PERHITUNGAN RUGI ENERGI LISTRIK PADA PENYULANG KIMA PT. PLN (PERSERO) AREA MAKASSAR Mansur Staf Pengajar Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro Universitas Haluoleo ABSTRACT Electrical poer losses in adistribution network can be represented as a function dependent on time, current and length of conductors. In the operation of wide distribution network, determining the losses in a major problem. Only an accurate calculation of the losses will increase the system efficiency and quality, as well as security against the electrical power mistreatment. The goal of this research is to determine accurately the losses in the primary distribution network, distribution transformers and the secondary distribution network. The result of the calculation will be usefull as a consideration to plan a system recreases the system performances. Key Words: Electric, Losses, Energy ABSTRAK energy pada jaring distribusi merupakan fungsi waktu besar arus dan panjang saluran penghantar distribusi. Oleh karena itu, menentukan besar rugi energy pada system tenaga listrik dengan jaring luas menjadi masalah utama pengoprasian system tersebut. Hal ini sangat mempenagruhi pada efesisensi mutu dan keamanan. Penelitian ini bertujuan menentukan besar rugi-rugi energi listrik pada jaring distribusi primer, transformator distribusi dan jaring distribusi sekunder. Hasilnya dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk rekontruksi system demi peningkatan efesisensi, mutu. Kata Kunci : Electric, Losses, Energy PENDAHULUAN Sistem distribusi merupakan bagian dari system tenaga listrik secara keseluruhan. Sistem ini berfungsi untukm menyalurkan energi listrik dan sisi pembangkit sebagai pengirim ke sisi beban (konsumen) sebagai penerima. tersebut disalurkan melalui bagian-bagian yang menggunakan peralatan listrik. Pada kenyataan energi listrik yang disalurkan dari pembangkit tidak semuanya diterima dari oleh konsumen. Hal ini terjadi karena setiap komponen peralatan listrik dapat menimbulkan rugi-rugi yang disebut rugi-rugi energi listrik. ini terjadi baik pada jaringan distribusi primer maupun jaringan distribusi sekunder dan juga pada transformator. Sistem distribususi penyulang KIMA merupakan contoh kasus sistem yang mengalami kerugian energi listrik. Kerugian energi ini tidak dapat diketahui secara pasti melalui perhitungan. Akibatnya rugi-rugi yang timbul tidak dapat diketahui apakah masih dalam batas-batas yang diizinkan atau telah melampaui batas. Apabila rugirugi tersebut telah melampaui batas perlu dicari permasalahannya. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung menentukan besar rugi-rugi energy listrik pada jaringan distribusi primer (jaringan tegangan menengah, rugi daya trafo, dan rugi-rugi daya distribusi sekunder (jaringan tegangan rendah). LANDASAN TEORI Sistem jaringan distribusi jaringan primer, trafo distribusi, jaringan sekunder, dan sambungan rumah (sambungan pelayanan). Dengan demikian, system distribusi merupakan bagian system tenaga listrik langsung berhubungan dengan konsumen. Sistem tersebutselain menerima daya listrik dari sumber daya besar ( Gardu Induk) juga berfungsi mengirimkan dan mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. Jaringan primer digunakan untuk menyalurkan daya dari sisi tegangan menengah gardu distribusi. Tegangan yang digunakan pada system distribusi primer adalah 20 kv atau disebut Jaringan Tegangan Menengah (JTM). Pada pengoprasian jaringan distribusi primer berupa hantaran terbuka (Jaringan Udara) dengan jenis penghantar, seperti: Bare Copper Conductor (BBC), All Alminium Alloy Conductor (AAAC). Untuk menyuplay daya kekonsumen tegangan rendah terdapat beberapa buah gardu tiang yang terbagi beberapa penyulang. Kapasitas trafo disrtribusi tersebut berkisar antara 16 kva sampai 500 kva. Jenis penghantar untuk jaringan sekunder Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 173
dan sambungan pelayanan yang digunakan ialah jenis Low voltage Twisted Cable (LVTC). Untuk menghitung rugi energi listrik pada Penyulang Kima digunakan beberapa persamaan Susut Penghantar. Menentukan Resistansi energy yang terjadi pada jarring tegangan menengah disebabkan oleh adanya resistansi jarring, resistansi jaring dari suatu penghantar listrik dinyatakan pada persamaan : ohm (1) Keterangan Resistansi penghantar (ohm mm 2 /m) = Luas penampang penghantar (mm 2 ) = Panjang penghantar (m). Sedangkan dalam hal perhitungan kita gunakan persamaan sebagai beriku: a. Untuk Tembaga b. Untuk Alminium ohm ohm Menentukan Arus Nominal nominal digunakan persamaan sebagai berikut: Untuk Trafo 3 Phasa Keterangan = Arus Nominal (Ampere) S = Kapasitas Transformator (kva) = Tegangan Line to Line (kv) Pada saat arus melalui penghantar ke beban maka akan timbul rugi-rugi daya dalam penghantar tesebut dengan persamaan : Ketrangan : daya (Watt). = Arus yang mengalir (Ampere) daya efektif Hilangnya daya listrik dalam penyaluran dapat disebabkan oleh peralatan itu sendiri. energy yang terjadi pada system distribusi tenaga listrik sebagian terjadi pada saluran dan transformator distribusi. Untuk saluran distribusi harus dipilih saluran dan transformator yang menghantarkan arus ke beban tanpa rugi-rugi energi yang melmpaui standar yang dizinkan. Persamaan dibawah ini digunakan untuk menghitung rugi-rugi daya pada jarring distribusi pada saluran dengan beban yang seimbang pada sistem tiga phasa sebagai berikut: KW Keterangan : daya (kw) Arus Phasa (Ampere) Resistansi penghantar (ohm). METODE PENELITIAN Dalam penelitian ini data yang digunakan ialah data beban harian yang dicatac selang waktu 1 jam pada Gardu Induk Penyulang Kima pada bulan. Data tersebut berupa data sekunder yang diperoleh dari PT. PLN. Data-data lain ialah panjang jaringan distribusi primer dan rute-rutenya serta beban trfo yang dilayaninya. Pada sisi jaringan tegangan rendah data yang dibutuhkan ialah panjang jaringan distribusi sekunder dan besar arus pada setiap jurusan/jaringan distribusi sekunder. Data lain di perole literature yaitu : tahanan setiap penghantar pada suhu 50 o C, dalam keadaan berbeban dan tidak berbeban setiap transformator yang digunakan untuk mencari rugi daya distribusi berupa: rugi daya jaringan primer, rugi daya jaringan sekunder, dan rugi-rugi daya transformator. HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan rugi-rugi energi listrik dilakukan dengan mengambil feeder Kima, Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 kv yang ada pada Gardu Induk Daya. Pada perhitunagan yang akan dilakukan pada beban puncak pada beban rata-rata Transformator distribusi sisi sekunder pada saat beban puncak, dimana pada waktu itu terjadi pemakaian energi paling besar. Dari hasil perhitungan, dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk mengevaluasi peralatan distribusi tegangan menengah yang ada dan upaya yang dilakukan untuk memperbaiki peralatan tersebut, sehingga terjadinya rugi-rugi listrik dapat dikurangi sesuai dengan standar yang diizinkan maksimun 5% PLN. Kurva beban menggambarkan besar daya tersalurkan untuk waktu tetentu. Kurva beban Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 174
diperoleh dari data-data beban maksimun feeder. Besar daya disalurkan pada penyulang pada table berikut: Tabel 1. Beban Hariang penyulang Kima GI (Gardu Induk) Daya Jam Daya Tersalur (kw) 00.00 61.73 01.00 56.39 02.00 53.85 03.00 50.04 04.00 47.50 05.00 48.77 06.00 48.77 07.00 44.96 08.00 45.22 09.00 50.55 10.00 50.55 11.00 52.33 12.00 50.30 13.00 51.06 14.00 55.12 15.00 56.14 16.00 54.87 17.00 55.38 18.00 63.76 19.00 73.92 20.00 73.92 21.00 73.92 22.00 70.11 23.00 67.57 Tabel 2. Data beban transformator penyulang Kima Trafo Rating (kva) Beban (kva) ENEK 160 47,5 UNHO 160 24,5 SISIPAN 100 36,7 UNFD 160 42,7 UNTK 250 79,7 UNFR 250 172,0 UNFM 100 36,7 UNBI 250 203,0 UNFL 250 226,0 UNBJ 250 156,5 UNBK 250 101,3 UNAU 250 103.3 UNBX 315 152,0 UNFP 250 142,0 UNFO 250 76,3 UNFQ 315 193,4 SISIPAN 100 17,2 SISIPAN 250 154,8 UNHR 160 49,3 UNFK 100 52,8 UNFI 250 154,8 UNFC 100 37,6 JUMLAH 2158,3 Sumber : Unit Pengatur Distribusi Makassar PT. PLN Sulselra Trafo Tabel 3. Hasil Perhitungan Transformator pada Penyulang Kima Rating (kva) Besi (Watt) Tembaga (Watt) Ltro Ltrl ENEK 160 460 2350 55,2 4,4 59,6 UNHO 160 460 2350 55,2 4,4 59,6 SISIPAN 100 320 1750 38,4 5,3 43,7 UNFD 160 460 2350 55,2 4,4 59,6 UNTK 250 650 3250 78,0 3,9 81,9 UNFR 250 650 3250 78,0 3,9 81,9 UNFM 100 320 1750 38,4 5,3 43,7 UNBI 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNFL 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNBJ 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNBK 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNAU 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNBX 315 770 3900 92,4 3,7 96,1 UNFP 250 650 3250 78,0 3,9 81,7 UNFO 250 250 3250 78,0 3,9 81,7 Jumlah Rugi (kwh/bln) Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 175
Trafo Rating (kva) Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013 Besi (Watt) Tembaga (Watt) Ltro Ltrl Jumlah Rugi (kwh/bln) UNFQ 315 770 3900 92,4 3,7 96,1 SISIPAN 100 320 1750 38,4 5,3 43,7 SISIPAN 250 650 3250 78,0 3,9 81,9 UNHR 160 460 2350 55,2 4,4 59,6 UNFK 100 320 1750 38,4 5,3 43,7 UNFI 250 650 3250 78,0 3,9 81,9 UNFC 100 320 1750 38,4 5,3 43,7 1.455,6 94,2 1.549,8 Sumber : Hasil olah data No Tabel 4. Hasil Perhitugan Rugi jaringan Primer pada Penyulang Kima. Jenis Panjang Resistansi Rute Jaringan penghantar Jaringan (m) (Ohm) (mm) Arus (Ampere) 1 O-ENEK 40 AAAC 150 0,0097 1,4 0,0006 2 ENEK-1 250 AAAC 70 0,0606 0,0 0,0000 3 1-UNHO 40 AAAC 70 0,0289 0,7 0,0005 4 1-2 260 AAAC 150 0,0630 0,0 0,0000 5 2-SISIPAN 160 AAAC 70 0,1157 1,1 0,0509 6 2-3 240 AAAC 150 0,0582 0,0 0,0000 7 7-UNFD 40 AAAC 70 0,0291 1,2 0,0151 8 3-4 120 AAAC 150 0,0289 0,0 0,0000 9 4-5 120 AAAC 70 0,0868 0,0 0,0000 10 5-UNTK 80 AAAC 70 0,0579 2,3 0,1103 11 5-UNFR 80 AAAC 70 0,0579 5,0 0,5211 12 4-6 40 AAAC 150 0,0097 0,0 0,0000 13 6-7 40 AAAC 150 0,0097 0,0 0,0000 14 7-UNFM 40 CU 35 0,0236 1,1 0,0103 15 7-8 80 AAAC 70 0,0579 0,0 0,0000 16 8-UNBI 80 AAAC 70 0,0579 5,9 0,7256 17 UNBI-UNFL 40 AAAC 70 0,1157 6,5 0,1354 18 8-9 160 AAAC 70 0,0289 0,0 0,0000 19 9-UNBJ 40 AAAC 70 0,0289 4,5 0,2107 20 9-10 80 AAAC 70 0,0579 0,0 0,0000 21 10-UNBK 80 AAAC 70 0,0579 2,9 0,1753 22 10-UNAU 40 AAAC 70 0,0579 2,9 0,0875 23 UNAU-11 120 AAAC 70 0,0868 0,0 0,0000 24 11-UNBX 40 CU 16 0,0514 4,4 0,3582 25 11-2 40 AAAC 70 0,0289 0,0 0,0000 26 12-UNFP 40 AAAC 70 0,0289 4,1 0,1749 27 UNFP-UNFO 40 AAAC 70 0,0289 2,2 0,0504 28 13-UNFO 40 AAAC 70 0,0289 5,6 0,3236 29 13-14 40 AAAC 70 0,0289 0,0 0,0000 30 14-SISIPAN 40 AAAC 70 0,0289 0,5 0,0002 31 14-SISIPAN 160 AAAC 70 0,1157 0,5 0,0104 32 6-15 80 AAAC 150 0,0194 0,0 0,0000 33 15-16 160 AAAC 150 0,0388 0,0 0,0000 34 16-UNHR 40 AAAC 150 0,0097 1,4 0,0006 35 16-UNFK 40 AAAC 150 0,0097 1,5 0,0006 36 16-17 120 AAAC 150 0,0291 0,0 0,0000 37 17-UNFJ 120 AAAC 70 0,0886 4,5 0,0718 Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 176
No Rute Jaringan Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013 Panjang Jaringan (m) Jenis penghantar (mm) Resistansi (Ohm) Arus (Ampere) 38 UNFJ-UNFI 160 AAAC 70 0,1157 1,6 0,1313 39 17-18 80 AAAC 150 0,0194 0,0 0,0000 40 18-UNFC 40 AAAC 70 0,0289 4,1 0,0006 Jumlah 3,0970 Sumber: Hasil olah data Nama Trafo Tabel 5. Hasil Perhitungan Rugi Jaringan Distribusi Sekunder pada Penyulang Kima. Jurusan Ritansesisi (Ohm) Arus (Amper) Rugi /Jurusan R S T R S T Jum RST Jumlah (kwh/bln ENEK A 0,0510 46,0 70,0 68,0 12,94 29,94 28,27 71,17 71,17 SISIP A 0,0377 70,4 44,4 50,0 22,16 8,75 11,30 42,21 42,21 B 0,0471 25,0 25,0 26,0 3,53 3,53 3,82 10,88 10,88 C 0,0264 238,0 231,0 232,0 179,47 169,06 170,53 519,06 519,06 UNAU A 0,0118 128,0 161,0 150,0 23,13 36,59 31,76 91,49 91,41 UNBI A 0,0058 289,0 296,0 303,0 58,10 60,95 63,87 182,92 182,92 UNBJ A 0,0299 233,0 239,0 231,0 194,66 204,82 191,33 590,81 590,81 UNBK A 0,0471 166,0 144,0 143,0 155,61 117,10 115,48 388,18 388,18 UNBX A 0,0299 285,0 287,0 293,0 291,25 295,35 307,83 894,42 894,42 UNFC A 0,0157 21,0 19,0 19,0 0,83 0,68 0,68 2,71 2,71 UNFD A 0,0118 60,0 59,0 49,0 5,08 4,91 3,39 13,39 13,39 UNFI A 0,0139 93,0 63,0 61,0 14,47 6,64 6,23 27,34 27,34 UNFK A 0,0273 62,0 49,0 26,0 12,66 7,91 2,23 22,8 22,8 UNFL A 0,0273 354,0 328,0 336,0 410,13 352,09 369,48 1.131,70 1.131,7 UNFM A 0,0510 172,0 154,0 154,0 180,89 145,09 145,09 471,16 471,16 UNFO A 0,0165 119,0 114,0 114,0 28,04 25,73 25,73 79,51 79,51 UNFP A 0,0045 218,0 20,0 206,0 25,92 22,92 23,15 71,99 71,99 UNFQ A 0,0087 189,0 191,0 204,0 37,27 38,07 43,43 118,77 118,77 B 0,0087 91,0 96,0 96,0 8,64 9,62 9,62 27,87 27,87 UNFR A 0,0099 111,0 101,0 85,0 14,64 12,12 8,85 35,34 35,34 UNHO A 0,0573 10,0 16,0 16,0 0,69 1,76 1,76 4,21 4,21 B 0,0573 13,0 17,0 19,0 1,16 1,99 2,48 5,63 5,63 UNHR A 0,0314 14,0 13,0 12,0 0,74 0,64 0,54 1,92 1,92 B 0,0314 61,0 56,0 65,0 14,01 11,01 15,81 41,72 41,72 UNTK A 0,0099 45,0 37,0 40,0 2,41 1,63 1,90 5,93 5,93 B 0,0099 67,0 85,0 79,0 5,33 5,51 7,92 21,33 21,33 Jumlah 4.873,95 Sumber : Hasil olah data. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN Berbagai analisa yang telah dikembangkan untuk keperluan ini dimana uraian, analisa dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan : 1. Rugi energy distribusi pada Gardu Induk Daya penyulang Kima sebesar 6.426,95 kwh/bulan yang terdiri atas :rugi energi Jaringan Tegangan Primer sebesar 3,097 kwh/bulan,rugi energy trafo sebesar 1.549,8 kwh/bulan, rugi energy Jaringan Tegangan Sekunder 4.873,95 kwh/bulan. 2. Pada jaring distribusi jarak gardu distribusi dengan beban atau konsumen sangat berpengaruh terhadap rugi-rugi energi. B. SARAN Berdasarkan hasil penelitian ini beberapa saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut: 1. Untuk mendapatkan hasil yang akurat dibutuhkan jumlah data teknis jaring distribusi yang lebih banyak, serta data yang terukur. 2. Untuk menurunkan rugi-rugi energy teknis pada jaring distribusi perlu dilakukan perbaikan pembebanan system, agar simetris antara tiga Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 177
fasanya. Oleh karena itu diperlukan rekontruksi jaring, seharusnya PT. PLN memiliki data pelanggan (konsumen) kwh meter pada setiap penyulang (feeder) sehingga total energy yang disalurkankannya dapat diketahui. DAFTAR PUSTAKA Anonim, Electrical Transmission and Distribution Reference Book. New Delhi. Oxford & IBH Publishing Company. Arismunandar, A., S. Kuwahara. 1982. Teknik Tenagan Listrik II. PT.Padnya Paramitha, Jakarta. AS. Pabla, Abdul Kadir. 1991 Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta. Lakervi, E., E.J. HOLMES. 1989. Electricyty Distribution Network Design. Peter Peregrinus Ltd London. Gonen, Turan. 1986. Electric Power Distribution System Engineering. McGraw-Hill. Grainger, John, Jr Willliam D. Stevenson. 1994. Power System Analisis WCB/McGraw-Hill, Inc. New York. Kadir, Abdul. 1998. Transmisi Daya Listrik. UI Press, Jakarta. Yusras, 2001 Metode Perhitungan Susut Jaringan Distribusi, Proceeding ITB. Fakultas Teknik Universitas Haluoleo 178