PERENCANAAN REKONFIGURASI SALURAN KABEL UDARA TEGANGAN RENDAH PADA KAWASAN RUMAH SAKIT JIWA HB SAANIN PADANG

Transkripsi

1 PERENCANAAN REKONFIGURASI SALURAN KABEL UDARA TEGANGAN RENDAH PADA KAWASAN RUMAH SAKIT JIWA HB SAANIN PADANG Tia Yuni Saputri. 1, Ir. Yani Ridal, MT. dan Ir. NH.Kresna, MT. 1) Mahasiswa dan ) Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19 Kampus Proklamator III Padang, Sumatera Barat, Indonesia tyayunisa@gmail.com ABSTRAK Dalam suatu perencanaan sistem kelistrikan diperlukan kriteria antara lain, handal, aman (ramah lingkungan), estetika, efesiensi, dan fleksibel. Seiring dengan pertumbuhan pembangunan gedung, maka beban listrik ikut bertambah. Saat ini banyak terdapat dalam pemasangan jaringan listrik TR (tegangan rendah) suatu kawasan, setiap kali penambahan gedung, sumber listriknya diambilkan dari gedung sebelumnya. Hal ini menyebabkan terjadinya losses dan beban yang tidak seimbang, serta drop tegangan yang cukup besar, karena ukuran saluran tidak sesuai dengan kapasitas (beban) yang dilayani. Dalam penelitian ini, RSJ Prof HB Saanin Padang sering mengalami gangguan pada SKUTR yang disebabkan sistem kelistrikan yang tidak sesuai dengan kriteria yang dimaksudkan. Oleh karena itu perlu diupayakan rekonfigurasi SKUTR pada kawasan RSJ Prof HB Saanin Padang. Pendistribusian SKUTR menggunakan kabel TC Al, dibagi dalam 4 line. Line A menggunakan kabel udara x (3 x x 50) mm, line B menggunakan kabel udara 3 x x 70 mm, line C menggunakan kabel udara 3 x x 50 mm, dan line D mengunakan kabel udara x ( 3 x x 5) mm. Total beban adalah 956 A. Untuk pendistribusian alternatif menggunakan kabel tanah NYFGbY, dibagi dalam 3 line dan PJU 3 line. Drop tegangan yang terbesar untuk SKUTR terdapat pada line A dan untuk kabel tanah terdapat pada line A. Kata kunci : Rekonfigurasi Jaringan, SKUTR, Losees/Drop Tegangan. ABSTRACT In an electrical system planning needed among other criteria, reliable, safe (environmentally friendly), aesthetics, efficiency, and flexibility. Along with the growth of the construction of the building, then the burden of the rising electricity. Currently there are many in the installation of low voltage electrical network of the region, whenever the addition of the building, the source of electricity taken from the previous building. This leads to losses and expenses that are not balanced, and the voltage drop is large enough, because the size of the channel is not in accordance with the capacity (load) are served. In this study, Prof. HB Saanin RSJ Padang often impaired in low voltage aerial cable channel due to the electrical system that does not comply with the criteria intended. Therefore, it is necessary reconfiguration low voltage aerial cable channel in the region Prof. HB Saanin RSJ Padang. Distribution of low voltage aerial cable channels using the cable TC Al, divided in 4 line. Line A using aerial cable x (3 x x 50) mm, line B using aerial cable 3 x x 70 mm, line C using aerial cable 3 x x 50 mm, and the line D using aerial cable x (3 x x 5) mm. The total load is 956 A. For an alternative distribution using ground cable NYFGbY, divided into 3 line and 3-line street lighting. Voltage drop low voltage aerial cables are in line A and for ground wires are on the line A. Keywords: Network reconfiguration,, Losees / Drop Voltage 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumah Sakit Jiwa Daerah Prof. DR. HB. Sa anin merupakan Rumah Sakit Jiwa merupakan Rumah Sakit UPTD Pemerintahan Daerah Propinsi Sumatra Barat Kelas A yang mengacu pada UU No. 3 tahun 004. Rumah Sakit Jiwa Daerah Prof. DR. HB. Sa anin ini mempunyai 37 gedung. Sistem kelistrikan kabelnya dibagi dua kelompok, SKUTR, kabel udara dalam tanah. Saluran kabel udara tegangan rendah ini memiliki dua komponen: tiang dan kabel. Saluran udara saluran distribusi yang i

2 menyalurkan energi listrik melalui kawatkawat yang digantung pada isolator antar menara atau tiang distribusi. Keuntungan dari saluran distribusi adalah lebih murah, mudah dalam perawatan, mudah dalam mengetahui letak gangguan, mudah dalam perbaikan, dan lainnya. Namun juga memiliki kerugian, antara lain: karena berada di ruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap keandalannya, dengan kata lain mudah terjadi gangguan, seperti gangguan hubung singkat, gangguan tegangan lebih karena tersambar petir, dan gangguan-gangguan lainnya. Kabel udaradalam tanah Saluran distribusi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang ditanam didalam tanah. Keuntungan yang dapat diperoleh dari suatu jaringan bawah tanah adalah bebasnya kabel dari gangguan pohon, sambaran petir maupun dari gangguan manusia. Sejalan berkembangnya pembangunan gedung RSJ dengan sitem yang lebih baik, maka untuk menunjang itu semua maka diperlukannya sistem tenaga listrik dengan tingkat keandalannya yang baik, agar losees yang selama ini banyak di temukan terminimalisir. Saluran distribusinya adalah faktor utama yang menentukan kualitas dari sistem tenaga listrik itu sendiri. Untuk itu dilakukan Perencanaan Rekonfigurasi Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah Pada Kawasan Rumah Sakit Jiwa Padang Prof. HB Saanin Padang, faktor-faktor yang mempengaruhi dalam memilih konfiguras sistem distribusi adalah : kontiniuitas kualitas tegangan listrik yang baik. Maka dalam hal ini rekonfigurasi yang akan dilakukan pada Rumah Sakit Jiwa Padang Prof.HB Saanin Padang adalah instalasi ulang dan pengalihan jaringan yang meliputi : penggantian kabel SKUTR, dan mengatur penampatan konstruksi tiang. Nantinya rekonfigurasi dilakukan dengan memperhatikan faktor-faktor dalam pemilihan konfigurasi, yaitu faktor kualitas hasl dan teknis pemasangan di lapangan serta faktor efesiensi biaya investasi pembuatannya sehingga rekonfigurasi jaringan merupakan cara untuk memperbaiki drop tegangan pada SKUTR di Rumah Sakit Jiwa Padang Prof. HB saanin Padang. ketenagalistrikan tegangan rendah dengan saluran kabel udara tegangan rendah (SKUTR), dan saluran kabel tanah tegangan rendah, sesuai dengan standar yang ditentukan.. SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK.1 Umum Proses penyaluran listrik ini memiliki beberapa tahap yaitu, dari pusat pembangkit listrik dihasilkan energi listrik, kemudian disalurkan ke jaringan transmisi melalui SUTET yang dinaikkan tegangannya menggunakan gardu step up yang terdapat di gardu induk. Sistem distribusi tenaga listrik berfungsi untuk membagikan tenaga listrik kepada konsumen yang memiliki jaringan tegangan rendah (SUTR).. Konsep Dasar Jaringan Distribusi Konsep dasar jaringan distribusi ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu sistem pendistribusian tenaga listrik dan struktur jaringan distribusinya..3 Jaringan Pada Sistem Distribusi Primer Jaringan pada sistem distribusi tegangan menengah ( primer 0kV ) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu jaringan radial, jaringan hantaran penghubung (tie line), jaringan lingkaran (loop), jaringan spindel dan sistem gugus atau kluster..4 Sistem Distribusi Sekunder (Jaringan Tegagan Rendah 380/0V) Melihat letaknya, sistem distribusi ini merupakan bagian yang langsung berhubungan dengan konsumen, jadi sistem ini selain berfungsi menerima daya listrik dari sumber daya (trafo distribusi), juga akan mengirimkan serta mendistribusikan daya tersebut ke konsumen..5 Klasifikasi Jaringan Distribusi Klasifikasi jaringan distribusi dibagi berdasarkan berdasarkan ukuran tegangan, ukuran arus listrik, sistem penyaluran, konstruksi jaringan, dan bentuk jaringan. 1. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk merencanakan kembali (rekonfigurasi) sistem

3 .6 Sistem Tegangan a. Sistem tegangan yang dianut ada 3 macam : Sistem 1 fasa ( fasa satu) : 110 Volt, 0 Volt, 50 Volt. b. Sistem tegangan dipilih mengikuti konsep teknis (distribution system engineering) yang dianut satu sama lain dapat berbeda, misalnya : Sistem kontinental : 3 fasa 3 kawat (distribution substation concept) 3 fasa 4 kawat Sistem Amerika : fasa 3 netral (Multi Grounded) Sistem kanada : 1 kawat.7 Tiang Penyangga Jaringan Dalam menggunakan tiang penyangga jaringan agar mampu menahan beban agar tidak roboh, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu : gaya gaya mekanis pada tiang penyangga, tingi tiang diatas permukaan tanah, pengaruh kondisi tanah, pengunaan kawat peregang, kekuatan tiang ujung, dan kekuatan tiang sudut..8 Penggunaan Isolator Pada Jaringan Distribusi Isolator adalah suatu alat untuk mengisolasi kawat penghantar dengan tiang dan traves. Isolator yang baik harus memiliki cirri-ciri, yaitu sudut dan lekukkan yang licin dan tidak tajam, guna menghindari kerusakan kawat penghantar akibat tekanan mekanis pada saat pemasangan. Pada pemasangan SUTR pemakaian jenis isolator dibedakan sesuai dengan lokasi berdiri tiang. Untuk tiang yang berdiri ditengah-tengah jaringan yang lurus digunakan isolator pasak type RM. Dalam jaringan SUTM ini mempergunakan isolator jenis sangga dan isolator suspension (isolator gantung)..9 Pembumian Pada Distribusi Jaringan Tegangan Rendah Ada beberapa hal yang harus d perhatikan dalam pembumian pada distribusi taringan tegangan rendah yaitu ketentuanketentuan tentang pembumian, pembumian pada PHB - TR (Rak TR), penghantar pembumian dan elektroda bumi. lokal atau internasional seperti SPLN, IEC harus diperhatikan. Penanaman tipe MCB beragam, tergantung pada pabrik pembuat, data pemakaian yang perlu adalah karakteristik tiap MCB untuk disesuaikan dengan kebutuhan sistem..11 Kabel Kabel adalah panjang dari satu atau lebih inti ( urat ), baik yang berbentuk solid maupun serabut yang masing masing dilengkapi dengan isolasinya sendiri dan membentuk suatu kesatuan. Saluran Udara Tegangan Rendah memakai penghantar jenis Kabel Twisted / kabel pilin (NFAAX-T) dengan penampang berukuran luas penampang 35 mm, 50 mm dan 70 mm serta penghantar tak berisolasi AllAluminium conductor (AAC), All Aluminium Alloy Conductor (AAAC) dengan penampang 5 mm, 35 mm dan 50 mm. Saluran bawah tanah (underground cable) merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kabel-kabel yang ditanamkan di dalam tanah. Saluran distribusi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang ditanam didalam tanah. 3. PERENCANAAN SISTEM KELISTRIKAN 3.1 Sistem Distribusi Tegangan Rendah Sistem distribusi tegangan rendah merupakan bagian hilir dari suatu sistem tenaga listrik pada tegangan distribusi dibawah 1 kilo Volt langsung kepada para pelanggan tegangan rendah. Radius operasi jaringan distribusi tegangan rendah dibatasi oleh : Susut tegangan yang disyaratkan. Luas penghantar jaringan. Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi Sifat daerah pelayanan (desa, kota) Kelas pelanggan ( pada beban rendah, pada beban tinggi) 3. Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah Perencanaan sistem distribusi SKUTR dibagi dalam 4 line, dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut ini..10 Pengaman (MCB) Aturan instalasi listrik yang berlaku seperti PUIL 000. Standar yang diacu baik 3

4 Dimana : A Luas penampang saluran ( mm ) L Panjang saluran ( m ) ρ Tahanan jenis pengantar (Ohm mm / m) In Arus saluran ( A ) Vd Drop tegangan pada saluran ( Volt ) Gambar 3.1. Perencanaan saluran kabel udara tegangan rendah 3. Saluran Kabel tanah Tegangan Rendah (SKTR) Perencanaan sistem distribusi kabel tanah dibagi dalam 3 line dan untuk PJU 3 line, dapat dilihat pada gambar 3. berikut ini. 3.4 Arus Beban Pada Saluran Untuk menentukan besarnya arus yang mengalir pada saluran dapat digunakan persamaan sebagai berikut : Untuk sistem satu phasa : Untuk sistem tiga phasa : Dimana : In Arus saluran ( A ) P Daya ( Watt ) VL-N Tegangan phasa netral ( Volt ) VL-L Tegangan phasa phasa ( Volt ) 3.5 Jatuh Tegangan pada Saluran Untuk menentukan besarnya jatuh tegangan yang terjadi pada saluran dapat dihitung dengan persamaan berikut : Untuk sistem tiga phasa : Untuk sistem satu phasa Gambar 3.. Perencanaan saluran kabel tanah tegangan rendah 3.3 Ukuran Penampang Saluran Untuk menentukan ukuran penampang padda saluran dapat menggunakan persamaan sebagai berikut : Untuk hantaran saluran pada sistem satu phasa ( 1Ø ) Untuk hantaran saluran pada sistem tiga phasa ( 3Ø ) Dimana : Vd Jatuh tegangan ( Volt ) 5 % untuk instalasi tenaga % untuk penerangan Ir Arus rating ( Ampere ) Vt Tegangan terima ( Volt ) Vk Tegangan kirim ( Volt ) L Panjang saluran ( m ) A Luas penampang ( mm ) ρ Tahanan jenis pengantar (Ohm mm / m) 3.6 Rating Pengaman Untuk menentukan rating arus pengaman yang akan dipakai pada suatu jaringan ditentukan dengan persamaan dibawah ini : 4

5 Dimana : Ir Nilai rating Arus ( Ampere ) k Faktor kelipatan untuk instalasi penerangan, k 1,5 Untuk instalasi tenaga, k,5 In Arus saluran ( Ampere ) 4. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Perencanaan Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah Menentukan Ukuran Penghantar Untuk menentukan ukuran kabel yang akan digunakan berdasarkan katalog kabel. Menentukan Ukuran Pengantar pada rencana sistem kelistrikan per-line dapat dihitung data sebagai berikut : 1. Sistem kelistrikan line A A penampang 11,8 mm, maka ukuran kabel yang digunakan adalah x(3x70+1x50) mm.. Sistem kelistrikan line B A penampang 76,81 mm, maka ukuran kabel yang digunakan adalah 3x95+1x70 mm. 3. Sistem kelistrikan line C A penampang 61,16 mm, maka ukuran kabel yang digunakan adalah 3x70+1x50 mm. 4. Sistem kelistrikan line D A penampang 1,58 mm, maka ukuran kabel yang digunakan adalah x (3x70+1x50) mm Drop Tegangan Untuk menentukan drop tegangan pada line A, B, C dan D. Maka dapat digunakan persamaan : Line A : R ( 3.3 ) 0,10 Ohm Vd 1, A. 0,10. 0,8 3,38 V Vd % x 100 % 8,5 % Drop tegangan yang terjadi pada line A adalah 8,5 %. Line B : R 0,1 Ohm Vd 1, A. 0,1. 0,8 9,3 V Vd % x 100 % 7,69 % Drop tegangan yang terjadi pada line B adalah 7,69 %. Line C : R 0,10 Ohm Vd 1, A. 0,10. 0,8 3,4 V Vd % x 100 % 8,48 % Drop tegangan yang terjadi pada line C adalah 8,48 %. Drop tegang Line D : R 0,07 Ohm Vd 1, A. 0,07. 0,8 30,3 V Vd % x 100 % 7,97% Drop tegangan yang terjadi pada line D adalah 7,97 % Rating Pengaman Untuk menentukan rating pengaman arus distribusi pada Line A, B, C dan D. Maka dapat digunakan persamaan : 5

6 Line A : In 35,16 A I rating k.in 1,1. 35,16 A 58,6 A 300 A. Line B : In 176 A I rating k.in 1, A 193,6 A 00 A. Line C : In 33 A I rating k.in 1,1. 33 A 56,3 A 300 A. Line D : In 313 A I rating k.in 1, A 344,3 A 400 A. 4. Perencanaan Kabel Tanah 4..1 Perhitungan Data Perencanaan Kabel Tanah Perhitungan data perencaaan saluran kabel tanah tegangan rendah dibagi menajadi 3 line, yaitu line A, line B, dan line C. 1. Perhitungan line A NO JALUR KABEL BEBAN PANJANG UKURAN Vd Tegangan yang ( A ) (m ) KABEL ( mm² ) (volt) diterima 1 LVMDP - BC x 10 7,05 35,9 BC1 - BC x 95,49 350,43 3 BC - BC x 70 3,3 347, 4 BC3 - BC x 50 3,14 344,06. Perhitungan Line B Vd Tegangan yang NO JALUR KABEL BEBAN PANJANG UKURAN ( A ) (m ) KABEL ( mm² ) (volt) diterima 1 LVMDP - BC x BC1 - BC x 185 4,41 374,59 3 BC - BC x 150 3,1 371,4 4 BC3 - BC x 70, 369, 5 BC4 - BC x 35 4,7 364,93 6 BC3 - BC x 75 6,36 357,64 7 BC6 - BC7 1, 36 x 10 1,76 355,88 3. Perhitungan Line C Vd Tegangan yang NO JALUR KABEL BEBAN PANJANG UKURAN ( A ) (m ) KABEL ( mm² ) (volt) diterima 1 LVMDP - BC1 346, x ,37 BC1 - BC x 10,13 369,4 3 BC - BC x 95 8,47 360,77 4 BC3 - BC x 70 3,36 357,41 5 BC4 - BC x 50 3,98 353,43 6 BC3 - BC x 35,49 350, Rating Pengaman. Untuk menentukan rating pengaman arus distribusi pada line A, B, dan C Maka dapat digunakan persamaan : Line A : I rating k.in 1, A 50 A. Line B : I rating k.in 1,1. 36,4 398,64 A 400 A. Line C : I rating k.in 1,1. 346,6 381,6 A 400 A. 4.3 Analisa Perencanaan Berdasarkan hasil perencanaan sistem kelistrikan tegangan rendah dimana direncanakan dua sistem dengan menggunakan kabel udara dan kabel tanah. Untuk kabel udara digunakan jenis tiang besi ukuran 9 m dan, ukuran kabel line A TCAL x(3x70+1x50) mm., line B TCAL 3x95+1x70 mm., line C TCAL 3x70+1x50 mm., line D x (3 x x 50 ) mm. Untuk penerangan jalan umum (PJU) sumber listrik diambil dari jaringan yang melewati kabel udara pada tiang. PJU yang digunakan jenis HRC SON-T 150W + Ornament (komplit) menggunakan photosel. Jenis konstruksi yang digunakan TR-1 33 unit, TR- 30 unit, TR-3 9 unit, dan TR unit. Panel utama ( LVMDP ) diletakan pada rumah genset. MCCB yang dipakai untuk line A 3 phasa 300 A, line B 3 phasa 00 A, line C 3 phasa 300 A, dan line D 3 phasa 400 A. Drop tegangan masing masing line adalah line A 8,5 %, line B 7,69 %, line C 8,48 %, dan line D 7,97 %. Untuk perencanaaan dengan menggunakan kabel tanah dipakai kabel jenis NYFGbY. Untuk penerangan jalan umum (PJU) sumber listrik diambil dari tarikan jaringan yang baru pada saluran kabel tanah. PJU yang digunakan jenis HRC SON- T 150W + Ornament (komplit) dengan menggunakan timer. MCCB yang dipakai untuk line A 3 phasa 50 A, line B 3 phasa 400 A, line C 3 phasa 400 A, dan 6

7 menggunakan MCB untuk PJU 3 phasa 16 A. Drop tegangan masing masing line adalah line A 9,45 %, line B 6,34 %, line C 7,64 %, dan PJU line A 3,7 %, line B 3,35 %, dan line C 1,74 %. Perbedaan saluran kabel udara dan saluran kabel tanah dapat dilihat pada tabel berikut : No Parameter Saluran Udara Kabel Tanah 4 x 40, 4 x 185, 4 x 150, 4 x 10, Ukuran Pengantar 3 x x 50 dan 3 x 1 4 x 95, 4 x 70, 4 x 50, 4 x 35, 4 x (mm²) x 70 5, x 10, x 6, dan x 4 3 Drop Tegangan (%) Rating Pengaman (MCCB / MCB) line A 8, 5, line B 7,69, line C 8,48, dan line D 7,97. line A 3 phasa 300 A, line B 3 phasa 00 A, 3 phasa 300 A, dan line D 3 phasa 400 A line A 9,45, line B 6,34, dan line C 7,64. PJU line A 3,7, line B 3,35, dan line C 1,74. line A 3 phasa 50 A, line B 3 phasa 400 A, line C 3 phasa 400 A, dan PJU 3 phasa 16 A 5 KESIMPULAN Setelah melakukan perhitungan dan analisa sistem yang telah dibuat maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Drop tegangan yang paling tinggi untuk SKUTR terdapat pada line A dengan menggunakan kabel x (3 x x 50 ) mm. Total beban nominal keseluruhan 108 A. 3. Kabel tanah yang digunakan jenis NYFGbY mempunyai drop tegangan yang paling tinggi pada line A. 4. Rating pengaman pada LVMDP adalah MCCB 3P 1000 A. 5. Penerangan jalan umum untuk kabel tanah dioperasikan dengan timer dan untuk kabel udara dioperasikan dengan photosel. Daerah Banjar Tulangnyuh Klungkung, Universitas Udayana. PT PLN ( PERSERO ). Buku I, II, III, dan VI. PT PLN ( PERSERO ) Jakarta Selatan Rendra, Prambudhi Setyo. keandalan Jaringan Distribusi 0 kv dengan Penentuan Lokasi dan Jumlah Sectionalizer. Institut Teknologi Seuluh November Surabaya SPLN 56-1, Jakarta : Sambungan Tenaga Listrik Tegangan Rendah (SLTR) Departemen Pertambangan dan Energi Perusahaan Umum listri Negara. Suswanto, Damam. Sistem Distribusi Tenaga Listrik untuk Mahasiswa Teknik Elektro. Universitas Negeri Padang Waluyo, Soenarjo, Andi,, Perhitungan Susut Daya Pada Sistem Distribusi Tegangan Menengah Saluran Udara dan Kabel Itenas Bandung, 007. DAFTAR PUSTAKA Arfita, Fauzan, Perencanaan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 0kv Pada Komplek Perkebunan AMP Institut Teknologi Padang 01. Chandra Goenaldi, Keandalan Sistem Jaringan Distribusi 0kV di PT.PLN Distribusi Jawa timur Kediri Dengan Metode Simulasi section Technique Institut Teknologi Sepuluh November, 01. Made Surtika, 010, Rekonfigurasi Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Untuk Memperbaiki Drop Tegangan di 7