DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Transkripsi

1 STUDI PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TERHADAP ARUS NETRAL DAN LOSSES PADA TRAFO DISTRIBUSI PLN RANTING LUBUK PAKAM O L E H JULIANA SITEPU NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul STUDI PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TERHADAP ARUS NETRAL DAN LOSSES PADA TRAFO DISTRIBUSI PLN RANTING LUBUK PAKAM. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik,. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman S. Baafai, selaku dosen pembimbing dalam penyusunan tugas akhir ini 2. Bapak Ir. Tarmizi Kasim, MSc, Ketua Jurusan Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, 3. Bapak Ir. Rahmad fauzi, MT, Sekretaris Jurusan Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, 4. Bapak Ir. Rahman Hasibuan, Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, 5. Bapak dan Ibu dosen serta pegawai Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, 6. Orangtua Penulis, yang telah banyak memberikan dukungan moril dan materil kepada penulis Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih. Medan, Maret 2011 Penulis, (Juliana Sitepu)

3 ABSTRAK Ketidakseimbangan baban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan itu adalah pada beban-beban satu fasa pada pelanggan jaringan tegangan rendah. Akibat dari ketidakseimbangan beban tersebut adalah munculnya arus di netral trafo. Arus yang mengalir di netral trafo ini menyebabkan terjadinya losses (rugirugi), yaitu losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dan losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah. Secara teori, dapat disimpulkan bahwa bila terjadi ketidakseimbangan beban yang besar, maka arus netral yang muncul juga semakin besar, akibatnya losses yang terjadi akan semakin besar.

4 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Penulisan Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II TEORI DASAR 2.1 Jaringan Distribusi Distribusi Primer Distribusi Sekunder Transformator Prinsip Kerja Transformator Jenis Transformator Hubungan Lilitan Transformator Kelompok Hubungan Transformator Rugi-rugi dan Efisiensi Transformator Efisiensi Transformator Transformator Distribusi Perhitungan Arus Beban Penuh dan Arus Hubung Singkat Losses Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral transformator Ketidakseimbangan Beban Pengertian Beban Tidak Seimbang Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Seimbang Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Tak Seimbang... 22

5 2. 5 Faktor Daya Listrik Arus Bolak-balik 3 Fasa Pengertian Listrik Arus Bolak-balik 3 Fasa Tegangan dan Arus Hubungan Bintang Hubungan Delta Daya Listrik 3 Fasa Hubungan Bintang Daya Listrik 3 Fasa Hubungan Segitiga BAB III SISTEM PENGUKURAN DAN PENGAMBILAN DATA 3. 1 Data Teknis Alat Ukur Pengukuran Beban di Gardu Distribusi Data Teknis Trafo Distribusi Data Pembebanan Trafo Distribusi Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan L. Pakam SP. DLLAJ Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu Foto-foto Pengukuran BAB IV ANALISIS HASIL PENGUKURAN Analisa Pembebanan Trafo Distribusi Menentukan Persentase Pembebanan Trafo Analisa Ketidakseimbangan Beban pada Trafo Distribusi Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan L. Pakam SP. DLLAJ Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu Analisa Losses Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral Trafo dan Losses Akibat Arus Netral yang Mengalir ke Tanah Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan L. Pakam SP. DLLAJ Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan... 58

6 Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1 Kesimpulan Saran LAMPIRAN

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Skema Sistem Tenaga Listrik... 5 Gambar 2. 2 Skema Saluran Sistem Radial... 5 Gambar 2. 3 Penggunaan Saluran Alternatif dengan Saklar Pindah... 6 Gambar2.4 Skema Rangkaian Loop Terbuka... 7 Gambar 2.5 Skema Rangkaian Loop Tertutup... 7 Gambar 2.6 Skema Sistem Jaringan Primer... 8 Gambar 2.7 Skema Prinsip Sistem Spindel... 9 Gambar 2.8 Jenis Transformator Menurut Konstruksinya Gambar 2.9 Rangkaian Hubungan Bintang Gambar 2.10 Rangkaian Hubungan Delta Gambar 2.11 Rangkaian Hubungan Zig-Zag Gambar 2.12 Kelompok Hubungan Dy Gambar 2.13 Kelompok Hubungan Menurut VDE Gambar 2.14 Diagram Rugi-Rugi Pada Transformator Gambar 2.15 Beberapa Macam Trafo Distribusi Tipe Kutub Gambar 2.16 Vektor Diagram Arus Gambar 2.17 Diagram Fasor Tegangan Saluran Daya Model Fasa Tunggal Gambar 2.18 Segitiga Daya Gambar 2.19 Diagram Hubungan Bintang Gambar 2.20 Digram Hubungan Delta Gambar 2.21 Diagram Daya Listrik 3 Fasa Hubungan Bintang Gambar 2.22 Diagram Daya Listrik 3 Fasa Hubungan Segitiga Gambar 3.1 Rangkaian Pengukuran Tahanan Pembumian Netral Trafo Gambar 3.2 Diagram Pengawatan Pengukuran Beban dan Tegangan Gardu Distribusi Gambar 3.3 Single Line Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan-L.Pakam SP.DLLAJ Gambar 3.4 Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan- L.Pakam SP.DLLAJ pada Siang Hari Gambar 3. 5 Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Medan- L.Pakam SP.DLLAJ pada Malam Hari Gambar 3. 6 Single Line Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis DP. Pabrik Sahabat... 33

8 Gambar 3. 7 Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis DP. Pabrik Sahabat pada Siang Hari Gambar 3. 8 Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 250 kva di Jl. Batang Kuis DP. Pabrik Sahabat pada Malam Hari Gambar 3. 9 Single Line Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan Gambar Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan pada Siang Hari Gambar Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 100 kva di Jl. Pendidikan pada Malam Hari Gambar Single Line Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu Gambar Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu pada Siang Hari Gambar Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo Distribusi 200 kva di Jl. Bakaran Batu pada Malam Hari Gambar Trafo Distribusi 250 kva Gambar Panel Trafo Distribusi 250 kva Gambar Pengukuran di Panel Trafo Distribusi 250 kva Gambar 4. 1 Single Line Trafo Distribusi 250 beserta rating pengamannya... 44

9 DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Data Spesifikasi Transformator Tabel 3. 2 Hasil Pengukuran Arus pada Siang Hari dan Malam Hari di Jl. Medan- L.Pakam SP.DLLAJ Tabel 3. 3 Hasil Pengukuran Arus pada Siang Hari dan Malam Hari di Jl. Batang Kuis DP. Pabrik Sahabat Tabel 3. 4 Hasil Pengukuran Arus pada Siang Hari dan Malam Hari di Jl. Pendidikan Tabel 3. 5 Hasil Pengukuran Arus pada Siang Hari dan Malam Hari di Jl. Bakaran Batu Tabel 4. 1 Persentase Pembebanan Trafo Distribusi Tabel 4. 2 Ketidakseimbangan Beban Trafo Distribusi Tabel 4. 3 Losses pada Trafo Distribusi... 62