BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Sistem distribusi merupakan salah satu sistem dalam tenaga listrik yang mempunyai peran penting karena berhubungan langsung dengan pemakai energi listrik, terutama pemakai energi listrik tegangan menengah dan tegangan rendah. Biasanya sering kali terjadi beban tidak seimbang pada fasa-fasanya (sistem distribusi merupakan sisem 3 fasa) atau terjadi naik turunnya tegangan karena penyaluran energi listrik yang jauh dari pusat pembangkit dan mengakibatkan losses pada saat penyampaian menuju beban atau konsumen. Keadaan tersebut jika dibiarkan terus menerus maka akan menyebabkan terjadinya penurunan keandalan sistem tenaga listrik dan kualitas energi listrik yang disalurkan serta menyebabkan kerusakan alat yang bersangkutan. Untuk itu diperlukan suatu tindakan yaitu mengoptimalkan Kapasitor Bank sebagai kompensator pada jaringan distribusi listrik sehingga losses tegangan yang di timbulkan menjadi lebih sedikit. Pada system distribusi belum optimal dalam penyaluran ke beban. Hal ini dikarenakan rugi-rugi tegangan pada sistem distribusi begitu besar. Jika daya tidak seimbang dan tegangan tidak sesuai biasanya terjadi karena daya dan tegangan sebagian hilang dalam perjalanan menuju konsumen, dimana dipengaruhi oleh antara lain panjangnya saluran distribusi, tidak optimalnya 1
penempatan transformator terhadap beban, diameter penghantar yang tidak sesuai dengan jumlah kapasitas beban sehingga menghasilkan panas pada saluran penghantar yang berakibat hilangnya daya dan tegangan pada jaringan. Dengan semakin besarnya VD (jatuh tegangan) pada jaringan distribusi yang disebabkan antara lain jauhnya jarak penempatan trafo dengan beban, jumlah beban yang sangat banyak, jenis penghantar yang digunakan. Itu semua dapat ditanggulangi dengan mengoptimalkan kapasitor bank sebagai kompensator sehingga faktor daya yang dihasilkan menjadi lebih baik dan dengan menggunakan diameter penghantar dengan yang lebih besar. Pada Skripsi ini metode yang digunakan adalah Optimalisasi Kapasitor Bank Untuk Memperbaiki Faktor Daya Dan Kualitas Tegangan Pada System Jaringan Distribusi 20 kv. 1.2 Rumusan Masalah Dari Latar Belakang diatas Maka dapat diperoleh beberapa rumusan masalah diantaranya: 1. Berapa besar jatuh tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi pada jaringan distribusi PT PLN (persero) Ranting Sintang, Kalimantan Barat? 2. Bagaimana memperoleh nilai Faktor daya yang ideal dengan menggunakan kapasitor sehingga diperoleh suatu kualitas tegangan pada jaringan distribusi? 2
3. Berapa nilai kapasitas kapasitor yang digunakan untuk mengurangi jatuh tegangan dan rugi-rugi daya tersebut? 1.3 Batasan Masalah Agar tercapai sasaran yang tepat dalam penulisan skripsi maka dibuat suatu batasan masalah. Batasan masalah tersebut antara lain: 1. Menghitung besarnya jatuh tegangan dan juga rugi-rugi daya pada jaringan distribusi berdasarkan panjang maupun diameter suatu penghantar. Sehingga perhitungan tersebut dapat menjadi acuan untuk memperoleh nilai faktor daya yang optimal. 2. Menghitung nilai kapasitas kapasitor berdasarkan jatuh tegangan dan rugirugi daya. 1.4 Alasan Pemilihan Judul Salah satu persyaratan keandalan sistem penyaluran tenaga listrik yang harus dipenuhi untuk pelayanan kepada konsumen adalah kualitas tegangan yang baik dan stabil, karena meskipun kelangsungan catu daya dapat diandalkan, namun belum mungkin untuk mempertahankan tegangan tetap pada sistem distribusi karena tegangan jatuh akan terjadi disemua bagian sistem dan akan berubah dengan adanya perubahan beban. Beban sebagaian besar memiliki faktor daya tertinggal, pada dasarnya saat beban puncak daya reaktif yang dibutuhkan beban meningkat dan dapat lebih besar dari yang dibangkitkan oleh sistem. Kekurangan daya reaktif ini akan 3
menyebabkan penurunan tegangan pada ujung penerimaan dimana konsumen terhubung. Tegangan ujung penerimaan ini akan semakin rendah apabila jarak konsumen ke pusat pelayanan cukup jauh. Permasalahan penurunan tegangan dan rugi-rugi daya jaringan terjadi didaerah terpencil yang sangat jauh dari pusat jaringan yaitu gardu induk. Permasalahan ini diperoleh pada saat saya magang di PT PLN (persero) ranting Sintang, Kalimantan Barat. Jarak dari daerah yang satu dengan daerah yang lain sangat jauh, sehingga jatuh tegangan dan rugi-rugi daya jaringan sangat mungkin terjadi. Selain tingkat kehandalannya menjadi berkurang karena tegangan ujung penerimaan lebih kecil dibandingkan tegangan yang diberikan pada pusat pembangkitan, pihak dari PLN juga dirugikan dengan besarnya daya reaktif yang timbul di jaringan karena dapat mempengaruhi kinerja suatu mesin pembangkit, sehingga mesin pembangkit bekerja extra dan membutuhkan bahan bakar lebih untuk mengoperasikannya. Maka dari itu, Untuk mengurangi penurunan tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi pada jaringan distribusi tersebut maka dibutuhkan suatu penelitian untuk mencari nilai kapasitor yang sesuai dengan permasalahan rugi-rugi daya jaringan serta jatuh tegangan tersebut. Sehingga dengan diperolehnya nilai kapasitor tersebut maka penelitian dapat direkomendasikan kepada pihak PLN ataupun pihak yang terkait untuk memberikan kapasitor 4
bank pada jaringan distribusi untuk menambah kehandalan sistem suatu jaringan distribusi tersebut. 1.5 Tujuan Penulisan Tujuan penulisan skripsi ini adalah mempelajari dan menganalisa kehandalan sistem jaringan distribusi dengan memperhatikan hal-hal yang mempengaruhinya yaitu karakteristik beban, penggunaan kapasitor untuk mengembalikan nilai faktor daya ini ke nilai idealnya sehingga dapat mengurangi jatuh tegangan dan rugi daya. Selain itu kualitas atau profil tegangan yang baik dan stabil, karena meskipun kelangsungan catu daya dapat diandalkan, namun belum mungkin untuk mempertahankan tegangan tetap pada sistem distribusi. Jadi secara umum tujuan dari penulisan skripsi adalah: 1. Menganalisis besarnya rugi-rugi atau jatuh tegangan serta faktor daya pada jaringan distribusi 20 kv berdasarkan data yang sudah ada dilapangan. 2. Menganalisis optimalisasi besarnya nilai kapasitor berdasar rugi-rugi atau jatuh tegangan serta faktor daya yang telah diperoleh melalui analisis sebelumnya. 5
1.6 Manfaat Penulisan 1. Manfaat Bagi Mahasiswa Penelitian ini dilakukan untuk menerapkan teori-teori serta praktek yang diperoleh pada bangku kuliah maupun kerja praktek sehingga dengan adanya penelitian dapat berperan aktif dalam menanggulangi kehandalan system distribusi tenaga listrik yang ada pada suatu daerah. 2. Manfaat Bagi Perusahaan Dengan adanya kegiatan penelitian oleh mahasiswa, maka instansi/perusahaan/industri dapat mengambil manfaat yaitu dapat digunakan sebagai pertimbangan oleh pimpinan yang bersangkutan dalam upaya memperbaiki kehandalan system distribusi tenaga listrik sehingga yang diharapkan yaitu tegangan terkirim hampir sama atau bahkan sama dengan tegangan yang diterima oleh konsumen. 3. Manfaat Bagi Masyarakat Dengan diperolehnya kehandalan system distrbusi tenaga listrik, pelayanan masyarakat terhadap energy listrik menjadi terjamin sehingga masyarakat tidak perlu khawatir dengan peralatan elektronik yang mereka miliki. 1.7 Kontribusi Sehingga dengan adanya penelitian ini, maka hasil dari penelitian dapat menjadi bahan pertimbangan bagi pihak penyedia listrik yaitu PLN. Penelitian ini dapat digunakan sebagai rekomendasi untuk mengurangi jatuh 6
tegangan dan rugi-rugi daya pada jaringan distribusi dengan menggunakan kapasitor yang sesuai dengan besarnya jatuh tegangan dan rugi-rugi daya tersebut. Selain penelitian ini dapat digunakan pada pihak penyedia layanan listrik (PLN), penelitian ini dapat digunakan untuk menambah wawasan keilmuan pada masyarakat terutama pada mahasiswa tentang jaringan distribusi dan permasalahan yang ada didalamnya. Agar penelitian ini dapat diterapkan didaerah mereka masing-masing yang masih terkendala masalah kehandalan sistem jaringan distribusi. Hasil luaran yang diharapkan dengan adanya penelitian ini adalah diperolehnya suatu kehandalan sistem pada jaringan distribusi sehingga pelayanan yang diberikan lebih optimal, dan juga masyarakat atau konsumen tidak perlu khawatir dengan peralatan elektroniknya karena kualitas tegangan yang diberikan lebih baik dibandingkan sebelum diadakannya penelitian ini. 1.8 Metodologi Didalam penyelesaian skripsi ini digunakan beberapa metode yang dilakukan dengan: 1. Studi Literatur. 2. Studi Lapangan. 3. Pengumpulan Data. 4. Analisis Data. 5. Kesimpulan. 7
1.9 Sistematika Pembahasan Uraian pembahasan skripsi disusun secara terperinci, sehingga diperoleh hubungan dan ruang lingkup yang jelas. Pembahasan tersebut disusun dalam beberapa bab yang masing-masing babnya terdiri dari beberapa sub yang diantaranya : BAB I : Pendahuluan Berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, kontribusi, metodologi dan sistematika pembahasan. BAB II : Dasar Teori Membahas mengenai landasan teori yang berisikan dasar pemikiran secara teoritis dan secara umum antara lain tentang kapasitor daya, profil tegangan, sistem tenaga listrik, jaringan distribusi, perbaikan faktor daya, jatuh tegangan atau Drop tegangan, masalah rugi-rugi daya, karakteristik beban, Perhitungan nilai kapasitas dan kapasitansi kapasitor. BAB III : Metodologi Membahas mengenai langkah kerja penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang berisikan tentang Prosedur Penelitian dan Langkah Analisis. 8
BAB IV : Analisis Data dan Pembahasan Membahas mengenai analisis data optimalisasi penggunaan kapasitor untuk menghitung rugi-rugi daya, jatuh tegangan serta perbaikan faktor daya pada sistem jaringan distribusi kemudian menganalisis besarnya nilai kapasitas kapasitor dan kapasitansi kapasitor berdasarkan jatuh tegangan. BAB V : Penutup Berisi tentang kesimpulan dari pembahasan skripsi ini dan juga saran. 9