SKRIPSI ANALISIS SUSUT DAYA PADA SISTEM DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH SALURAN UDARA DAN KABEL KHAIRUL ABRAR JAINUDDIN 10582134914 10582131014 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2019 i
ANALISIS SUSUT DAYA PADA SISTEM DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH SALURAN UDARA DAN KABEL Skripsi Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Disusun dan diajukan oleh KHAIRUL ABRAR JAINUDDIN 10582134914 10582131014 PADA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2019 i
ii
iii
iv
v
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT. karena atas berkat dan rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Analisis Susut Daya Pada Sistem Distribusi Tegangan Menengah Saluran Udara Dan Kabel. Dan tak lupa pula penulis tuturkan shalawat serta salam kepada junjungan kita baginda Muhammad SAW, yang telah memberi suri tauladan atas umatnya. Skripsi ini disusun guna melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Skripsi ini dibuat berdasarkan pada data yang penulis peroleh selama melakukan penelitian, baik data yang diperoleh dari studi literatur, hasil percobaan maupun hasil bimbingan dari dosen pembimbing. Penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini, tidak lepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebanyak-banyaknya kepada: 1. Kedua orang tua, kakak serta keluarga yang telah memberikan bantuan baik berupa moril maupun materil. 2. Bapak Ir. Hamzah Al Imran, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. vi
3. Ibu Adriani, S.T., M.T. selaku ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. 4. Bapak Rizal Ahdiyat Duyo, S.T., M.T. selaku Pembimbing I dan Ibu Adriani, S.T., M.T. selaku Pembimbing II yang telah memberikan waktu, arahan serta ilmunya selama membimbing penulis. 5. Para Staff dan Dosen yang telah membantu penulis selama melakukan studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. 6. Saudara-saudara serta rekan-rekan Vektor 2014 dan seluruh keluarga besar Fakultas Teknik Terima kasih atas segala dukungan dan bantuan yang diberikan kepada penulis selama ini, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi. Akhir kata penulis sampaikan pula harapan semoga Skripsi ini dapat memberi manfaat yang cukup berarti khususnya bagi penulis dan bagi pembaca pada umumnya. Semoga Allah SWT. senantiasa selalu memberikan rahmat dan hidayah-nya kepada kita semua. Amiin. Billahi Fi Sabilil Haq Fastabiqul Khairat Wassalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Makassar, 09 April 2019 Penulis, vii
Khairul Abrar 1.Jainuddin 2 1 Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar E mail: khairulabrar0909@gmail.com 2 Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar E mail: jainuddindompu@gmail.com ABSTRAK Abstrak : Khairul Abrar dan Jainuddin (2019). Dalam proses penyaluran daya listrik, terjadi susut daya pada pembangkit, transmisi, dan distribusi. Umumnya susut daya pada sistem distribusi secara rat-rata semestinya 10% dari produksi gross-nya, pada kondisi normal. Akan tetapi dari beberapa pusat pengatur beban, diperoleh nilai dibawah 10%, walaupun sudah diambil langkah-langkah perbaikan. Khusus data penyulang distribusi, perlu dilakukan perhitungan tersebut. Skripsi ini menyajikan cara perhitungan susut daya beserta hasilnya pada jaringan distribusi dan merujuk kepada kurva beban dari setiap gardu distribusi. Susut daya pada saluran tegangan menengah dihitung berdasarkan besarnya arus beban yang mengalir pada penghantar. Sedangkan susut daya transformator dihitung berdasarkan kondisi beban. Nilai susut daya pada transformator paling besar terjadi pada gardu PS/135 sebesar 2,767% dan paling rendah terjadi pada gardu PS/020 yaitu 0,024%. Kata kunci: susut daya, distribusi, tegangan menengah, arus beban, transformator viii
Khairul Abrar 1.Jainuddin 2 1 Product of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Unismuh, Makassar E mail: khairulabrar0909@gmail.com 2 Product of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Unismuh, Makassar E mail: jainuddindompu@gmail.com ABSTRACT Abstract Khairul Abrar dan Jainuddin (2019). In the process of electrical power distribution, power losses occur in the generator, transmission and distribution. Generally, the average power losses in the distribution system should be 10% of the gross production, under normal conditions. However, from several load regulator centers, values below 10% are obtained, even though corrective steps have been taken. Especially for distribution feeder data, this calculation needs to be done. This thesis presents a method of calculating power losses and their results on distribution networks and refers to the load curves of each distribution substation. The power losses in the medium voltage channel are calculated based on the amount of load current flowing in the conductor. While the transformer power losses are calculated based on load conditions. The highest power loss value in the transformer occurs at the PS / 135 substation of 2.767% and the lowest occurs at the PS / 020 substation which is 0.024%. Keywords: power losses, distribution, medium voltage, load current, transformer. ix
DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL... i HALAMAN JUDUL... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv KATA PENGANTAR... vii ABSTRAK... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR SINGKATAN...xvi LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Batasan Masalah... 3 E. Manfaat Penelitian... 3 F. Sistematika Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Sistem Tenaga Listrik... 6 B. Sistem Distribusi... 13 x
BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian... 20 B. Langkah Penelitian... 20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data penyulang... 30 B. Data transformator distribusi... 48 C. Data penghantar... 48 D. Hasil perhitungan Data beban... 49 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan... 51 B. Saran... 52 DAFTAR PUSTAKA... 53 xi
DAFTAR GAMBAR Gamabar Judul Halaman 2.1 Rangkaian Sistem Tenaga Listrik 6 2.2 Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 15 2.3 Bagian-Bagian Jaringan Distribusi 18 3.1 Flowchart langkah penelitian 21 3.2 Saluran Distribusi Primer 25 3.3 Langkah Perhitungan Susut Daya 26 4.1 Susut besi dan susut tembaga sesuai dengan standar SPLN50 1997 34 4.2 Kurva susut daya total pada penylang pangkajene semester I 50 4.3 Kurva susut daya total pada penylang pangkajene semester II 51 xii
DAFTAR TABEL Tabel Judul Halaman 4.1 Data Penyulang Pangkajene Semester I 30 4.2 Data Penyulang Pangkajene Semester II 31 4.3 Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester I 32 4.4 Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester II 32 4.5 susut besi dan susut tembaga sesuai dengan standar SPLN50 1997 33 4.6 Arus Nominal Transformator penyulang pangkajene 35 4.7 Hasil perhitungan susut transformator 35 4.8 Perhitungan susut total transformator 36 4.9 Hasil perhitungan persentase susut transformator semester I 36 4.10 Hasil perhitungan persentase susut transformator semester II 37 4.11 Perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester I 38 4.12 Perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester II 39 4.13 Perhitungan Arus pada sisi tegangan menengah semester I 40 4.14 Perhitungan Arus pada sisi tegangan menengah semester II 41 4.15 Perhitungan susut saluran semester I 41 4.16 Perhitungan susut saluran semester II 42 4.17 Perhitungan daya semu pada susut saluran semester I 43 4.18 Perhitungan daya semu pada susut saluran semester II 44 4.19 Perhitungan persentase susut saluran gardu induk semester I 45 4.20 Perhitungan persentase susut saluran gardu induk semester II 45 4.21 Perhitungan susut total pada JTM semester I 46 xiii
4.22 Perhitungan susut total pada JTM semester II 47 4.23 Data Transformator Distribusi Penyulang Pangkajene 48 4.24 Data Penghantar Saluran Udara dan kabel Penyulang Pangkajene 48 4.25 Susut daya total pada penyulang pangkajene semester I 49 4.26 Susut daya total pada penyulang pangkajene semester II 5 xiv
DAFTAR SINGKATAN Singkatan PLTA PLTU PLTG PLTN PLTGU PHB SLP EEI NEMA IEC SUTM SKTM SUTR SKTR P dis P sal P tran GI GD P cu Defenisi dan Keterangan Pembangkit Listrik Tenaga Air Pembangkit Listrik Tenaga Uap Pembangkit Listrik Tenaga Gas Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap Panel Hubung Bagi Saluran Layanan Pelanggang Edision Electric Institut National Electrical Munufacture Assosiation International Electrotechnical Comission Saluran Udara Tegangan Menengah Saluran Kabel Tegangan Menengah Saluran Udara Tegangan Rendah Saluran Kabel Tegangan Rendah Susut Daya Total Susut Daya Saluran Susut Daya Pada Transformator Gardu Induk Gardu Distribusi Susut Tembaga Transformator xv
P fe I R cu V S K tran Susut Besi Transformator Arus Beban Tahanan Kawat Belitan Tegangan Daya Beban Kapasitas Transformator xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sistem kelistrikan secara keseluruhan meliputi bagian pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Sistem distribusi yang berfungsi menyalurkan dan mendistribusikan energi listrik ke konsumen perlu kualitas yang memadai. Berdasarkan informasi dari PT. PLN (Persero) Makassar, sebagian besar susut energi listrik terdapat pada jaringan distribusi. Oleh karena itu susut pada sistem jaringan tersebut perlu diperhitungkan lebih teliti. Untuk memperluas sistem jaringan distribusi, salah satu kriteria yang perlu dipenuhi adalah efisiensi yang besar, tanpa mengabaikan aspek ekonomi. Efisiensi yang baik akan dicapai bila susut energi dapat ditekan sekecil mungkin. Susut pada sistem jaringan distribusi menjadi salah satu pertimbangan, baik dalam perencanaan maupun pengoperasian, karena mempengaruhi biaya investasi (Bambang, 2001; Gonen, 1986; Sulasno, 2000). Pada umumnya, susut daya pada jaringan distribusi berkisar 10% (APEI, 2003). Biasanya perhitungan susut energi pada sistem jaringan distribusi dilakukan dengan menggunakan selisih energi terjual dengan yang diterima pada setiap penyulang. Mengingat pentingnya informasi mengenai besarnya susut pada suatu jaringan distribusi yang dipergunakan dalam perencanaan pengembangan jaringan, maka studi mengenai susut energi pada sistem jaringan distribusi perlu dilakukan. 1
2 Dalam perhitungan susut daya ini perlu dilakukan beberapa batasan, yaitu perhitungan susut daya dikerjakan akibat adanya resistansi dari satu saluran udara dan satu saluran kabel tegangan menengah sebagai sampel. Sedangkan susut daya akibat pengaruh induktansi dan kapasitansi diabaikan. Selanjutnya dilakukan perhitungan susut daya dari transformator disribusi, berupa susut inti dan tembaga. Sedangkan susut akibat tegangan pada saluran, termasuk akibat isolator atau isolasi kabel, tidak diperhitungkan. Tujuan adalah memberikan suatu metode perhitungan besarnya susut daya dalam jaringan distribusi primer dengan memperhitungkan kurva beban, jenis beban dan transformator distribusi. Dengan adanya data mengenai susut daya ini, diharapkan dapat digunakan sebagai salah satu bahan pertimbangan dalam perbaikan sistem jaringan yang ada atau dalam perencanaan pembangunan jaringan baru. Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (bulk power source) sampai ke konsumen. B. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana Cara Mengetahui Data Penyulang Pada Sistem Distribusi? 2. Bagaimana Cara Mengetahui Susut Transformator Distribusi Pada Tegangan Menengah Saluran Udara dan Kabel? 3. Bagaimana Cara Mengetahui Susut Daya Total pada jaringan distribusi?
3 C. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui susut daya pada saluran distribusi dalam jangka waktu 6 bulan. 2. Mengetahui susut daya transformator dan persentase susut. 3. Mengetahui susut daya total pada system distribusi tegangan menengah dalam jangka waktu 6 bulan. D. Batasan Masalah 1. Penelitian ini untuk menghitung susut daya sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel. 2. Penelitian ini menggunakan perhitungan susut daya. 3. Jaringan yang digunakan dalam perhitungan susut daya ini adalah jaringan tegangan menengah penyulang. E. Manfaat Penelitian 1. Menambah pengetahuan penulis tentang susut daya sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel. 2. Dapat menjadi referensi tambahan dalam menghitung susut daya distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel. F. Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
4 BAB I: PENDAHULUAN Dalam bab ini berisi mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penelitian yang dilakukan serta sistematika Penulisan dari hasil penelitian yang dilakukan BAB II: TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menjelaskan tentang teori-teori pendukung yang berkaitan dengan judul penelitian. Teori pendukung meliputi sistem tenaga listrik, sistem distribusi, perhitungan susut daya dan saluran distribusi. BAB III: METODE PENELITIAN Dalam bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu waktu dan tempat peleksanaan, diagram proses perancangan, dan metode penelitian. BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan tentang hasil dari penelitian yang telah dilakukan mulai dari perhitungansusut daya pada sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel BAB V : PENUTUP Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan dan saran terkait judul penelitian. DAFTAR PUSTAKA Berisi tentang daftar sumber referensi penulis dalam memilih teori yang relevan dengan judul penelitian yang terdiri dari nama pengarang, tahun terbit, judul referensi, dan nama penerbit.
5 LAMPIRAN Berisi tentang alat yang digunakan, data-data hasil penelitian seperti gambar dan tabel serta langkah-langkah (diagram alir) dalam pembuatan susut daya pada sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel
6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Sistem Tenaga Listrik Secara umum sistem tenaga listrik terdiri atas komponen tenaga listrik yaitu pembangkit tenaga listrik, sistem transmisi dan sistem distribusi. Ketiga bagian ini merupakan bagian utama pada suatu rangkaian sistem tenaga listrik yang bekerja untuk menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit ke pusat-pusat beban. Rangkaian sistem tenaga listrik dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah berikut : Gambar 2.1 Rangkaian Sistem Tenaga Listrik Energi listrik yang dihasilkan di pusat pembangkit listrik akan disalurkan melalui saluran transmisi kemudian melalui saluran distribusi akan sampai ke konsumen. Berikut ini penjelasan mengenai bagian utama pada sistem tenaga listrik pada umumnya, yaitu : 6
7 a. Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant) Pusat pembangkit listrik merupakan tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak awal (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik dengan mengubah tenaga turbin menjadi energi listrik. Biasanya dipusat pembangkit listrik juga terdapat gardu induk. Peralatan utama pada gardu induk antara lain : transformer, yang berfungsi untuk menaikkan tegangan generator (11,5kV) menjadi tegangan transmisi atau tegangan tinggi (150kV) dan juga peralatan pengaman dan pengatur. Secara umum, jenis pusat pembangkit dibagi kedalam dua bagian besar yaitu pembangkit hidro yaitu PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) dan pembangkit thermal diantaranya yaitu PLTU (Pusat Listrik Tenaga Uap), PLTG (Pusat Listrik Tenaga Gas), PLTN (Pusat Listrik Tenaga Nuklir), dan PLTGU (Pusat Listrik Tenaga Gas Uap). b. Transmisi Tenaga Listrik Transmisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkitan listrik hingga saluran distribusi listrik sehingga nantinya dapat tersalurkan pada pengguna listrik. c. Sistem Distribusi Sistem distribusi ini adalah sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pengguna listrik dan pada umumnya berfungsi dalam hal penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat. Sub sistem ini terdiri dari : pusat pengatur atau gardu induk, gardu hubung, saluran tegangan menengah atau
8 jaringan primer (6 kv dan 20 kv) yang berupa saluran udara atau kabel bawah tanah, saluran tegangan rendah atau jaringan sekunder (380 V dan 220 V), gardu distribusi tegangan yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan baik tegangan menengah ataupun tegangan rendah, dan trafo. 1. Operasi Sistem Tenaga Listrik Pada bagian sebelumya bisa dilihat pada gambar bagaimana sistem tenaga listrik yang mendeskripsikan hubungan antara masing-masing sistem listrik.pembangkit-pembangkit listrik memiliki lokasi yang saling berjauhan satu sama lain dan terhubung satu sama lain melalui sistem transmisi yang luas untuk mendistribusikan tenaga listrik pada beban yang tersebar. Ini bisa dapat dikatakan sebagai sistem interkoneksi. Melalui adanya sistem interkoneksi tersebut menyebabkan : a. Keandalan sistem yang semakin tinggi. b. Efisiensi pembangkitan tenaga listrik dalam sistem meningkat. c. Mempermudah penjadwalan pembangkit. Sebuah sistem tenaga listrik merupakan sebuah unit usaha dimana selain faktor teknis, faktor ekonomis juga diperhatikan karena pengaruhnya sangat domiman. Dalam pengeoperasian sistem tenaga listrik ini, pendapatan dan pengeluaran harus dijaga agar tercipta kondisi yang seimbang sehingga dapat mencapai keuntungan yang layak. Pendapatan dalam sistem tenaga listik ini berdasarkan jumlah penjualan listrik ke konsumen dan biasanya dalam bentuk pemakaian energi (kwh) serta harganya yang diatur dalam sistem tariftertentu (di
9 Indonesia menggunakan Keppres). Sedangkan pengeluaran dalam mengoperasikan sistem tenaga listrik ini meliputi : belanja pegawai, belanja barang dan jasa, pemeliharaan dan penyusutan, penelitian atau pengembangan, pajak, bahan baku energi (BBM, Batubara, Nuklir, Air, dsb), Losses, dan lainlain. Dalam pembangkitan tenaga listrik ada empat komponen biaya yang biasanya harus diperhitungkan, yaitu: a. Komponen A merupakan fixed cost, yakni biaya yang harus tetap dikeluarkan terlepas dari pembangkit listrik tersebut dioperasikan atau tidak, misalnya:pekerjaan sipil, biaya pembelian turbin, generator, dan lain-lain. b. Komponen B merupakan fixed cost, yakni biaya yang tetap dikeluarkan untuk operasi dan pemeliharaan pembangkit, seperti gaji pegawai, biaya pemeliharaan, dan lain-lain. c. Komponen C merupakan fuel cost atau biaya bahan bakar yakni biaya bahan bakar yang berubah-ubah tergantung dari beberapa faktor. Beberapa faktor yang mempengaruhi harga komponen ini misalnya banyaknya konsumsi bahan bakar yang diperlukan, jenis bahan bakarnya, lama waktu penyalaan pembangkit, dan beberapa hal lainnya. d. Komponen D merupakan variable cost yakni biaya dapat berubah-ubah. Misalnya, biaya untuk pelumas. Semakin sering dan berat kerja suatu pembangkit, semakin juga dibutuhkan banyak pelumas. Maka, biaya komponen D ini akan meningkat.
10 Bagian terbesar dari pembiayaan dalam pembangkitan tenaga listrik adalah komponen C atau biaya bahan bakar yang mencakup hampir 70% dari total pembiayaan. Naik atau turunnya biaya bahan bakar tergantung pada penggunaan listrik oleh konsumen. Oleh karena itu, sangat diperlukan cara pengoperasian yang optimal. 2. Tujuan Operasi Sistem Tenaga Listrik Tujuan utama dari operasi sistem tenaga listrik ini adalah untuk memenuhi kebutuhan beban listrik secara efisien (beban terpenuhi dengan biaya yang minimum), dengan mempertimbangkan sasaran operasi tenaga listrik yaitu sistem harus dapat memenuhi standar dalam keamanan lingkungan, memiliki keandalan yang baik, dan dapat melayani permintaan secara berkala dari waktu ke waktu. Dalam mencapai tujuan dari operasi sistem tenaga listrik maka perlu diperhatikan berikut : a. Ekonomi (economy) berarti listrik harus dioperasikan secara ekonomis, tetapi dengan tetap memperhatikan keandalan dan kualitasnya. b. Keandalan (security) merupakan tingkat keamanan sistem terhadap kemungkinan terjadinya gangguan. Jika terjadi gangguan pada pembangkit maupun transmisi dapat diatasi tanpa mengakibatkan pemadaman di sisi konsumen. c. Kualitas (quality) tenaga listrik yang diukur dengan kualitas tegangan dan frekuensi yang dijaga sedemikian rupa sehingga tetap pada kisaran yang ditetapkan.
11 3. Kondisi Operasi Sistem Tenaga Listrik Kondisi-kondisi yang mungkin terjadi dalam menjalankan sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut : 1. Normal adalah seluruh konsumen dapat dilayani, kendala operasi teratasi dan keamanan sistem dapat dipenuhi 2. Siaga adalah seluruh konsumen dapat dilayani, kendala operasi dapat dipenuhi, tetapi keamanan sistem tidak dapat dipenuhi. 3. Darurat adalah konsumen tidak dapat dilayani, kendala operasi tidak dapat dipenuhi. 4. Pemulihan adalah adalah peralihan kondisi darurat tenaga listrik yang diukur dengan kualitas tegangan dan frekuensi yang dijaga sedemikian rupa sehingga tetap pada kisaran yang ditetapkan. 4. Karakteristik Pembangkit Listrik Sangat penting untuk mengenal karakteristik pembangkit listrik yang berguna untuk meminimalisir pembiayaan bahan baku energi. Ketika sudah mengenal karakteristik pembangkit listrik maka pengaturan output pembangkit dapat diatur dengan baik. Berdasarkan karakteristik pembangkit listrik, dapat dibuat model secara matematis untuk proses optimasi agar dihasilkan biaya pembangkitan yang ekonomis. Ada berbagai macam jenis pembangkit listrik yaitu Pembangkit Listrik Tenaga air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Gas Alam (PLTG), Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), dan Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU). Pembangkit listrik tersebut dapat diklasifikasikan
12 menjadi dua bagian besar berdasarkan karakteristiknya yaitu pembangkithidro (PLTA) dan pembangkit thermal (PLTU, PLTG, PLTP, PLTD, PLTGU). Pengoptimasian pada kedua klasifikasi pembangkit tersebut sangatlah penting untuk memenuhi kebutuhan beban dengan biaya minimum. Namun, di antara dua karakteristik pembangkit tersebut, pembangkit thermal cukup menjadi perhatian dikarenakan biaya bahan bakar dan sering berubah. Oleh karena itu, untuk lebih lanjutnya akan banyak dibahas mengenai pembangkit thermal ini. 5. Pembangkit Listrik Mengoperasikan suatu sistem tenaga listrik yang tediri dari beberapa pusat pembangkit listrik memerlukan suatu koordinasi yang tepat dalam melakukan penjadwalan pembebanan besarnya daya listrik yang dibangkitkan oleh masingmasing pembangkit listrik, sehingga diperoleh biaya pembangkit yang minimum. Terdapat dua pokok permasalahan yang harus dipecahkan dalam operasi ekonomis pembangkitan pada sistem tenaga listrik yaitu : a. Pengaturan Unit Pembangkit (Unit Commitment) Penanganan biaya operasi pembangkit tenaga listrik bisa diminimalkan dengan cara mencari kombinasi yang tepat dari unit pembangkit yang ada. Hal ini dikenal dengan pengaturan unit pembangkit. Pada pengaturan unit akan dibuat skema urutan prioritas, yaitu metode pengoperasian unit pembangkit berdasarkan total biaya rata-rata bahan bakar yang paling murah. Pengaturan unit ini dilakukan untuk menentukan unit mana saja yang beroperasi dan tidak beroperasi pada jam tertentu sehingga dapat dibuat kombinasi operasi dari unit-unit yang ada.
13 Dalam mengatur unit-unit tersebut digunakan pertimbangan teknis dan ekonomis. b. Penjadwalan Ekonomis (Economic Dispatch) Penjadwalan ekonomis merupakan suatu usaha untuk menentukan besar daya yang harus disuplai dari tiap unit generator untuk memenuhi beban tertentu dengan cara membagi beban tersebut pada unit-unit pembangkit yang ada dalam sistem secara optimal ekonomis dengan tujuan meminimumkan biaya operasi pembangkitan. Penjadwalan ekonomis (Economic Dispatch) merupakan salah satu pokok permasalahan dalam operasi ekonomis sistem tenaga listrik yang akan dibahas lebih detail khususnya dalam kasus pembangkit thermal pada penulisan ini. B. Sistem Distribusi Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan), dan merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan tegangan dari 11 kv sampai 24 kv dinaikkan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kv,154kv, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah
14 untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I2.R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kv dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam system tenaga listrik secara keseluruhan. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan- perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.sistem distribusi terdiri atas system distribusi primer dan sekunder. 1. Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
15 Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan sebagai berikut: a. Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation) b. Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission), bertegangantinggi (HV,UHV,EHV) c. Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV) d..daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah. Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat.pembagian dari jaringan diatas dapat dijelaskan lebih detil melalui gambar 2.2 Gambar. 2.2 Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 2. Bagian bagian jaringan distribusi Untuk jaringan didstribusi pada umumnya terdiri dari dua bagian yang paling utama, yaitu sebagai berikut : a. Jaringan distribusi primer
16 Jaringan distribusi primer yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu induk sub transmisi ke gardu distribusi. Jaringan ini merupakan jaringan tegangan menengah atau jaringan tegangan primer. Biasanya, jaringan ini menggunakan enam jenis jaringan yaitu system radial dan system tertutup atau loop, ring, network spindle dan cluster. b. Jaringan distribusi sekunder Jaringan ini menggunakan tegangan rendah. Sebagaimana halnya dengan distribusi primer, terdapat pula pertimbangan perihal keadaan pelayanan dan regulasi tegangan, distribusi sekunder yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu distribusi ke konsumen. Jaringan ini sering jaringan tegangan rendah. Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut system tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatanperalatan sebagai berikut: 1) Panel Hubung Bagi (PHB) pada trafo distribusi. 2) Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder). 3) Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai). 4) Alat Pembatas dan pengukur daya (kwh. meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.
17 Untuk distribusi sekunder terdapat bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut,(2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan system distribusi DC, factor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe, dan cara pengawatan ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu: 1) Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt 2) Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt 3) Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt 4) Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt 5) Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt 6) Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt 7) Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt 8) Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt 9) Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakai listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada Negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik)
18 di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1). Berdasarkan penjelasan diatas, bagian bagian dari jaringan distribusi dapat dijelaskan secara sistematis oleh gambar 2.3 Gam bar 2.3 Bagi an bagian jaringan distribusi 3. Klasifikasi Jaringan Distribusi Tegangan Menengah Sistem distribusi tenaga listrik didefinisikan sebagai bagian dari sistem tenaga listrik yang menghubungkan gardu induk/pusat pembangkit listrik dengan konsumen. Sedangkan jaringan distribusi adalah sarana dari sistem distribusi tenaga listrik di dalam menyalurkan energi ke konsumen. Dalam menyalurkan tenaga listrik ke pusat beban, suatu sistem distribusi harus disesuaikan dengan kondisi setempat dengan memperhatikan faktor beban, lokasi beban, perkembangan dimasa mendatang, keandalan serta nilai ekonomisnya.
19 4. Ruang Lingkup Jaringan Distribusi Berdasarkan penjelasan yang telah dijelaskan sebelumnya, ruang lingkup dari jaringan distribusi adalah sebagai berikut: 1. SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah), terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan per-lengkapannya, serta peralatanpengaman dan pemutus. 2. SKTM (Saluran Kabel Tegangan Menengah),, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination, batu bata, pasir dan lain-lain. 3. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding, dan lain-lain. 4. SUTR (Saluran Udara Tegangan Rendah) dan SKTR (Saluran Kabel Tegangan Rendah), terdiri dari: sama dengan perlengkapan/ material pada SUTM dan SKTM yang membedakan hanya dimensinya.
20 BAB III METODE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan pada Jaringan Distribusi untuk mengetahui Susut Daya yang terjadi pada Saluran Udara dan Kabel pada Transformator. A. Waktu dan Tempat Penelitian 1. Waktu Penelitian ini dilakukan selama 2 bulan (April-Mei) Tahun 2019 dan jenis kegiatan yang dilakukan yaitu, survey lokasi dan pengambilan data. 2. Tempat Penelitian Tempat Pelaksanaan dilakukan di PT PLN (Persero) ULP PANGSID, Area Pare-Pare, Kabupaten Sidenreng Rappang. B. Langkah Penelitian Secara garis besar tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini di tunjukkan pada bagan alir berikut. 20
21 Mulai Mengidentifikasi Masalah Studi pustaka Pengumpulan data Analisis hasil perhitungan Kesimpulan Selesai Gambar 3.1 Bagan alir langkah penelitian Pada gambar 3.1 memperlihatkan langkah-langkah penelitian yaitu : Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas maka dibawah ini diberikan penjelasan yang lebih menyeluruh dari setiap langkah-langkah penelitian tugas akhir ini :
22 1. Pendahuluan Pendahuluan adalah tahap awal dalam metodologi penulisan. Pada tahap ini dilakukan pengamatan dilapangan secara langsung untuk melakukan pengumpulan data di PT. PLN (persero) ULP PANGSID sidenreng rappang. 2. Identifikasi masalah Setelah pendahuluan, permasalahan pada area sistem distribusi listrik gardu induk Pangkajene dapat diidentifikasi. Kemudian penyebab dari permasalahan dapat ditelusuri. Dalam menelusuri akar penyebab permasalahan, dilakukan pengumpulan data mengenai system distribusi tenaga listrik. Dalam tugas akhir ini, permasalahan yang diangkat menjadi topik adalah mengenai susut daya pada transformator distribusi dan susut saluran pada sistem distribusi tegangan menengah serta susut daya total pada penyulang Pangkajene di PT. PLN (persero) ULP PANGSID sidenreng rappang. 3. Studi pustaka Studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan referensi-referensi yang berkaitan dengan Analisis susut daya pada sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel untuk mencari informasi-informasi tentang teori sistem distribusi tenaga listrik, daya pada sistem, rugi-rugi daya, dan konsep yang relevan dengan permasalahan. Sehingga dengan informasi-informasi tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam menyelesaikan permasalahan.
23 4. Pengumpulan data Data yang diperoleh dari hasil pengamatan langsung terhadap objek penelitian. Salah satu metode yang digunakan untuk mendapatkan data primer adalah wawancara pada saat berada dilapangan. a. Data sekunder Pengambilan data dilakukan secara langsung di PT. PLN (persero) ULP PANGSID sidenreng rappang. Tujuan pengambilan data ini adalah untuk memperoleh data-data yang berkaitan dengan penelitian tugas akhir yang akan menganalisis susut daya pada sistem distribusi tegangan menengah saluran udara dan kabel pada penyulang Pangkajene di PT. PLN (persero) ULP PANGSID sidenreng rappang. Berikut ini data-data yang diperlukan adalah sebagai dokumentasi : 1. Data pembebanan penyulang pangkajene pada semester I bulan November 2017 april 2018 dan semester II bulan mei oktober 2018 PT. PLN (persero) ULP PANGSID sidenreng rappang. 2. Jumlah trafo distribusi di penyulang pangkajene 3. Data trafo distribusi meliputi kapasitas trafo, tegangan, impedansi dan tap trafo di penyulang pangkajene. 4. Panjang kawat penghantar antar bus trafo distribusi penyulang pangkajene. 5. Data teknis kawat penghantar penyulang pangkajene.
24 5. Analisis hasil perhitungan Berdasarkan dari data-data yang diperoleh dalam penelitian ini maka data tersebut kemudian diolah dengan menggunakan perhitungan manual serta rumusrumus yang sudah disediakan. Berikut adalah metode perhitungan tersebut : a. Metode Perhitungan Pada sistem jaringan distribusi, susut daya terjadi pada saluran udara atau kabel dan pada transformator. Susut saluran disebabkan karena adanya resistansi dari saluran itu sendiri, sedangkan susut transformator disebabkan oleh resistansi dari belitan transformator dan susut inti. Susut pada jaringan ini tergantung pada kondisi beban yang selalu berubah, sehingga untuk perhitungannya perlu dilakukan pada setiap kondisi beban. Khusus dalam makalah ini dibahas susut daya pada jaringan distribusi tegangan menengah dan transformator distribusi, sehingga ditulis sebagai. P dis = P sal + P tran (2.1) Dimana, Pdis : susut daya total pada jaringan distribusi, Psal: susut daya pada saluran tegangan menengah dan Ptran: susut daya pada transformator distribusi. b. Susut Daya pada Saluran Diatrubusi Primer Saluran distribusi primer merupakan penyulang untuk menyalurkan daya listrik dari gardu induk (GI) ke gardu istribusi (GD). Secara sederhana saluran distribusi primer diilustrasikan pada gambar 3.2
25 Gambar 3.2 Saluran Distribusi Primer Dimana I1 : arus antara GI dengan titik a, (I2 + Ia), I2 : arus antara titik a dengan titik b, (I3 + Ib), I3 : arus antara titik b dengan titik c, (I4 + Ic), Ia: arus antara titik a dengan GD-1, Ib: arus antara titik b dengan GD-2, Ic: arus antara titik c dengan GD-3, In :arus antara titik n dengan GD-n, r: resistansi penghantar (W/km), l: panjang penghantar (km), GD-1, GD-2, GD-3,., GD-n: gardu distribusi, dan L1, L2, L3,., Ln: beban. Arus mengalir pada penghantar dengan resistansi yang menyebabkan terjadinya susut pada penghantar tersebut, sehingga daya yang dikirim dari gardu induk ke konsumen akan berkurang. Besarnya susut akibat resistansi penghantar untuk setiap fasanya dinyatakan sebagai (Kurt, 1990). P saluran = I 2.r.l (2.2) c. Susut Daya pada Transformator Distribusi Susut daya pada transformator distribusi terdiri dari 2 macam, yaitu, susut tembaga dan susut inti besi. Susut tembaga disebabkan oleh arus beban yang mengalir pada belitan transformator. Karena arus beban berubah-ubah, maka susut tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban. Susut tembaga dinyatakan sebagai P cu = I 2 R cu (2.3)
26 Dimana : PCu: susut tembaga transformator, I : arus beban, dan RCu : Tahanan kawat belitan. Sedangkan susut besi atau sust inti terdiri 2 macam, yaitu susut hysteresis dan arus eddy. Susut hysteresis (Ph) disebabkan oleh fluks bolak-balik pada inti besi. Sementara susut arus eddy (Pe) disebabkan oleh arus pusar pada inti besi. Dengan demikian susut besi atau inti transformator merupakan gabungan kedua susut tersebut (Soenarjo, 2001; Zuhal, 2000). Susut inti besi tersebut dianggap konstan, karena frekuensi dan tegangan diasumsikan konstan. d. Langkah Perhitungan Perhitungan dilakukan pada masing-masing fasa untuk setiap gardu distrtibusi. Gambar 3.3 menunjukkan tahapan perhitungan susut daya beserta rumus-rumus yang digunakan. Gambar 3.3 Langkah Perhitungan Susut Daya Data beban sisi tegangan rendah diperoleh dari pengukuran pada masingmasing gardu distribusi dan diukur setiap fasa, yaitu arus beban (ITR),
27 tegangan beban (VTR), dan kadang daya beban (STR) atau dihitung. Sementara data beban pada sisi tegangan menengah diperoleh dari transformasi nilai pada sisi tegangan rendah terhadap perbandingan tegangan pengenal transformator. I TM = I TR (A) (2.4) V TM = V TR (v) (2.5) S TM = V TM I TM (kva) (2.6) Dimana ITM : arus beban, VTM : tegangan beban, STM : daya beban, ITM: arus, VTM: tegangan, dan STM : daya, masing-masing pada sisi tegangan menengah. Sedangkan V1 dan V2 berturut-turut tegangan primer transformator (20 kv) dan tegangan sekunder transformator (400 V). Data mengenai susut besi dan tembaga transformator diperoleh dari katalog (Unindo) dan Standar (SPLN50, 1997). Susut tersebut untuk transformator tiga fasa. Susut besi perfasa P Fe 1 fasa = (W) (2.7) Susut tembaga perfasa P Cu 1 Fasa = (W) (2.8) Arus nominal transformator K Trans I n = (A) (2.9)
28 Tahanan tembaga perfase R Cu = (Ω) (2.10) Dimana KTrans: kapasitas transformator (kva), PFe 3 fasa: susut besi (W) dan PCu3fasa: susut tembaga (W). Perhitungan susut transformator pada saat pembebanan dihitung perfasa pada setiap gardu distribusi dan setiap pembebanan. Nilai susut besi bersifat konstan, sedangkan nilai susut tembaga bergantung pada besar arus beban. Susut tembaga. P cu I 2 TM.R cu ( W ) (2.11) Susut total transformater P Trans = P Fe 1fasa + P Cu 1 Fasa (W) (2.12) Susut total transformater S Trans = (Kva) (2.13) Prosentasesusut transformer % S Trans = X 100 % (2.14) Daya pada posisi tegangan menengah S TM = S Trans ( kva ) (2.15) Arus pada sisi tegangan menengah I TM = ( A ) (2.16 ) Perhitungan susut saluran antara dua titik, misalnya titik X Y, dihitung untuk setiap segmen, antara titik satu dengan titik yang lainnya, dan dihitung pada masing-masing fasa. Susut saluran
29 P saluran = I 2 TM. r.l (W) (2.17) S saluran = (VA) (2.18) Prosentase susut saluran % S = X 100 % (2.19) Susut total antara kedua titik X Y tersebut merupakan penjumlahan dari susut transformator distribusi dan susut saluran yang ada. P Total = P Transf + P Saluran (W) (2.20)
30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Penyulang Jaringan yang digunakan dalam perhitungan susut daya ini adalah jaringan tegangan menengah penyulang Pangkajene (GI Sidrap) pada semester I dan semester II dengan data-data yang diperoleh dilapangan yaitu: Tabel 4.1 Data Penyulang Pangkajene Semester I Tahun 2018 Nama Arus Beban (kva) Kaps Tegangan Gardu R S T R S T PS/094 160 93 103 80 240 22,32 24,72 19,02 PS/001 200 195 146 169 220 42,39 32,41 37,52 PS/092 160 67 133 105 226 15,14 30,06 23,74 PS/078 160 76 122 128 237 18,01 28,91 30,34 PS/051 160 47 136 114 239 11,23 32,05 27,25 PS/005 250 140 120 166 241 33,74 28,92 40,01 PS/020 160 121 148 132 242 29,28 35,82 31,94 PS/135 100 2 2 0 239 0,48 0,48 0 PS/074 160 87 103 95 227 19,74 23,38 21,57 PS/073 160 125 84 140 238 0 29,75 33,32 Sumber: PLN Pangsid, Pangkajene Sidenreng-Rapaang Data arus, tegangan dan beban sisi tegangan rendah diperoleh dari pengukuran masing-masing gardu distribusi yang dijelaskan pada Tabel 4.1. Perhitungan Arus Beban (I TM '), Tegangan Beban (V TM '), Daya Beban (S TM '), dilakukan pada setiap gardu distribusi: 30
31 Tabel 4.2 Data Penyulang Pangkajene Semester II Tahun 2018 Nama Gardu Kaps Arus Beban (Kva) Tegangan R S T R S T PS/094 160 47 85 62 225 10,58 19,13 13,95 PS/001 200 185 108 172 225 41,63 24,3 38,7 PS/092 160 115 112 77 214 24,16 23,97 16,42 PS/072 160 57 109 112 224 12.77 24,42 25,09 PS/051 160 52 113 121 225 11,7 25,43 27,23 PS/005 250 98 109 129 216 21.17 23,54 27,86 PS/020 160 130 109 124 224 29,12 24,42 27,78 PS/135 100 1 1 1 229 0,23 0,23 0,23 PS/074 160 95 85 72 221 21 18,79 15,91 PS/073 160 80 59 91 227 18,16 13,39 20,66 Sumber: PLN Pangsid, Pangkajene Sidenreng-Rapaang Data arus, tegangan dan beban sisi tegangan rendah diperoleh dari pengukuran masing-masing gardu distribusi yang dijelaskan pada Tabel 4.2. Perhitungan Arus Beban (I TM '), Tegangan Beban (V TM '), Daya Beban (S TM '), dilakukan pada setiap gardu distribusi: Contoh soal Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester I Tahun 2018 dengan menggunakan rumus 2.4, 2.5 dan 2.6 sebagai berikut: V 2 V 1 I TM ' = I TR V TM ' = V TR S TM ' =V TM ' x I TM ' V 1 V 2 s 400 V 20.000 V = 12.000 V x 5,52 A = 276 = 240 20.000 V 400 V = 66,240 kva
32 = 5,52 A = 12.000 V Tabel 4.3 Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester I Tahun 2018 No V 1 V 2 I TR (A) V TR I TM ' S V (V) (A) TM ' (V) TM ' (kva) 1 20000 400 276 240 5,52 12000 66,240 2 20000 400 510 220 10,2 11100 113,220 3 20000 400 305 226 6,1 11300 68,930 4 20000 400 326 237 6,48 11850 76,788 5 20000 400 297 239 5,94 11950 70,983 6 20000 400 426 241 8,52 12050 102,666 7 20000 400 401 242 8,02 12100 97,042 8 20000 400 4 239 0,08 11950 0,956 9 20000 400 285 227 5,7 11,350 64,695 10 20000 400 349 238 6,98 12050 83,062 Contoh soal Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester II Tahun 2018 dengan menggunakan rumus 2.4, 2.5 dan 2.6 sebagai berikut: V 2 V 1 I TM ' = I TR V TM ' = V TR S TM ' =V TM ' x I TM ' V 1 V 2 400 V 20.000 V = 11.250 V x 3,88 A = 194 = 225 20.000 V 400 V = 43,66 kva = 3,88 A = 11.250 V Tabel 4.4 Perhitungan Data Penyulang Pangkajene Semester II Tahun 2018 I No V 1 V TR V TR I TM ' 2 (A) (V) (A) V TM ' (V) S TM ' (kva) 1 20000 400 194 225 3,88 11250 43,66 2 20000 400 465 225 9,3 11250 104,625 3 20000 400 304 214 6,08 10700 65,056 4 20000 400 278 224 5,56 11200 62,272 5 20000 400 286 225 5,72 11250 64,350 6 20000 400 335 216 6,72 11250 72,576 7 20000 400 363 224 7,26 11200 81,312 8 20000 400 3 229 0,06 11450 0,687 9 20000 400 252 221 5,04 11050 55,692 10 20000 400 230 227 4,6 11350 52,210
33 Data mengenai susut besi dan tembaga transforator diperoleh dari Standar SPLN50 tahun 1997 untuk transforator tiga fase. Untuk mencari susut besi dan susut tembaga perfasa digunakan persamaan 2.7 dan 2.8. Contoh perhitungannya sebagai berikut: P Fe 3 fasa P Cu 3 fasa P Fe 1 fasa = P Cu 1 fasa = 3 3 400 2.000 = = 3 3 = 133,333 W = 666,666 W Tabel 4.5. Data susut besi dan susut tembaga sesuai dengan standar SPLN50 1997 Nama Gardu Kapasitas (kva) Susut Besi Fe Susut Tebaga Cu P Fe 1 fasa (Watt) P Cu 1 fasa (Watt) PS/049 160 400 2000 133,333 666,666 PS/001 200 480 2500 160 833,333 PS/092 160 400 2000 133,333 666,666 PS/078 160 400 2000 133,333 666,666 PS/051 160 400 2000 133,333 666,666 PS/005 250 600 3000 200 1000 PS/020 160 400 2000 133,333 666,666 PS/135 100 300 1600 100 533,333 PS/074 160 400 2000 133,333 666,666 PS/073 160 400 2000 133,333 666,666 Sumber : SPLN50 1997
34 Data susut besi dan susut tembaga sesuai dengan standar SPLN50 1997 666.666 833.333 666.666 666.666 666.666 1000 666.666 533.333 666.666 666.666 133.333 160 133.333 133.333 133.333 200 133.333 100 133.333 133.333 PS/049 PS/001 PS/092 PS/078 PS/051 PS/005 PS/020 PS/135 PS/074 PS/073 PFe 1 fasa PCu 1 fasa Gambar 4.1. Data susut besi dan susut tembaga sesuai dengan standar SPLN50 1997 Terlihat pada gambar 4.1 diatas dimana pada susut besi perfasa yang paling besar yaitu, terjadi pada gardu PS/005 karena mempunyai kapasitas transformator yang besar, sedangkang pada susut tembaga perfasa yang paling besar yaitu terjadi gardu PS/005. Jadi semakin besar kapasitas transformator yang di pakai maka nilai susut besi dan susut tambaga juga semakin besar. Contoh Perhitungan Arus nominal transforator dengan menggunakan persamaan 2.9 yaitu sebagai berikut: I n = K Trans I n = 100 = 0,00289 A
35 Tabel 4.6 Arus Nominal Transformator penyulang Pangkajene No Kapasitas Transformator Arus Nominal Transformator (kva) (In) 1 100 0,00289 2 160 0,0046 3 200 0,0058 4 250 0,0072 Sumber: PLN Pangsid, Pangkajene Sidenreng-Rapaang Contoh Perhitungan susut transfomrator dengan menggunakan persamaan 2.12 sebagai berikut: P Trans = P Fe 1 fase + P Cu 1 fase = 400 + 2.000 = 2.400 W Tabel 4.7 hasil perhitungan susut transformator menggunakan persamaan 2.12 No P Trans (Watt) P Fe 1 fase (Watt) P Cu 1 fase (Watt) 1 2400 400 2000 2 2980 4800 2500 3 3600 600 3000 4 1600 300 1600 Contoh Perhitungan susut total transformator dengan menggunakan rumus 2.13 sebagai berikut : S Trans = S Trans = P trans / Cos φ 1000 2.400 /0,9996 1000 = 2,401 kva
36 Tabel 4.8 Perhitungan susut total transformator No P Trans (Watt) Cos φ S Trans (kva) 1 2400 0,996 2,401 2 2980 0,996 2,981 3 3600 0,996 3,601 4 1600 0,996 1,901 Contoh penyelesaian Perhitungan Persentase susut transformator semester I Tahun 2018 dengan menggunakan persamaan 2.14 sebagai berikut: S Trans % S = x 100% S TM ' 2,401 = x 100% 66,240 = 0,036 % Tabel 4.9 hasil perhitungan persentase susut transformator semester I tahun 2018 No S Trans (kva) S TM (A) % S (%) 1 2,401 66,240 0,036 2 2,981 1113,220 0,026 3 2,401 68,930 0,034 4 2,401 76,788 0,031 5 2,401 70,983 0,033 6 3,601 102,666 0,035 7 2,401 96,042 0,024 8 1,901 0,956 1,988 9 2,401 64,695 0,037 10 2,401 83,062 0,028 Tabel 4.9 menunjukkan nilai persentase susut transformator distribusi untuk semester I berkisar antara 0.024 % sampai dengsn 1,988 %. Hal ini menunjukkan bahwa nilai persentase susut daya pada transformator tersebut masih dalam keadaan normal yaitu 10%.
37 Contoh penyelesaian Perhitungan Persentase susut transformator semester II Tahun 2018 dengan menggunakan persamaan 2.14 sebagai berikut: S Trans % S = x 100% S TM ' 2,401 = x 100% 43,65 = 0,005 % Tabel 4.10 hasil perhitungan prsentase susut transformator semester II tahun 2018 No S Trans (kva) S TM (A) % S (%) 1 2,401 43,65 0,005 2 2,981 104,625 0,028 3 2,401 65,056 0,036 4 2,401 62,272 0,038 5 2,401 64,350 0,037 6 3,601 72,576 0,049 7 2,401 81,312 0,029 8 1,901 0,687 2,767 9 2,401 55,692 0,043 10 2,401 52,210 0,045 Tabel 4.10 memperlihatkan nilai persentase susut daya transformator distribusi untuk semester II berkisar antara 0,028 % sampai dengan 2,767 %. Dalam hal ini menunjukan bahwa nilai persentase susut daya pada semester II masih dalam batas normal yaitu 10 %. Contoh penyelesaian Perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester I Tahun 2018 dengan menggunakan rumus 2.15 sebagai berikut: S TM = S TM ' + S Trans = 66,240 + 2,401 = 68,641 kva
38 Tabel 4.11 perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester I Tahun 2018 No S TM (A) S Trans (kva) S TM (kva) 1 66,240 2,401 68,641 2 1113,220 2,981 116,201 3 68,930 2,401 71,331 4 76,788 2,401 79,189 5 70,983 2,401 73,384 6 102,666 3,601 106,267 7 96,042 2,401 99,443 8 0,956 1,901 2,857 9 64,695 2,401 67,096 10 83,062 2,401 85,463 Contoh penyelesaian Perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester II Tahun 2018 dengan menggunakan rumus 2.15 sebagai berikut: S TM = S TM ' + S Trans = 43,65 + 2,401 = 46,051 kva Tabel 4.12 perhitungan daya pada sisi tegangan menengah semester II Tahun 2018 No S TM (A) S Trans (kva) S TM (kva) 1 43,65 2,401 46,051 2 104,625 2,981 107,606 3 65,056 2,401 67,457 4 62,272 2,401 64,673 5 64,350 2,401 66,751 6 72,576 3,601 76,177 7 81,312 2,401 83,713 8 0,687 1,901 2,588 9 55,692 2,401 58,093 10 52,210 2,401 54,611 Contoh penyelesaian Perhitungan Arus pada sisi tegangan menengah semester I Tahun 2018 dengan menggunakan rumus 2.16 sebagai berikut: