PERHITUNGAN PROFIL TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN MATRIX ADMITANSI DAN MATRIX IMPEDANSI BUS

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK. karena terdiri atas komponen peralatan atau mesin listrik seperti generator,

TINJAUAN PUSTAKA. Dalam menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit kepada konsumen

BAB II JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK. Pusat tenaga listrik umumnya terletak jauh dari pusat bebannya. Energi listrik

BAB II JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

PERBAIKAN JATUH TEGANGAN PADA FEEDER B KB 31P SETIABUDI JAKARTA DENGAN METODE PECAH BEBAN

BAB II LANDASAN TEORI

PENGARUH PENAMBAHAN JARINGAN TERHADAP DROP TEGANGAN PADA SUTM 20 KV FEEDER KERSIK TUO RAYON KERSIK TUO KABUPATEN KERINCI

ANALISIS TEORITIS PENEMPATAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI MENURUT JATUH TEGANGAN DI PENYULANG BAGONG PADA GARDU INDUK NGAGEL

BAB II STRUKTUR JARINGAN DAN PERALATAN GARDU INDUK SISI 20 KV

ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA JARINGAN TEGANGAN RENDAH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA JARINGAN TEGANGAN RENDAH MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP

Bab V JARINGAN DISTRIBUSI

PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT PADA JARINGAN DISTRIBUSI DI KOTA PONTIANAK

ANALISIS RUGI RUGI ENERGI LISTRIK PADA JARINGAN DISTRIBUSI

Penentuan Nilai Arus Pemutusan Pemutus Tenaga Sisi 20 KV pada Gardu Induk 30 MVA Pangururan

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ANALISA JATUH TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kv DI FEEDER PENYU DI PT. PLN (PERSERO) RAYON BINJAI TIMUR AREA BINJAI LAPORAN TUGAS AKHIR

STUDI ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 20 KV. Badaruddin 1, Heri Kiswanto 2

BAB III LANDASAN TEORI

STUDI ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 20 KV. Badaruddin 1, Heri Kiswanto 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. c. Memperkecil bahaya bagi manusia yang ditimbulkan oleh listrik.

Analisis Rugi Daya Pada Jaringan Distribusi Penyulang Barata Jaya Area Surabaya Selatan Menggunakan Software Etap 12.6

JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

DAFTAR ISI JUDUL... LEMBAR PRASYARAT GELAR... LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... LEMBAR PENGESAHAN... UCAPAN TERIMAKASIH... ABSTRAK...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI : ANALISA SISTEM TENAGA LISTRIK LANJUT

BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

BAB III GANGGUAN SIMPATETIK TRIP PADA GARDU INDUK PUNCAK ARDI MULIA. Simpatetik Trip adalah sebuah kejadian yang sering terjadi pada sebuah gardu

Jurnal Media Elektro, Vol. 1, No. 3, April 2013 ISSN

atau pengaman pada pelanggan.

BAB I PENDAHULUAN. Transmisi, dan Distribusi. Tenaga listrik disalurkan ke masyarakat melalui jaringan

ANALISA SETTING RELAI PENGAMAN AKIBAT REKONFIGURASI PADA PENYULANG BLAHBATUH

BAB II LANDASAN TEORI

ANALISIS TEGANGAN JATUH PADA JARINGAN DISTRIBUSI RADIAL TEGANGAN RENDAH oleh : Fitrizawati ABSTRACT

5 Politeknik Negeri Sriwijaya BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. Pada sistem penyaluran tenaga listrik, kita menginginkan agar pemadaman tidak

BAB II LANDASAN TEORI

Analisa Relai Arus Lebih Dan Relai Gangguan Tanah Pada Penyulang LM5 Di Gardu Induk Lamhotma

BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Pengelompokan Sistem Tenaga Listrik

PERENCANAAN PEMASANGAN GARDU SISIP P117

Muh Nasir Malik, Analisis Loses Jaringan Distribusi Primer Penyulang Adhyaksa Makassar

STUDI PERHITUNGAN DAN ANALISA RUGI RUGI JARINGAN DISTRIBUSI (STUDI KASUS: DAERAH KAMPUNG DOBI PADANG)

BAB III LANDASAN TEORI

NASKAH PUBLIKASI ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE LINE TO GROUND

EVALUASI EKSPANSI JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 kv GI SOLO BARU

BAB IV ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH 20 KV

Agung Warsito, Bambang Winardi, and Dinda Hapsari Kusumastuti

ANALISIS PERSENTASE PEMBEBANAN DAN DROP TEGANGAN JARINGAN TEGANGAN RENDAH PADA GARDU DISTRIBUSI GA 0032 PENYULANG WIBRATA

ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 13 BUS

BAB II LANDASAN TEORI

JURNAL IPTEKS TERAPAN Research of Applied Science and Education V8.i4 ( ) Perbaikan Jatuh Tegangan Dengan Pemasangan Automatic Voltage Regulator

BAB II GARDU INDUK 2.1 PENGERTIAN DAN FUNGSI DARI GARDU INDUK. Gambar 2.1 Gardu Induk

BAB II TRANSFORMATOR DAYA DAN PENGUBAH SADAPAN BERBEBAN. Tenaga listrik dibangkitkan dipusat pusat listrik (power station) seperti

Politeknik Negeri Sriwijaya

ANALISA KEDIP TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 20 KV AKIBAT HUBUNG SINGKAT PADA PENYULANG PEDAN 1 KLATEN

ANALISA PERBAIKAN LOSSES DAN JATUH TEGANGAN PADA JARINGAN SAMBUNGAN RUMAH TIDAK STANDAR DENGAN SIMULASI SOFTWARE ETAP 7.5.0

Analisis Koordinasi Rele Arus Lebih Pda Incoming dan Penyulang 20 kv Gardu Induk Sengkaling Menggunakan Pola Non Kaskade

BAB III PERHITUNGAN ARUS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT

Perencanaan Kebutuhan Distribusi Sekunder Perumahan RSS Manulai II

PERBAIKAN JATUH TEGANGAN DAN REKONFIGURASI BEBAN PADA PANEL UTAMA PRAMBANAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Gambar 2.1 Tiga Bagian Utama Sistem Tenaga Listrik untuk Menuju Konsumen

REKONFIGURASI JARINGAN TEGANGAN RENDAH (JTR) UNTUK MEMPERBAIKI DROP TEGANGAN DI DAERAH BANJAR TULANGNYUH KLUNGKUNG

Jurnal Media Elektro Vol. V No. 2 ISSN: ANALISIS RUGI-RUGI DAYA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kv PADA SISTEM PLN KOTA KUPANG

BAB II DASAR TEORI. a. Pusat pusat pembangkit tenaga listrik, merupakan tempat dimana. ke gardu induk yang lain dengan jarak yang jauh.

PERBAIKAN REGULASI TEGANGAN

ANALISIS PENYEBAB KEGAGALAN KERJA SISTEM PROTEKSI PADA GARDU AB

EVALUASI RUGI-RUGI JARINGAN YANG DILAYANI OLEH JARINGAN PLTS TERPUSAT SIDING

KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

METODE PENDEKATAN UNTUK MEREKONFIGURASI PANJANG MAKSIMAL PADA PENYULANG TAMBAK LOROK 04 DAN KALISARI 02 DI UPJ SEMARANG TENGAH

ANALISA PERHITUNGAN SUSUT TEKNIS DENGAN PENDEKATAN KURVA BEBAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI PT. PLN (PERSERO) RAYON MEDAN KOTA

ANALISIS GANGGUAN HUBUNG SINGKAT TIGA FASE PADA SISTEM DISTRIBUSI STANDAR IEEE 13 BUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETAP POWER STATION 7.

PERHITUNGAN RUGI ENERGI LISTRIK PADA PENYULANG KIMA PT. PLN (PERSERO) AREA MAKASSAR

Analisis Gangguan Hubung Singkat untuk Penentuan Breaking Capacity Pada Penyulang Kutai, Ludruk, dan Reog di GIS Gambir Lama

Politeknik Negeri Sriwijaya BAB 1 PENDAHULUAN

PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN SUTM 20 KV PADA PENYULANG SOKA DI PT. PLN ( PERSERO ) CABANG JAYAPURA. Parlindungan Doloksaribu.

Politeknik Negeri Sriwijaya BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENENTUAN KAPASITAS PEMUTUS TENAGA SISI 20 KV PADA GARDU INDUK SEI. RAYA

BAB IV JATUH TEGANGAN PADA PANEL DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

ANALISA JATUH TEGANGAN DAN PENANGANAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV RAYON PALUR PT. PLN (PERSERO) MENGGUNAKAN ETAP 12.6

Kata kunci hubung singkat, recloser, rele arus lebih

PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN SUTM 20 KV PADA PENYULANG SOKA DI PT. PLN ( PERSERO ) CABANG JAYAPURA. PARLINDUNGAN DOLOKSARIBU

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA BAB I PENDAHULUAN

Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN :

PERBAIKAN LOSSES DAN DROP TEGANGAN PWI 9 DENGAN PELIMPAHAN BEBAN KE PENYULANG BARU PWI 11 DI PT PLN (PERSERO) AREA SEMARANG

Perbaikan Jatuh Tegangan Dengan Pemasangan Automatic Voltage Regulator

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

ABSTRAK. Kata Kunci : Jaringan tegangan rendah, Rugi rugi energi, Konektor Tap, Konektor Pres.

SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) DAN GARDU DISTRIBUSI Oleh : Rusiyanto, SPd. MPd.

Analisa Koordinasi Over Current Relay Dan Ground Fault Relay Di Sistem Proteksi Feeder Gardu Induk 20 kv Jababeka

MEDIA ELEKTRIK, Volume 3 Nomor 1, Juni 2008

Transkripsi:

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 PERHITUNGAN PROFIL TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI MENGGUNAKAN MATRIX ADMITANSI DAN MATRIX IMPEDANSI BUS Maula Sukmawidjaja Dosen Jurusan Teknik Elektro-FTI, Universitas Trisakti Abstract A very important problem in the design and operation of a distribution system is the calculation of the voltage profile within specified limits at various points in the system. In this text we shall develop methods by which we can calculate the voltage, current, and power at any point in a distribution line provided we know these values at one point, usually at one end of the line. The continued development of large, high-speed digital computers have brought about a change in the relative importance of various techniques in the solution of large distribution networks. One of particular importance is the introduction of bus admittance and bus impedance matrices method which will prove to be very useful in the calculation of the voltage profile in the distribution networks. Keywords: voltage profile, bus admittance, bus impedance, matrices 1. Pendahuluan Ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenaga listrik, yaitu: Pembangkitan, Penyaluran (transmisi) dan distribusi seperti pada Gambar 1. PUSAT PEMBANGKIT PUSAT PEMBANGKIT Gardu PEMBANGKIT PEMBANGKIT GI Penaik Penaik Tegangan TRANSMISI GI Penurun Tegangan Jaringan Tegangan Menengah Jaringan Tegangan Menengah DISTRIBUSI Gambar 1. Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 Tegangan sistem distribusi dapat dikelompokan menjadi 2 bagian besar, yaitu distribusi primer (20KV) dan distribusi sekunder (380/220V). Jaringan distribusi 20KV sering disebut Sistem Tegangan Menengah dan jaringan distribusi 380/220V sering disebut jaringan distribusi sekunder atau disebut Jaringan Tegangan Rendah 380/220V. 2. Jaringan Pada Sistem Primer Jaringan Pada Sistem tegangan menengah (Primer, 20KV) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran penghubung (Tie Line), Jaringan Lingkaran (Loop), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster. (Alexander, 2004: 54-80) (Muchamdany, 2008: 6-40). 2.1. Jaringan Radial Sistem distribusi dengan pola Radial seperti Gambar 2. adalah sistem distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial. Daya Gambar 2. Konfigurasi Jaringan Radial Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton atau diletakan diatas tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan lebih murah dibanding dengan sistem yang lain. 22

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada diujung saluran. 2.2. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar 3. digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain). Pemutus tenaga Pemutus tenaga Daya Penyulang Gardu Konsumen (khusus) Gardu Induk Gambar 3. Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulang terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke penyulang lain 2.3. Jaringan Lingkar (Loop) Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop) seperti Gambar 4. dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian tingkat keandalannya relatif lebih baik. 23

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 Saklar Seksi Otomatis Saklar Seksi Otomatis Saklar Seksi Otomatis Pemutus Beban Gambar 4. Konfigurasi Jaringan Loop 2.4. Jaringan Spindel Sistem Spindel seperti pada Gambar 5. adalah suatu pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubung (GH). Pemutus beban Daya Penyulang langsung Gardu Hubung Gambar 5. Konfigurasi Jaringan Spindel 24

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah (JTM) yang menggunakan kabel tanah/saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan menengah (TM). 2.5. Sistem Gugus atau Sistem Kluster Konfigurasi Gugus seeperti pada Gambar 6. banyak digunakan untuk kota besar yang mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat Saklar Pemutus Beban, dan penyulang cadangan. Daya Pemutus Beban Penyulang Cadangan Gambar 6. Konfigurasi Jaringan kluster Dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi suplai kekonsumen. 25

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 3. Sistem Sekunder (Jaringan Tegangan Rendah 380/220V) Sistem distribusi sekunder seperti pada Gambar 7. merupakan salah satu bagian dalam sistem distribusi, yaitu mulai dari gardu trafo sampai pada pemakai akhir atau konsumen. Jaringan Tegangan Menengah Gardu Induk Sekering TM Saklar TR Rel TR Sekering TR Jaringan Tegangan Rendah Gardu Tiang Sambungan Rumah Pelanggan Gambar 7. Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan konsumen 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. Mengingat bagian ini berhubungan langsung dengan konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus sangat diperhatikan. 26

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Jatuh tegangan pada sistem distribusi mencakup jatuh tegangan pada: 1. Penyulang Tegangan Menengah (TM) 2. Transformator 3. Penyulang Jaringan Tegangan Rendah 4. Sambungan rumah 5. Instalasi rumah. Jatuh tegangan adalah perbedaan tegangan antara tegangan kirim dan tegangan terima karena adanya impedansi pada penghantar. Maka pemilihan penghantar (penampang penghantar) untuk tegangan menengah harus diperhatikan. Jatuh tegangan yang di-ijinkan tidak boleh lebih dari 5% (ΔV 5%). Secara umum ΔV dibatasi sampai dengan 3,5% 4. Diagram Pengganti Untuk memudahkan analisa, baik pada Jaringan Tegangan Menengah maupun Jaringan Tegangan Rendah perlu dibuatkan diagram penggantinya. Gambar 8. merupakan Jaringan Tegangan Menengah 20KV yang disuplai dari sistem 150KV. Diagram pengganti dari Jaringan Tegangan Menengah beserta trafo-trafo distribusinya berupa lingkaranlingkaran kecil pada penyulang. Posisi lingkaran disesuaikan dengan posisi dimana trafo distribusi tersebut diletakan dalam penyulangnya. JTM 1 2 3 4 5 6 7 8 SISTEM SISTEM JTR 380/220V JTR 380/220V JTR 380/220V JTR 380/220V Daya JTM 1 2 3 4 5 6 7 8 Gambar 8. Diagram pengganti Jaringan Tegangan Menengah 27

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 Diagram pengganti untuk Jaringan Tegangan Rendah terlihat pada Gambar 9. Lingkaran-lingkaran kecil dan nomor-nomor pada lingkaran tersebu melukiskan nomor-nomor tiang dan beban-beban yang tersambung ketiang tersebu. 1 2 3 n - - - - - Gardu Sambungan Layanan Pelanggan 1 2 3 4 5 6 n Gambar 9. Diagram yang melukiskan Jaringan Tegangan Rendah (220/380V). Pada Jaringan Tegangan Rendah 380/220V ada beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan (PLN, 1992: NP). Dalam satu tiang dapat disambung maksimum 5 Sambungan Layanan Pelanggan, seperti pada Gambar 10. SLP 5 SLP 1 SLP 2 STR SLP 4 SLP 3 STR = Saluran Tegangan Rendah SLP = Sambungan Layanan Pelanggan Gambar 10. Satu tiang maksimum 5 SLP 28

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Dalam satu Sambungan Layanan Pelanggan, dapat disambung seri maksimum 5 pelanggan seperti Gambar 11. dengan tetap memperhatikan jatuh tegangan yang di-ijinkan. Jarak sambungan maksimum dari tiang ke rumah terakhir 150m, dan jarak sambungan maksimum dari tiang ke rumah atau dari rumah kerumah, maksimum 30m. STR SLP STR = Saluran Tegangan Rendah SLP = Sambungan Layanan Pelanggan Gambar 11. Dalam satu SLP, maksimum dapat disambung 5 pelanggan secara seri Pada sambungan Satu Tiang Atap, maksimun dapat disambung 3 Sambungan Layanan Pelanggan seperti Gambar 12. STR SLP Max. 3 SLP Gambar 12. Satu Tiang Atap, dapat disambung maksimum 3 SLP 29

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 Perhitungan Matrix Admitansi dan Matrix Impedansi Bus, baik pada Jaringan Tegangan Menengah maupun Jaringan Tegangan Rendah, dalam satu penyulang yang mendapat 1 suplai daya dapat dibuatkan diagram impedansinya seperti Gambar 13. 1 2 3 4 5 6 n 1 Z s1 2 Z s2 3 Z s3 4 Z s4 5 Z s5 6 Z s6 ---- Z sn n Z b1 Z b2 Z b3 Z b4 Z b5 Z b6 --- Z bn Z s1 = Impedansi saluran antara tiang 1 dan 2 Z b1 = Impedansi ekivalen beban total pada tiang 1 Gambar 13. Diagram impedansi. Analisa jaringan tegangan rendah, maka Z b adalah beban ekivalen pada tiang tersebut. Sedangkan untuk jaringan tegangan menengah, Z b adalah impedansi ekivalen beban yang dipikul trafo. Z S adalah impedansi penyulang antara tiang/ gardu dengan tiang/ gardu disebelahnya. 5. Profil Tegangan Jaringan Tegangan Menengah Untuk melihat profil tegangan, diambil data (Peter L Toruan, 2004: 32-80) pada salah satu Gardu Induk di Jakarta Utara. Gardu Induk (GI) tersebut selain melayani beban perumahan dan juga melayani beban perindustrian. GI tersebut memiliki beberapa penyulang distribusi utama/ primer. Jaringan tersebut adalah Spindel dengan masing-masing penyulang bertipe radial. Penyulang yang akan digunakan sebagai contoh adalah penyulang kabel bawah tanah jenis AAAC (All Alumunium Alloy Conductor) dengan diameter 3 150 mm2, resistansi 0,206 Ω/ km, reaktansi 0,104 Ω / km dengan faktor daya 0,8, dan kapasitas maksimum 376 A. 30

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Beban puncak penyulang tersebut adalah 5,5 MVA. Dengan faktor daya yang ditetapkan sebesar 0,8. Diagram satu garis penyulang seperti Gambar 14. Penyulang mensuplai 16 Gardu trafo distribusi, dengan kapasitas masing-masing trafo 400KVA, 20KV-380/220V. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Gambar 14. Penyulang mensuplai 16 Gardu trafo Untuk memudahkan setiap gardu trafo diberi nomor 1 s/d 16 seperti Gambar 14. Jarak 1 gardu trafo dengan gardu trafo disebelahnya, rata-rata berjarak 1,2 km. Dari data-data diatas, impedansi penyulang antara satu gardu trafo dengan gardu trafo disebelahnya adalah: Z S = 0,2472 + j0,1248 (1) Untuk beban 5,5MVA, cos = 0,8 dan dianggap terdistribusi merata pada ke 16 trafo, maka impedansi ekivalen beban masing-masing gardu adalah (jika tidak merata, maka Z b dihitung dari masing-masing beban pada tiang/gardu sendiri-sendiri, demikian juga Z S harus dihitung sesuai jarak yang sebenarnya ada dilapangan): Z B = 930.909 + j698.182 (2) Dari kedua data diatas, dan rangkaian pengganti yang dibicarakan sebelumnya, dapat disusun Matrix Admitansi dan Matrix Impedansi Bus (2,5,6,9. (Elgerd, 1971: 229-300) (Nagrath, 1980: 200-230) (Paul Anderson, 2004: 25-50) (William D, 1984: 157-180). Karena ada 16 simpul, maka ukuran matrix Z bus dan Y bus adalah 16x16. Arus yang masuk simpul 1 (masuk penyulang) adalah: I 1 = V z nom buss 1,1 (3) I 1 = 125.054-93.178i (4) 31

Tegangan Gardu Antar Fasa JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 I 1 = 155.951 (5) V nom adalah tegangan nominal sistem 20KV, diambil dan dijaga tetap 20KV L-L. Tegangan pada masing-masing gardu trafo dapat diperoleh dari: V tn = z bus <1>.I 1 (6) Dimana Z bus <1> adalah impedansi kolom 1 dari Z bus. Profil tegangan disetiap gardu dilukiskan dalam Gambar 15. 20000 19800 V tni 3 19600 19400 0 5 10 15 20 i Nomor Gardu Gambar 15. Profil Tegang Disetiap Gardu Pada JTM Yang Ditinjau Jika penyulang tersebut merupakan sistem loop, Gambar 16. maka tegangan disetiap gardu dapat diperoleh dengan cara yang sama seperti perhitungan diatas. Perbedaanya hanya pada data untuk membentuk matrix Z bus atau Y bus. Pada sistem loop, simpul no 16 disambung kesimpul no 1 melalui impedansi penyulang Z s. Jadi ada tambahan satu data dibanding sistem radial diatas. 32

Tegangan Gardu Antar Fasa Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix 3 4 5 6 7 I 1 2 8 1 16 9 10 15 14 13 12 11 Gambar 16. Jaringan Tegangan Menengah tipe Loop. Pada Gambar 17. profil tegangan lebih baik, tegangan pada gardu 1 dan 16 sekarang pada tegangan yang hampir sama (perbedaan tegangan yang kecil terjadi pada jatuh tegangan dari titik 1 ke 16). Profil tegangan untuk tipe loop. 20000 19950 V t4i 3 19900 19850 19800 0 5 10 15 20 i Nomor Gardu Gambar 17. Profil tegangan gardu pada penyulang konfigurasi loop. Jika jaringan loop disuplai dari 3 buah gardu induk 150-20KV seperti Gambar 18. 33

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 I 6 3 4 5 6 7 I 1 2 8 1 9-16 10 15 14 13 12 11 I 12 Gambar 18. Penyulang konfiguasi loop dengan 3 sumber daya Arus I 1, I 6 dan I 12 dapat dihitung dari (Homer E, 1975: 49-80): I I I 1 6 12 = Z Z Z bus1,1 bus1,6 bus1,12 Z Z Z bus1,6 bus6,6 bus6,12 Z Z Z bus1,12 bus6,12 bus12,12 1. 20000 3 20000 3 20000 3 (7) Tegangan pada ke 16 gardu trafo distribusi dapat diperoleh dari teori superposisi, V t5 = z bus <1>.I 1 + z bus <6>.I 6 + z bus <12>.I 2 (8) Dimana Z bus <1> = Z bus <6> = Z bus <12> (9) = matrix kolom Z bus untuk kolom 1, 6 dan kolom 12. 34

Tegangan Gardu Antar Fasa Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix Pada Gambar 19. tegangan gardu no 1, 6 dan 12 dipertahankan tetap 20KV. 20000 20000 V t5i 3 19990 19978.932 19980 19970 0 5 10 15 20 i Nomor Gardu Gambar 19. Profil tegangan tipe loop dengan suplai dari 3 sumber daya 6. Profil Tegangan Jaringan Tegangan Rendah Untuk melihat profil tegangan pada jaringan tegangan rendah seperti Gambar 20. diambil data (Alexander, 2004: 54-80) pada sistem distribusi di Jakarta timur. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 I 1 JTR 220 V - 380 / 220 V Gambar 20. Jaringan Tegangan Rendah 220V 35

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 Gardu trafo yang diamati melayani beban perumahan dengan penyulangnya ditompang oleh 15 tiang. Beban pertiang 3300VA, 220V dengan cos = 0,8. Impedansi saluran antara tiang satu dengan tiang disebelahnya, diambil sama yaitu Z S = 0,01 + j 0,03 (10) Impedansi ekivalen beban per tiang, Z B = 11,733 + j 8,8. (11) Dari kedua data diatas, dan rangkaian pengganti yang dibicarakan sebelumnya, dapat disusun Matrix Admitansi dan Matrix Impedansi Bus. Karena ada 15 simpul, maka ukuran matrix Z bus dan Y bus adalah 15x15. Arus yang masuk simpul 1 (masuk penyulang 220V) dihitung dengan cara yang sama seperti perhitungan pada Jaringan Tegangan Menengah, yaitu: I 1 = V z nom bus 1,1 (12) I 1 = 151.778-131.3867i (13) I 1 = 200.746 (14) I nom = n t.st V nom (15) V nom adalah tegangan nominal 220V. Tegangan pada masing-masing tiang, V tn = z bus <1>.I 1 (16) Dimana Z bus <1> adalah impedansi kolom 1 dari Z bus. Tegangan ini dilukiskan dalam Gambar 21. Jika pada tiang 15 dipasang gardu trafo lain, sehingga penyulang Jaringan Tegangan Rendah tsb mendapat 2 masukan tegangan 220V, seperti terlihat dalam Gambar 22. 36

Tegangan (Volt) Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix 220 210 V tni 200 190 180 0 5 10 15 i Nomor Simpul Gambar 21. Profil tegangan jaringan tegangan rendah konfigurasi radial 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 JTR 380/220V I 1 I 15 20KV-380/220V 20KV-380/220V Gambar 22. Penyulang jaringan tegangan rendah dengan suplai dari 2 gardu trafo Arus I 1 dan I 15 dapat diperoleh dari: V z 1 bus z = V15 1,1 bus1,15 I1. zbus z 1,15 bus15,1 5 I15 (17) 37

Tegangan Tiang (L-N) JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 I I 1 15 = z z bus bus 1,1 1,15 z z bus bus 1,15 15,1 5 1 V1. V15 (18) = z z bus bus 1,1 1,15 z z bus bus 1,15 15,1 5 1 220. 220 I 1 = 86.453-67.282i I 1 = 109.549 I 15 = 86.453-67.282i I 15 = 109.549 Tegangan masing-masing tiang, V t2 = z <1> bus.i 1 + z <15> bus.i 15 (19) Profil tegangannya seperti Gambar 23. 220 218 V tni 216 214 212 210 0 5 i 10 15 Nomor Tiang Gambar 23. Profil tegangan dengan suplai daya dari 2 gardu trafo 38

Maula Sukmawidjaja. Perhitungan Profil Tegangan Pada Sistem Menggunakan Matrix 7. Kesimpulan 1. Dengan menggunakan metoda matrix impedansi Z bus dan matrix admitansi Y bus dapat diketahui profil tegangan pada penyulang distribusi, baik pada jaringan tegangan rendah maupun jaringan tegangan menengah. 2. Perhitungan tidak tergantung dari tipe/ konfigurasi jaringan (radial, loop atau konfigurasi lainnya), maupun jumlah gardu/ tiang. Beban-beban dan impedansi saluran juga tidak harus sama seperti yang diuraikan dalam kasus-kasus diatas, tapi dapat bervariasi. 3. Jika tegangan-tegangan disemua titik telah diperoleh, maka arus dan aliran daya dapat dihitung. Demikian pula rugi-rugi dayanya. 4. Untuk perhitungan yang lebih teliti, impedansi trafo dapat disisipkan pada impedansi ekivalen Z S yang bersesuaian. 5. Matrix Z bus dan Y bus adalah matrix simetris yang luas penggunaanya dalam sistem tenaga listrik baik pada operasi normal maupun kondisi gangguan dan dapat diterapkan baik pada jaringan tegangan rendah, maupun jaringan tegangan menengah, namun biasanya digunakan pada jaringan tegangan tinggi. Daftar Pustaka 1. Alexander Simanjuntak. 2004. Perhitungan Jatuh Tegangan Pada Jaringan Menggunakan Mathcad 2000 Profesional, Disertasi. Jakarta: Tugas Akhir Strata-1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Trisakti. 2. Elgerd, 0.I. 1971. Electric Energy System Theory, An Introduction. New Delhi: Tata Mc Graw-Hill. 3. Homer E. Brown. 1975. Solution Of Large Networks By Matrix Methods. : A Wiley-Interscience Publication, John Wiley & Sons, Inc. 4. Muchamdany, 2008: Analisa Koordinasi Penyetelan Relai Arus Lebih Dan Relai Gangguan Tanah Untuk Mengatasi Simpatetik Trip Pada Gardu Induk Tanggerang PT. PLN (PERSERO) DISTRIBUSI JAKARTA RAYA DAN TANGERANG AREA JARINGAN TANGERANG. Disertasi. Jakarta: Tugas Akhir Strata-1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Trisakti. 5. Nagrath, I.J., D.P. Kothari. 1980. Modern Power System Analysis. New Delhi: Tata Mc Graw-Hill. 6. Paul Anderson. 1973. Analysis of Faulted Power Systems, USA: The Iowa State University Press, Ames, Iowa. 39

JETri, Volume 7, Nomor 2, Februari 2008, Halaman 21-40, ISSN 1412-0372 7. Peter L Toruan. 2004. Menghitung Jatuh Tegangan Pada Penyulang Jaringan, Disertasi. Jakarta: Tugas Akhir Strata-1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Trisakti. 8. PLN. 1992: Standard Konstruksi Jaringan Dilingkungan Perusahaan Listrik Negara, Buku saku. Jakarta: nn. 9. William D. Stevenson, Jr. 1984, edisi ke-4. Analisis Sistem Tenaga Listrik. Jakarta: Penerbit Erlangga. 40