalahan pada pengukuran dan penagihan listrik. Permasalahan utama dibalik banyaknya rugi-rugi teknis di sistem distribusi ialah perencanaan dengan pengetahuan serta biaya yang tidak mencukupi, saluran 1

2 tegangan rendah 380 V (LT / Low Tension) yang terlalu panjang dibandingkan dengan saluran 20 kv yang dalam hal ini dianggap tegangan tinggi (HT / High Tension). Sistem ini penulis anggap sebagai LVDS (Low Voltage Distribution System) karena mayoritas tegangan yang didistribusikan adalah tegangan 380 V daripada 20 kv. Ini berakibat pada kerugian pada lokasi trafo distribusi yang tidak optimal yang mengabaikan lokasi beban, perkembangan jaringan transmisi dan distribusi yang tidak beraturan, dan lain sebagainya. Pada tugas akhir ini, penulis akan memaparkan sebuah metode baru untuk menghasilkan profil tegangan yang lebih baik dan mengurangi kerugian-kerugian pada sistem distribusi. Penulis akan mengajukan sebuah sistem baru yaitu HVDS (High Voltage Distribution System). Sistem HVDS ini akan menggunakan saluran tegangan 20 kv yang lebih panjang dibandingkan saluran tegangan 380 V. Dengan kata lain, sistem HVDS ini akan lebih banyak mendistribusikan tegangan 20 kv, kemudian akan diturunkan menjadi 380 V hanya pada posisi-posisi tertentu. Sistem HVDS ini pada dasarnya adalah perubahan letak dan kapasitas trafo distribusi yang disesuaikan dengan beban. Penulis akan melakukan simulasi untuk melihat perbandingan dari sistem yang lama (LVDS / Low Voltage Distribution System) dengan sistem yang diajukan (HVDS / High Voltage Distribution System). Simulasi akan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak ETAP untuk studi kasus satu trafo distribusi berkapasitas besar dengan beban yang banyak di kota Medan. 1.2 Perumusan Masalah Adapun rumusan masalah dari tugas akhir ini adalah : 1. Bagaimana profil tegangan yang dihasilkan oleh LVDS dan HVDS? 2. Bagaimana rugi-rugi daya dan rugi-rugi transformator untuk LVDS dan HVDS? 3. Bagaimana penghematan tahunan dan waktu pengembalian modal untuk HVDS? 4. Apakah HVDS benar-benar lebih baik diterapkan pada jaringan distribusi dibandingkan dengan LVDS? 2

3 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Mengetahui perbandingan profil tegangan yang dihasilkan oleh LVDS dan HVDS. 2. Mengetahui perbandingan besar rugi-rugi daya dan rugi-rugi transformator untuk LVDS dan HVDS. 3. Menentukan penghematan tahunan dan waktu pengembalian modal untuk HVDS. 4. Membuktikan bahwa HVDS benar-benar lebih baik diterapkan pada jaringan distribusi dibandingkan dengan LVDS. 5. Membandingkan perbedaan penggunaan transformator distribusi setelah dikonversi menjadi HVDS pada kasus dengan tingkat variasi kapasitas beban yang berbeda. 1.4 Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang dilakukan pada penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Ada dua konfigurasi jaringan distribusi yang digunakan berdasarkan tingkat variasi kapasitas beban. Konfigurasi pertama (tingkat variasi kapasitas beban besar) adalah pada jaringan satu transformator distribusi dengan kode MK053 yang terpasang di Jalan Kartini (Kantor PTPN IV), Kota Medan. Konfigurasi kedua (tingkat variasi kapasitas beban kecil atau hampir merata) adalah pada jaringan satu transformator distribusi dengan kode MK098 yang terpasang di persimpangan antara Jalan Diponegoro dengan Jalan Sudirman, Kota Medan. 2. Simulasi studi profil tegangan dan rugi daya menggunakan perangkat lunak ETAP Simulasi dilakukan dalam keadaan beban statis dengan besar 80% dari batas daya beban yang diberikan oleh PLN (Perusahaan Listrik Negara) 4. Faktor daya di ujung beban dianggap Tidak membahas gangguan dan proteksi pada sistem distribusi 6. Tidak membahas sisi non-teknis pada LVDS 3

4 7. Beban disuplai selama 360 hari dalam setahun 8. Segi non-teknis hanya dibahas secara umum. 1.5 Manfaat Dari penulisan tugas akhir ini, diharapkan hasilnya dapat menunjukkan bahwa HVDS memang lebih baik diterapkan pada jaringan distribusi dibandingkan dengan sistem distribusi yang digunakan saat ini (LVDS). Adapun hasil dari tugas akhir ini dapat digunakan sebagai bahan referensi agar HVDS lebih semakin digunakan pada jaringan distribusi ke depannya. 1.6 Metodologi Penulisan Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah: Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Studi Literatur Yaitu dengan mempelajari buku referensi, buku manual, artikel dari media cetak dan internet, dan bahan kuliah yang mendukung dan berkaitan dengan topik tugas akhir ini. 2. Studi Bimbingan Berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh pihak Departemen Teknik Elektro USU mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan Tugas Akhir berlangsung. 3. Diskusi dan Tanya Jawab Yaitu dengan mengadakan diskusi dan tanya jawab dengan staf dan karyawan PT. PLN serta dengan rekan-rekan mahasiswa yang memahami masalah yang berhubungan dengan analisis aliran daya. 4. Menggunakan Perangkat Lunak ETAP Perangkat lunak ETAP digunakan untuk melakukan simulasi. 5. Data Data-data yang diambil adalah parameter-parameter yang dibutuhkan untuk menggunakan program ETAP dan menentukan beberapa hal nonteknis. Adapun data-data yang dibutuhkan adalah parameter-parameter pada peralatan tenaga listrik seperti : transformator, transmisi, distribusi, bus, dan 4

5 sebagainya. Data-data ini diambil pada PT. PLN (PERSERO) AREA MEDAN. 1.7 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bagian ini berisikan latar belakang masalah, perumusan masalah, batasana masalah, tujuan, manfaat, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini memberikan penjelasan mengenai teori-teori dasar yang diperlukan dalam tugas akhir ini. Diantaranya dijelaskan mengenai sistem distribusi, transformator distribusi, rugi-rugi, biaya, low voltage distribution system, high voltage distribution system, dan ETAP. BAB III METODE PENELITIAN Bab ini berisikan tempat dan waktu, bahan dan peralatan, variabel yang diamati, pelaksanaan penelitian, dan prosedur penelitian. BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil simulasi aliran daya LVDS dan HVDS dengan menggunakan perangkat lunak ETAP , pembahasan sisi teknis LVDS dan HVDS, serta sisi non-teknis HVDS. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bagian ini berisikan beberapa kesimpulan dan saran dari penulisan tugas akhir ini. 5