MANAJEMEN SISTEM DISTRIBUSI TEGANGAN 220/380 VOLT DI LABORATORIUM SISTEM TENAGA ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MANADO

Transkripsi

1 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli 2016 ANAJEEN SISTE DISTRIBUSI TEGANGAN 220/380 VOLT DI LABORATORIU SISTE TENAGA ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI ANADO Benny A.P. Loegimin 1 dan Julianus Gesuri Daud 2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri anado 1 Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri anado 1,2 Jl Raya Politeknik Kairagi, anado, PO BOX bennyloegimin@gmail.com 1, nus_its@yahoo.com 2 ABSTRAK Banyak kerusakan transformator distribusi yang di temui akhir-akhir ini, menyebabkan t ihak enyedia energi semakin besar. Belum lagi income er kwh listrik semakin berkurang, karena terjadi emadaman listrik. Losses distribusi karena embebanan yang tidak teratur menjadi salah satu enyebab gangguan. Sebenarnya hal-hal tersebut daat di minimalisir ketika dieroleh gambaran konkrit enyebab terjadi erubahan beban. Untuk melengkai raktikum Distribusi Daya bagi mahasiswa Teknik Elektro di Laboratorium Sistem Tenaga, maka sangat dibutuhkan modul raktek yaitu: tentang beban seimbang dan tidak seimbang. Peralatan monitoring sistem distribusi TR 220/380 volt yang dirancang, daat mendeteksi erubahan beban fasa R, S, T dan arus yang mengalir ada kawat netral. Dari hasil enelitian, diketahui bahwa sistem yang seimbang cenderung menyebabkan arus netral menjadi kecil yakni sebesar 1,23 Amere. Akan tetai ketika beban menjadi tidak seimbang, arus akan naik menjadi 1,48 Amere dan sangat berbahaya bagi transformator distribusi. Kata Kunci: Losses, Arus netral, Beban tak seimbang. PENDAHULUAN Akibat ertumbuhan beban listrik yang tidak merata menimbulkan ermasalahan serius karena enambahan oleh konsumen melalui sambungan langsung ada jaringan distribusi tegangan rendah 220 Volt menyebabkan arus besar mengalir ada kawat netral menuju ke transformator daya. Data ada tahun 2005 di PLN Cabang Surabaya Selatan tercatat ada sebanyak 211 gangguan yang menyebabkan trafo rusak. Sebenarnya hal-hal tersebut daat di minimalisir ketika dieroleh gambaran konkrit enyebab terjadi erubahan beban ada masing-masing fasa R, S, T dan kawat netral baik berua : daya, tegangan, arus, besarnya kwh dan kvarh terakai. Penelitian ini bertujuan untuk membuat monitoring sistem distribusi guna mengetahui langsung konsekuensi yang timbul akibat emakaian beban yang bervariasi, erubahan arus beban fasa dan arus netral serta gejala listrik yang terjadi. Bagi kalangan enyedia listrik khususnya PLN sangat dierlukan agar daat mengontrol mutu listrik yang dihasilkan sedangkan untuk kalangan engguna listrik, konsumen daat melakukan kontrol emakaian sehingga besarnya biaya rekening listrik erbulan daat dirediksi. Peralatan ini juga sangat dibutuhkan oleh ara mahasiswa dalam raktikum di Laboratoium Sistem Tenaga. Arus Netral 1

2 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli 2016 Dari hasil engukuran beban sistem distribusi yang ada di PT PLN (Persero Area Tahuna Rayon Siau khususnya gardu Tarorane sebagaimana tercantum dalam tabel 1 dieroleh data yang menunjukkan bahwa arus netral tertinggi terjadi ada tanggal 30 Juni 2014 sebesar 122 Amere, dengan beban ada fasa R sebanyak 220 Amere, fasa S sebesar 128 Amere dan fasa T sebesar 189 Amere. Tabel 1. Pengukuran Arus Beban Gardu Tarorane Kode Trafo Fasa R Fasa S Fasa T Netral Induk A B C Induk A B Beban Seimbang dan Tak Seimbang Pada suatu rangkaian tiga fasa yang seimbang, maka daya adalah tiga kali daya satu fasanya, karena daya ada setia fasa adalah sama. Suatu beban yang terhubung secara Y, maka tegangan fasa netral (tegangan fasa adalah: V = Van = Vbn = Vcn (1 dan jika arus fasa I untuk beban yang terhubung Y adalah: I an bn cn (2 maka daya aktif tiga fasa total adalah: P = 3V I θ (3 dengan θ adalah sudut antara tegangan dan arus fasa. VL Pada hubungan Y dimana V = dan I L maka dieroleh: 3 P = 3V I θ (4 L L Dengan cara yang sama juga dieroleh: Q = 3V I sinθ (5 L L Sehingga daya voltamere dari beban S = ( P 2 + Q 2 = 3V I L L Pada kondisi beban seimbang (balanced load, arus i a,b,c (6 2

3 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli 2016 Tegangan ia ib i c v v v an bn cn = V = V = V ( ω t θ ( ω t θ 120 ( ω t θ 240 Sistem seimbang bila : v + v + v = 0 an bn ( ω t ( ω t 120 ( ω t 240 = V ( ω t cn i + i + i = 0 a b c (7 (8 (9 (10 ETODE Dalam enelitian ini, dirancang eralatan monitoring, yang akan mengontrol erubahan komosisi beban yang terjadi ada ketiga fasa yang ada. Seerti namak ditunjukkan ada gambar 1 (a yang secara sistem menjelaskan osisi eralatan tersebut ada saluran distribusi tegangan 20 kv dengan sumber utama dari sulai PLN. (a (b Gambar 1. onitoring dalam sistem tenaga (a dan data beban er fasa (b Setia enambahan beban di masing-masing fasa R, S dan T akan di monitor seerti namak dalam gambar 1 (b kemudian dibandingkan antara satu dengan yang lain. 3

4 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli 2016 Gambar 2. Pengukuran Sistem Distribusi 3 fasa 4 kawat Arus yang mengalir ada kawat netral juga di amati terus menerus melalui eralatan monitoring distribusi yang diasang sebagaimana ditunjukkan ada gambar 2. Sistem ini beroerasi ada tegangan rendah 220/380 Volt. Beban-beban yang digunakan daat dilihat ada tabel 2 berua beban resistif serta induktif yakni lamu ijar (LP, lamu hemat energy (LHE, lamu neon dan ower suly dc. Tabel 2. Sesifikasi Beban yang digunakan Sesifikasi Beban Fasa R Fasa S Fasa T Jumlah LHE 28 W Jazz 1 buah LHE 20 W Ekonomat 1 buah LHE 22 W Philis 1 buah LHE 9 W Hinomaru 1 buah LP 100 W Philis 1 buah LP 75 W Philis Clear 2 buah LP 25 W Philis Softone 1 buah LP 25 W Ekonomat 1 buah LP 15 W Philis 1 buah LP 5 W Chiyoda 1 buah LHE 28 W Jazz 1 buah Neon 10 W Chiyoda 1 buah Neon Philis 1 buah LHE 28 W Jazz 1 buah Power suly dc 1 buah 4

5 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli 2016 HASIL DAN PEBAHASAN Tabel 1 menunjukkan bahwa beban tidak seimbang di mana beban menumuk ada hasa R kemudian hasa T dan aling kecil di hasa S sementara arus netral yang aling kecil terjadi ada tanggal 26 Pebruari 2014 jam sebesar 112 Amere dengan hasa R, S dan T cenderung mendekati seimbang. Data engukuran laangan tersebut tidak terlalu berbeda jauh dengan hasil ercobaan eralatan onitoring Sistem Distribusi di Laboratorium Sistem Tenaga Elektro Politeknik Negeri anado ada hari Selasa, 14 Juni 2016 jam seerti namak ada Gambar 3 dan Gambar 4 yang tertera ada tabel 3. Gambar 3. Tegangan dan arus fasa R Gambar 4. Arus netral yang terukur Tabel 3 menunjukkan bahwa arus netral cenderung semakin besar, ketika beban menjadi tidak seimbang yakni ketika Fasa R dibebani daya 405 Watt,. Fasa S dengan daya 91,4 Watt, Fasa T dengan daya 68,5 Watt arus netral terukur sebesar 1,23 Amere. Akan tetai ketika sistem hanya mencatu salah satu beban saja seerti fasa R dengan beban 400 Watt sedang Fasa S dan Fasa T tidak ada beban maka arus netral menjadi 1,48 Amere atau naik lebih tinggi dari sebelumnya. Tabel 3. Hasil engukuran Beban Distribusi Parameter Beban tak seimbang endekati Seimbang Fasa R Fasa S Fasa T Fasa R Fasa S Fasa T Tegangan (V 216 V 216 V 217 V 217 V 217 V 219 V Arus (I 1,86 A 0 0 1,87 A 0,422 0,312 Daya Aktif (P 400 W ,4 68,5 Daya Nyata (S ,4 68,5 Daya Reaktif (Q -28, ,2-24,8-1,72 Faktor daya Arus Netral (I N 1,48 Amere 1,23 Amere KESIPULAN DAN SARAN Kesimulan ada enelitian adalah: 1. Peralatan monitoring sistem distribusi TR 220/380 volt yang dirancang daat mendeteksi erubahan beban fasa R, S, T dan arus yang mengalir ada kawat netral. 5

6 Prosiding Seminar Nasional anajemen Teknologi XXV Program Studi T-ITS, Surabaya, 30 Juli Sistem yang seimbang cenderung menyebabkan arus netral menjadi kecil yakni sebesar 1,23 Amere, akan tetai ketika beban menjadi tidak seimbang arusnya naik menjadi 1,48 Amere dan sangat berbahaya bagi transformator distribusi. Saran ada enelitian yaitu: 3. Peralatan monitoring sistem distribusi di Laboratorium Sistem Tenaga ini bisa di kembangkan dengan enambahan judul-judul raktikum, bukan hanya untuk tegangan rendah saja tetai untuk tegangan menengah dengan kaasitas yang lebih besar. 4. Karena embebanan beban konsumen berubah setia waktu maka sangat enting untuk melakukan enataan beban atau rekonfigurasi secara berkala DAFTAR PUSTAKA Chairul G. Irianto, Rudy S dkk. (2009, Pemodelan atematik Transformator Fasa-3 dalam meminimasi Distorsi Harmonisa, Jurnal Elektronika Universitas Trisakti, Vol. 9, No.1. Julianus G. Daud. (2006, Estimasi Pengurangan Susut Energi ada Saluran Distribusi 20 kv Penyulang Barata menggunakan Filter Harmonik. Prosiding Seminar Nasional dan Worksho Energy Security ITS Surabaya. Julianus G. Daud. Ontoseno Penangsang. (2007, Estimasi Pengurangan Susut Energi Saluran Distribusi menggunakan High Pass Filter, Prosiding Seminar Nasional XIII FTI ITS Surabaya. Julianus G. Daud, Ontoseno Penangsang, ochamad Ashari. (2008, Estimasi Pengurangan Susut Distribusi enggunakan Kombinasi Rekonfigurasi dengan Algoritma Ant Colony dan Pemasangan Filter Harmonik, Tesis FTI Teknik Elektro ITS Surabaya. urat Dilek. (2001, Integrated Design of Electrical Distribution Systems : Phase Balancing and Phase Prediction Case Studies, Dissertation., Virginia, USA. W. ack Grady, Surya Santoso. (2001, Understanding Power System Harmonics. University of Texas. Wiwied P Perdana, Rini Nur Hasanah, Harry S. Dachlan. (2009, Evaluasi Keandalan Sistem Tenaga Listrik ada Jaringan Distribusi Primer tie Radial Gardu induk Blimbing, Jurnal EECCIS Vol. III No. 1 6