LAPORAN AKHIR. Oleh: MARSHEL EKO SAPUTRA

Transkripsi

1 ANALISA SUSUT TEGANGAN DAN SUSUT DAYA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PADA PENYULANG BERUANG DI GARDU INDUK BUKIT SIGUNTANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ELECTRIC TRANSIENT AND ANALYSIS PROGRAM LAPORAN AKHIR Dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh: MARSHEL EKO SAPUTRA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016 i

2 ANALISA SUSUT TEGANGAN DAN SUSUT DAYA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PADA PENYULANG BERUANG DI GARDU INDUK BUKIT SIGUNTANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ELECTRIC TRANSIENT AND ANALYSIS PROGRAM LAPORAN AKHIR Dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Oleh: MARSHEL EKO SAPUTRA Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Muhammad Yunus, M.T. Heri Liamsi, S.T., M.T. NIP NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Ketua Program Studi Yudi Wijanarko, S.T., M.T. Mohammad Noer, S.S.T. M.T. NIP NIP ii

3 MOTTO Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar (Al- Baqarah: 153) Kesuksesan hanya dapat diraih dengan segala upaya dan usaha disertai doa, karena sesungguhnya nasib seseorang manusia tidak akan berubah sendirinya tanpa berusaha Tidak ada yang sia-sia dalam sebuah kegagalan KUPERSEMBAHKAN UNTUK Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Kedua orang tuaku dan adikku tercinta Teman-teman kelas 6LD 2013 Dosen-dosenku Cindy Saputri Almamaterku iii

4 ABSTRAK ANALISA SUSUT TEGANGAN DAN SUSUT DAYA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH 20 KV PADA PENYULANG BERUANG DI GARDU INDUK BUKIT SIGUNTANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ELECTRIC TRANSIENT AND ANALYSIS PROGRAM (2016: 64 halaman + Daftar Tabel + Daftar Gambar + Daftar Lampiran) Marshel Eko Saputra Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Dalam pendistribusian energi listrik dari pembangkit hingga sampai ke konsumen sering ditemui berbagai kendala pada saluran distribusi yang menyebabkan penurunan kualitas dalam pendistribusian energi tersebut. Masalah tersebut antara lain timbulnya susut tegangan dan susut daya. Susut tegangan timbul karena adanya impedansi sepanjang saluran dan besar daya nominal saluran serta panjang saluran yang selanjutnya menimbulkan susut daya. Laporan ini menyelidiki besar nilai susut tegangan dan susut daya pada setiap penghantar yang melewati setiap Gardu Distribusi pada Penyulang Beruang di Gardu Induk Bukit Siguntang PT. PLN (Persero) Rayon Rivai menggunakan software ETAP Dan diketahui bahwa besar nilai susut tegangan pada Penyulang Beruang (0,5 % secara perhitungan; 0,35 % dengan ETAP) dan besar nilai susut daya (0,17 % secara perhitungan dan 0,16 % dengan ETAP) masih dianggap baik menurut SPLN yaitu sebesar 5% untuk susut tegangan dan 2,3% untuk susut daya. Kata kunci : susut tegangan, susut daya, Gardu Distribusi, ETAP iv

5 ABSTRACT ANALYSIS VOLTAGE DROP AND LOSSES MEDIUM VOLTAGE POWER DISTRIBUTION NETWORK 20 KV AT BERUANG FEEDER IN BUKIT SIGUNTANG SUBSTATION USED ELECTRIC TRANSIENT AND ANALYSIS PROGRAM (2016: 64 pages + List of Tables + List of Figures+ List of Attachment) Marshel Eko Saputra Electrical Department Study Program Electrical Engineering State Polytechnic of Sriwijaya In the distribution of electrical energy from the power plant to the consumer frequently encountered various constraints on distribution system leading to a reduction in the quality of the energy distribution. These include the emergence of voltage drop and losses. Voltage drop arises because of the impedance along the lines and large nominal power line and the line length which then produces losses. This report explores the value of voltage drop and losses in each conductor who passing through each Distribution Substation at Beruang Feeder in Bukit Siguntang Substation PT. PLN (Persero) Rayon Rivai using ETAP software And it is known that the great value of voltage drop on the feeder Bear (0.5 % in the calculation; 0.35 % by ETAP) and great value of losses (the calculation is 0.17 % and 0.16 % by ETAP) is still considered good by SPLN at 5% for voltage drop and of 2.3% for losses. Keywords: voltage drop, losses, Distribution Substation, ETAP v

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul Analisa Susut Tegangan dan Susut Daya Jaringan Distribusi Tegangan Menengah 20 kv Pada Penyulang Beruang di Gardu Induk Bukit Siguntang Menggunakan Software Electric Transient And Analysis Program tepat pada waktunya. Pembuatan Laporan Akhir ini bertujuan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan ini disusun berdasarkan data-data yang didapatkan penulis di Gardu Induk Bukit Siguntang PT. PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang. Dalam penyusunan laporan, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak hingga dapat menyelesaikan laporan ini, mulai dari pengumpulan data sampai proses penyusunan laporan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan materil kepada penulis dan penulis juga mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 3. Bapak H. Herman Yani, S.T, M. Eng., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Bapak Muhammad Noer, S.S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya 5. Bapak Ir. Muhammad Yunus, M.T., selaku Pembimbing I Penyusunan Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya vi

7 6. Bapak Heri Liamsi, S.T, M.T., selaku Pembimbing II Penyusunan Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya 7. Bapak Badrodin, selaku Manager di PT. PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang 8. Bapak Danang, selaku Staf sekaligus pembimbing di PT. PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang Bagian Distribusi Tenaga Listrik 9. Teman-teman kelas 6 LD angkatan 2013 di Politeknik Negeri Sriwijaya 10. Kekasihku yang selalu menemaniku saat suka maupun duka 11. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penyusunan Laporan Akhir ini. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Agustus 2016 Penulis vii

8 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii MOTTO...iii ABSTRAK...iv ABSTRACT...v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR TABEL...xiii DAFTAR LAMPIRAN...xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Tujuan Manfaat Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Konsep Dasar Sistem Distribusi Tenaga Listrik Aspek Perencanaan Jaringan Distribusi Konfigurasi Sistem Saluran Distribusi Saluran Udara Tegangan Menengah Konsep Perencanaan Proteksi Jaringan Konstruksi SUTM...14 viii

9 2.4.4 Penggunaan Tiang Area Jangkauan Pelayanan SUTM Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah Konsep Perencanaan Proteksi Jaringan Konstruksi SKTM Area Jangkauan Pelayanan SKTM Parameter Listrik Saluran Distribusi Resistansi Saluran Induktansi Saluran Segitiga Daya Korelasi Susut Tegangan dan Susut Daya Terhadap Standar Jaringan Electric Transient and Analysis Program (ETAP) Mempersiapkan Plant Membuat Proyek Baru Menggambar Single Line Diagram...28 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode Peninjauan Metode Interview Metode Studi Pustaka/Literatur Metode Pengambilan Data Peralatan Perhitungan Data Penyulang Beruang di GI Bukit Siguntang Prosedur Perhitungan...35 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil Perhitungan Perhitungan Nilai Resistansi Perhitungan Nilai Reaktansi Perhitungan Nilai (Load Loss Factor) LLF Perhitungan Nilai Susut Tegangan...41 ix

10 4.1.5 Perhitungan Nilai Susut Daya Hasil Perhitungan dengan Software ETAP Pembahasan...59 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran...62 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Pola Sistem Tenaga Listrik...5 Gambar 2.2 Pola Jaringan Distribusi Dasar...7 Gambar 2.3 Konfigurasi Tulang Ikan (Fishbone)...8 Gambar 2.4 Konfigurasi Kluster (Leap Frog)...8 Gambar 2.5 Konfigurasi Spindel...9 Gambar 2.6 Konfigurasi Fork...10 Gambar 2.7 Konfigurasi Spotload (Parallel Spot Configuration)...10 Gambar 2.8 Konfigurasi Jala-jala (Grid, Mesh)...11 Gambar 2.9 Konfigurasi Struktur Garpu...11 Gambar 2.10 Konfigurasi Struktur Bunga...12 Gambar 2.11 Konfigurasi Struktur Rantai...12 Gambar 2.12 Monogram Saluran Udara Tegangan Menengah...16 Gambar 2.13 Konfigurasi Horizontal Konduktor Tiga Fasa...21 Gambar 2.14 Karakteristik Beban Kapasitif...22 Gambar 2.15 Karakteristik Beban Induktif...22 Gambar 2.16 Membuat File Proyek Baru...27 Gambar 3.1 Diagram Flowchart Tahap Analisa Susut Tegangan dan Susut Daya...37 Gambar 3.2 Diagram Flowchart Tahap Analisa Susut Tegangan dan Susut Daya dengan Sofware ETAP...38 Gambar 4.1 Lembar Kerja ETAP Gambar 4.2 Rangkaian Penyulang Beruang pada ETAP (i)...50 Gambar 4.3 Rangkaian Penyulang Beruang pada ETAP (ii)...50 xi

12 Gambar 4.4 Pengaturan Rating Power Grid...51 Gambar 4.5 Pengaturan Rating Transformator Daya...51 Gambar 4.6 Pengaturan Impedansi Transformator Daya...52 Gambar 4.7 Pengaturan Info Jenis Penghantar...52 Gambar 4.8 Pengaturan Impedansi Penghantar...53 Gambar 4.9 Pengaturan Tinggi Tiang dan Jarak Antar Penghantar...53 Gambar 4.10 Pengaturan Rating Transformator Distribusi...54 Gambar 4.11 Pengaturan Beban Transformator...54 Gambar 4.12 Pengoperasian ETAP (i)...55 Gambar 4.13 Pengoperasian ETAP (ii)...55 Gambar 4.14 Petunjuk dan hasil voltage drop dan losses pada ETAP...56 Gambar 4.15 Diagram Perbandingan Hasil Susut Tegangan Secara Perhitungan dengan Software ETAP...58 Gambar 4.16 Diagram Perbandingan Hasil Susut Daya Secara Perhitungan dengan Software ETAP...58 xii

13 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Data Beban Saluran di GI Bukit Siguntang Februari Tabel 3.2 Data Panjang Saluran Penyulang Beruang di GI Bukit Siguntang...33 Tabel 3.3 Data Cos Phi dan Faktor Beban (Load Factor)...33 Tabel 3.4 Data Resistansi Kabel Penghantar yang Digunakan...34 Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Resitansi dan Reaktansi Saluran...41 Tabel 4.2 Perbandingan Hasil Perhitungan Susut Tegangan dan ETAP...56 Tabel 4.3 Perbandingan Hasil Perhitungan Susut Daya dan ETAP...57 xiii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 2 Lembar Bimbingan Laporan Akhir Lampiran 3 Lembar Rekomendasi Sidang Laporan Akhir Lampiran 4 Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir Lampiran 5 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir Lampiran 6 Surat Pengambilan Data dari PT. PLN (Persero) Rayon Rivai Lampiran 7 Data Beban Saluran di GI Bukit Siguntang per Februari 2016 Lampiran 8 Surat Pernyataan Data yang Konkrit dari PT. PLN (Persero) Rayon Rivai Lampiran 9 Single Line Penyulang Beruang xiv