STUDI ANALISIS GANGGUAN GARDU TRAFO DISTRIBUSI PADA SALURAN DISTRIBUSI 20 KV DI PLN CABANG MEDAN

Transkripsi

1 STUDI ANALISIS GANGGUAN GARDU TRAFO DISTRIBUSI PADA SALURAN DISTRIBUSI 20 KV DI PLN CABANG MEDAN Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro Oleh : HANS TUA M. SINAGA NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 ABSTRAK Gardu Trafo Distribusi merupakan peralatan yang vital dalam sistem distribusi tenaga listrik. Gardu trafo distribusi yang terpasang pada saluran tegangan menengah sering mengalami gangguan yang dapat mengakibatkan kerusakan trafo dan terputusnya penyaluran tenaga listrik ke pemakai listrik. Gangguan yang sering terjadi adalah gangguan akibat beban lebih, gangguan akibat sambaran petir, gangguan akibat kegagalan minyak trafo, gangguan akibat packing bocor dan gangguan yang penyebabnya tidak diketahui. Setelah dilakukan studi kasus pada saluran distribusi 20 kv PT. PLN ( Persero ) cabang Medan, gangguan yang paling banyak terjadi selama tahun 2010 adalah gangguan akibat beban lebih, yaitu sebanyak 141 gangguan ( 38,84 % ).

3 KATA PENGANTAR Segala pujian, hormat, dan syukur bagi Tuhan Yesus Kristus yang telah memberkati dan memberi kekuatan serta hikmad kepada penulis untuk menyelesaikan masa studi dan mengerjakan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir ini bertujuan untuk memenuhi syarat kurikulum Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, dalam menyelesaikan Program Studi Strata Satu (S-1). Adapun judul Tugas Akhir ini adalah : Studi Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi pada Saluran Distribusi 20 kv di PT. PLN Cabang Medan Selama masa kuliah hingga penulisan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan, motivasi, dan dukungan baik moril maupun materi dari berbagai pihak. Sehingga dengan rasa syukur dan rendah hati penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Orang tua tercinta J. Sinaga dan S. T. Manurung, abang dan adik tersayang Evan M.M. Sinaga, ST dan Nova A. Sinaga, Amd yang selalu memberi semangat, perhatian, dana telebih doa-doanya yang tak henti-hentinya. 2. Bapak Ir. Syahrawardi selaku dosen pembimbing penulis yang banyak membantu dan memberi masukan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi selaku Ketua Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 4. Bapak Ir. Rahmat Fauzi, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,.

4 5. Bapak Soeharwinto, ST.MT selaku dosen wali penulis yang telah membantu penulis dari awal perkuliahan hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. 7. Teman-teman KTB Son of God (B Ricky, K Hanna, Markam, Jon, Daniel) dan adik-adik KK (Desi, Eva, Syalom) atas dukungan semangat dan doa-doanya. 8. Sahabat-sahabatku (Fenny, Yoland, Anne, Roy Hakim) untuk perhatian dan doa-doanya. 9. Majelis ( Ibu Gloria Balle, Ibu Rita Gultom) dan semua teman-teman Tim Pelayan Chapel Oikumene USU yang banyak memberi dukungan doa dan inspirasi. 10. Seluruh teman-teman sepelayanan di UKM KMK USU UP FMIPA. 11. Teman-teman teknik elektro terutama angkatan 2005, Windy, Marhon, Erisa, Herman, Tommi, dan semua teman-teman yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. 12. Teman-teman satu kos Saymara (Muchtar, Ombun, Anto Sinaga, Roy, Delmar, Hotlan, Ridwan, Deni, Pargo, Heri, Herdi, dll). 13. Pihak PT. PLN (Persero) Cabang Medan, Pak Ferry, Pak Suwito, Pak Simatupang, Pak Heru yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 14. Yang terkasih Ruth Princes J. Pardede yang selalu ada mendukung, menemani dan berdoa dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

5 Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini. Kiranya Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan kita semua. Terimakasih. Medan, Juni 2011 Penulis Hans Tua M. Sinaga

6 DAFTAR ISI Abstrak Kata Pengantar Daftar Isi. Daftar Gambar... Daftar Tabel... i ii v viii ix BAB I : PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian... 2 I.3 Batasan Masalah... 2 I.4 Metodologi Penelitian... 2 I.5 Sistematika Penulisan... 3 BAB II : GARDU TRAFO DISTRIBUSI II.1 Umum... 5 II.2 Transformator Distribusi... 6 II.2.1 Konstruksi Transformator... 8 II.2.2 Prinsip Kerja Transformator... 9 II.2.3 Inti Transfomator II.2.4 Minyak Transformator II.2.5 Bushing Transformator II.2.6 Sistem Pendingin Transfomator... 13

7 II.3 Gangguan pada Gardu Trafo Distribusi II.3.1 Gangguan Sambaran Petir II.3.2 Gangguan Hubung Singkat II.3.3 Gangguan Kegagalan Minyak Transformator II.4 Proteksi pada Gardu Trafo Distribusi II.4.1 Fuse II.4.2 Lightning Arrester II.5 Pembumian ( Grounding ) II.6 Tiang BAB III : JARINGAN DISTRIBUSI 20 kv III.1 Umum III.2 Sistem Radial III.3 Sistem Loop BAB IV : ANALISIS GANGGUAN PADA GARDU TRAFO DISTRIBUSI IV.1 Umum IV.2 Data Teknis IV.3 Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Beban Lebih IV.3.1 Penyebab Gangguan IV.3.2 Akibat Gangguan IV.3.3 Solusi... 32

8 IV.4 Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Packing Bocor IV.4.1 Penyebab Gangguan IV.4.2 Akibat Gangguan IV.4.3 Solusi IV.5 Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Sambaran Petir IV.5.1 Penyebab Gangguan IV.5.2 Akibat Gangguan IV.5.3 Solusi IV.6 Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Kegagalan Minyak Trafo IV.6.1 Penyebab Gangguan IV.6.2 Akibat Gangguan IV.6.3 Solusi IV.7 Analisis Gangguan Gardu Trafo Distribusi yang Sumber Gangguannya Tidak Diketahui BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan V.2 Saran Daftar Pustaka... 42

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gardu Trafo Distribusi... 6 Gambar 2.2 Konstruksi Dasar Transformator... 8 Gambar 2.3 Inti Transformator Gambar 2.4 Konstruksi Suatu Bushing Sederhana Gambar 2.5 Spesifikasi Gelombang Petir Gambar 2.6 Lightning Arrester Jenis Katub Gambar 3.1 Sistem Radial Gambar 3.2 Sistem Loop Gambar 4.1 Grafik Jumlah Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Beban Lebih Gambar 4.2 Grafik Jumlah Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Packing Bocor Gambar 4.3 Grafik Jumlah Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Sambaran Petir Gambar 4.4 Sambaran Petir yang Mengenai Gardu Trafo Distribusi Gambar 4.5 Sambaran Petir yang dialihkan oleh Lightning Arrester Gambar 4.6 Sambaran Petir yang Gagal Dialihkan oleh Lightning Arrester Gambar 4.7 Grafik Jumlah Gangguan Gardu Trafo Distribusi Akibat Kegagalan Minyak Trafo... 38

10 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data Gangguan Gardu Trafo Distribusi di Medan Tahun Tabel 4.2 Data Gangguan Gardu Trafo Distribusi per Bulan di Medan Tahun