BAB II LANDASAN TEORI 2.1 DESKRIPSI SISTEM TENAGA LISTRIK Energi listrik dari tempat dibangkitkan hingga sampai kepada pelanggan memerlukan jaringan penghubung yang biasa disebut jaringan transmisi atau disribusi. Masalahnya bagaimana penyaluran tenaga listrik tersebut pada jarak yang cukup jauh sampai ke pelanggan dengan mutu yang baik dan ekonomis. Secara umum sistem pendistribusian tenaga listrik terdiri dari tiga unsur yaitu: pusat pembangkit, transmisi dan distribusi. Penyaulran energi listrik ke semua pelanggan secara skematis dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini yang dimulai dari pusat pembangkit-pelanggan. - Saluran transmisi-gi penurun tegangan-jaringantegngan menengah (JTM) - Pelanggan tegangan menengah (TM)-jaringan tegangan rendah (JTR) dan para pelanggan TR.
Gambar 2.1 skema penyaluran energi listrik dari pembangkit-pelanggan. 2.2. DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK Sistem distribusi adalah jaringan listrik antara pusat pembangkit sampai dengan pusat pemakaian (kwh pelanggan). Hubungan antara pusat pembangkit dan pusat beban membentuk sistem transmisi, dimana tersalur tenaga listrik dalam skala besar pada tegangan tinggi dan ekstra tinggi (0, 150, 500) kv. Sedangkan antar pusat beban (GI) dan sub beban (GD) membentuk sistem distribusi dengan tegangan menengah 20 kv. Dari tegangan 20 kv ini akan diturunkan menjadi 400 v melalui gardu distribusi. Sistem distribusi ini merupakan sistem arus bolak balik dimana frekwensi standar di Indonesia adalah 50 hz. Di Indonesia pada umumya tegangan yang digunakan pada sistem distribusi jaringan tegangan rendah 380/220 volt. Sistem distribusi ini dapat dikelompokkan ke dalam dua tingkat yaitu: a. Sistem jaringan distribusi primer disebut jaringan tegangan menengah (JTM) b. Sistem jaringan distribusi sekunder disebut jaringan tegangan rendah (JTR) Jaringan distribusi primer (JTM) dapat berupa fasa tiga. Jaringan distribusi sekunder (JTR) dapat berupa fasa tunggal dan fasa tiga dengan empat kawat. 2.2.1 TRAFO DISTRIBUSI Mempunyai fungsi sebagai pembagi daya yang juga sekaligus sebagai penurun tegangan. Trafo ini dilindungi oleh pemuus tenaga yang bernama cutout atau saklar pemisah. Pengoperasian saklar pemisah ini dari sisi tegangan rendah dengan menggunakan tongkat dari bahan fiber. Tegangan pada trafo ini 20 kv/400 V. dan untuk mempertahankan tegangan sekunder tetap pada tegangannya yakni nominal 400 V, disisi primer dilengkapi no-load tap changer yang berfungsi
menyesuaikan tegangan primer trafo dengan tegangan yang diterima trafo dari JTM. 2.2.2 SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI Distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang menyalurkan tegangan listrik dari gardu induk ke gardu distribusi yang kemudian disalurkan ke pemakai tenaga listrik (konsumen). Saluran tegangan menengah atau disebut juga Jaringan Tegangan Menengah (JTM), berfungsi untuk menyalurkan listrik dari gardu induk tegangan tinggi/tegangan menengah ke gardu distribusi tegangan menengah/tegangan rendah ataupun dapat juga menyalurkan listik dari gardu TT/TM langsung ke pelanggan tegangan menengah. Karena berfungsi menyalurkan listrik langsung ke pusat (mulut) beban, maka Jaringan Tegangan Menengah biasa disebut juga sebagai penyulang (feeder). Konstruksi JTM dapat berupa saluran udara maupun saluran bawah tanah. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) biasanya berupa kawat berisolasi atau tanpa isolasi. Sedangkan saluran bawah tanah menggunakan kawat berisolasi penuh (kabel) dan karenanya disebut Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM). 2.2.2.1. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) SUTM disebut saluran udara tegangan menengah karena kawat hantarnya yang bertegangan menengah berada di udara. SUTM yang berfungsi menghantarkan listrik biasanya berupa kawat tanpa isolasi dari jenis AAAC (All Alumunium Alloy Conductor). Kawat penghantar AAAC yang ditumpu/bergantung pada isolator, dibentangkan dari satu tiang listrik ke tiang listrik lainnya. Salah satu kelemahan paling menonjol dari SUTM adalah tingginya angka gangguan temporer. Lebih dari 80% gangguan dari SUTM tercatat sebagai gangguan temporer. Gangguan temporer adalah gangguan yang terjadi hanya sesaat namun cukup untuk membuat alat pemutus bekerja sehingga jaringan padam. Karena
gangguan ini bersifat sementara, maka biasanya setelah beberapa saat padam, kemudian pemutus tenaga penyulang dimasukkan kembali maka penyulang akan menyala kembali dengan aman tanpa diketahui penyebab gangguan dengan jelas. 2.2.2.2 Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) Fungsi SKTM sama dengan SUTM, yaitu memasok daya ke pusat beban. Bedanya, SKTM konstruksinya ada di bawah tanah dan karenanya penghantarnya berupa kawat berisolasi penuh (kabel). Kabel untuk SKTM ada yang berisolasi kertas (PILC), tetapi saat ini yang banyak digunakan adalah kabel berisolasi XLPE (Cross-Linked Polyethylene). Biaya investasi per kilometer SKTM sangat jauh lebih mahal dibandingkan biaya investasi SUTM. Karenanya keputusan pemilihan penggunaan SKTM menggantikan SUTM sebagai penyulang harus benar-benar melalui pertimbangan yang teliti, baik pertimbangan teknis, finansial maupun pertimbangan ekonomis. SKTM banyak dipilih untuk pasokan daya ke pusat beban di daerah padat beban, daerah perkotaan yang padat atau di tengah kota, daerah yang pertumbuhan bebannya manunjukkan kejenuhan, daerah yang sangat banyak gangguan temporer dan daerah yang rawan petir. 2.3 SISTEM PENYEDIAAN Sebagaimana diketahui, pada sistem distribusi terdapat dua bagian/rating.yaitu; a) Distribusi Primer, mempergunakan tegangan menengah b) Distribusi Skunder, mempergunakan tegangan rendah
2.3.1. Distribusi Primer Distribusi primer terbagi empat sistem, yaitu : a. Sistem Radial b. Sistem Lup (Loop) c. Sistem Jaringan Primer d. Sistem Spindel 2.3.1.1 Sistem Radial Sistem radial adalah yang paling sederhana dan paling banyak dipakai, terdiri atas penyulang (feeders) atau rangkaian tersendiri, yang seolah-olah keluar dari suatu sumber atau wilayah tertentu secara radial. Penyulang itu dapat juga dianggap sebagai suatu bagian utama dimana saluran samping atau lateral lain bersumber dan dihubungkan denga transformator distribusi sebagaimana terlihat pada gambar 2.2. Saluran samping sering disambuingkan pada penyulang utama dengan sekring (fuse). Dengan demikian maka gangguan pada saluran samping tidak akan mengganggu seluruh penyulang. Bilamana sekring itu tidak bekerja atau terdapat gangguan pada penyulang, proteksi pada saklar daya di gardu induk akan bekerja dan seluruh penyulang akan kehilangan energi. Pemasokan pada rumah sakit atau pemakai vital lain tidak boleh mengalami gangguan yang berlangsung lama. Dalam hal demikian, satu penyulang tambahan disediakan, yang menyediakan suatu sumber penyedia energi alternatif. Hal ini dilakukan
dengan suatu saklar pindah, sebagaimana terlihat pada gambar 2.3. saklar pindah itu bekerja secara otomatik. Bila tegangan pada saluran operasional hilang, saklar dengan sendirinya akan memindahkan sambungan pada saluran alternatif. Gambar 2.2 sistem radial 2.3.1.2 Sistem Loop Suatu cara guna mengurangi lama interupsi daya yang disebabkan gangguan adalah dengan mendesain penyulang sebagai loop (tertutup) dengan menyambung kedua ujung saluran. Hal ini mengakibatkan suatu pemakai dapat memperoleh pasokan energi dari dua arah. Bilamana pasokan dari salah satu arah terganggu, pemakai itu akan disambung pada pasokan arah lainya. Kapasitas cadangan yang cukup besar harus tersedia pada tiap penyulang. Sistem loop dapat dioperasikan secara terbuka, ataupun secara tertutup. Pada sistem loop terbuka., bagian-bagian penyulang tersambung pada sumber energi. Pada suatu tempat tertentu pada penyulang, alat pemisah sengaja dibiarkan dalam keadaan terbuka. Pada dasarnya, sistem ini terdiri atas dua penyulang yang dipisahkan oleh suatu pemisah, yang dapat berupa sekring, alat pemisah, (gambar 2.4). Bila terjadi gangguan, bagian saluran dari penyulang yang terganggu dapat dilepas dan menyambungnya pada penyulang yang tidak terganggu. Sistem demikian biasanya dioperasikan secara manual dan dipakai pada jaringan-jaringan yang relatif kecil.
Pada sistem loop tertutup (gambar 2.5) diperoleh suatu tingkat keandalan yang lebih tinggi. Pada sistem ini alat alat pemisah biasanya berupa saklar daya yang lebih mahal. Saklar saklar daya itu digerakkan oleh relai yang membuka saklar daya pada tiap ujung dari bagian saluran yang terganggu, sehingga bagian penyulang yang tersisa tepat berada dalam keadaan berenergi. Pengoprasian relai yang baik diperoleh dengan mempergunakan kawat pilot yang menghubungkan semua saklar daya. Kawat pilot ini cukup mahal untuk dipasang dan dioperasikan. Kadang - kadang rangkaian telepon yang disewa dapat dipakai sebagai pengganti kawat pilot. Keterangan : SD 1 = Saklar Daya, Biasanya terbuka SD 2 = Saklar Daya, Biasanya terbuka Gambar 2.3 Skema rangkaian lup terbuka Gambar 2.4 Skema rangkaian lup tertutup 2.3.1.3 Sistem Jaringan Primer
Walaupun beberapa studi memberi indikasi bahwa pada kondisis kondisi tertentu sistem jaringan primer lebih murah dan lebih handal daripada sistem radial. Sistem ini terbentuk dengan menyambung saluran saluran utama atau penyulang yang terdapat pada sistem radial sehingga merupakan suatu kisi kisi atau jaringan (gambar 2.6). Kisi-kisi ini diisi dari beberapa sumber atau gardu induk. Sebuah saklar daya antara transformator dan jaringan yang dikendalikan oleh relai relai arus balik (reverse currents) dan relai relai penutupan kembali otomatik (Outomatic reclosing relays), melindungi jaringan terhadap terjadinya arus arus gangguan bila hal ini terjadi pada sisi pengisian dari gardu induk. Bagian bagian jaringan yang terganggu akan dipisahkan oleh sakelar daya dan sekring. Terutama di kota yang besar, terdapat suatu jenis gardu tertentu, yang tidak terdapat transformator daya. Gardu demikian dinamakan Gardu Hubung (GH). GH pada umumnya menghubungkan dua atau lebih bagian jaringan primer kota itu. Dapat pula terjadi bahwa pada suatu GH terdapat sebuah transformator pengatur tegangan. Karena besar kota itu, kabel kabel Tegangan Menengah (TM) mengalami terlampau banyak turun tegangan. Tegangan yang agak rendah ini dinaikkan kembali dengan bantuan transformator pengatur tegangan. Dapat juga terjadi bahwa pada GH, ditumpangi atau dititipi sebuah Gardu Distribusi (GD).
Keterangan : GI = Gardu Induk GD = Gardu Distribusi SD = Saklar Daya Gambar 2.5 Skema sistem jaringan primer 2.3.1.4 Sistem Spindel Pada gambar 2. merupakan skema prinsip dari sistem spindel. Spindel ini menghubungi rel dari satu GI (atau GH) dengan rel dari GI (atau GH) lain. Keistimewaannya adalah bahwa selain kabel kabel, atau penyulang yang mengisi beberapa buah GD, terdapat satu kabel (Kabel A pada gambar 2.6), yang tidak mendapat beban GD. Kabel A ini selalu menghubungkan rel kedua GI (atau GH). Sedangkan kabel kabel B memperoleh pengisian hanya dari salah satu GI (atau GH). Bilamana salah satu kabel B atau salah satu GD terganggu, maka pengisian dapat diatur sedemikian rupa, dari sisi I dan / atau sisi II hingga dapat
dihindari terjadinya suatu pemadaman, ataupun pemadaman terjadi secara minimal. Sistem ini banyak dipakai di Jakarta dan kota kota besar lainnya di Indonesia. Sistem ini memberi keandalan operasi yang cukup tinggi dengan investasi tambahan berupa kabel A yang relatif rendah. Bilamana kabel A terganggu maka saklar S akan bekerja, dan sistem spindel ini sementara akan bekerja sebagai suatu sistem biasa. Gambar 2.6 Skema prinsip sistem spindel 2.3.2. Distribusi Sekunder Distribusi sekunder mempergunakan tegangan rendah. Sebagai mana halnya dengan distribusi primer, terdapat pula pertimbangan pertimbangan prihal keandalan pelayanan dan regulasi tegangan. Sistem sekunder dapat terdiri atas 4 jenis yaitu : a. Sebuah transformator tersendiri untuk tiap pemakai. b. Penggunaan satu transformator dengan saluran tegangan rendah untuk sejumlah pemakai. c. Penggunaan satu saluran tegangan rendah yang tersambung pada beberapa transformator secara paralel. Sejumlah pemakai dilayani dari saluran
tegangan rendah ini. Transformator transformator diisi dari satu sumber energi. Hal ini disebut Banking Secunder Transformator. d. Suatu jaringan tegangan rendah yang agak besar diisi oleh beberapa transformator, yang pada gilirannya diisi oleh dua sumber energi atau lebih. Jaringan tegangan rendah ini melayani suatu jumlah pemakai yang cukup besar. Hal ini dikenal sebagai jaringan sekunder atau jaringan tegangan rendah 2.3.2.1 Jaringan Sekunder Sistem jaringan sekunder yang baik pada saat ini memberikan taraf keandalan pada jaringan tegangan rendah di daerah dengan kepadatan beban yang tinggi, sehingga biayanya yang tinggi dapat dipertanggungjawabkan dan tingkat keandalan ini dipandang diperlukan. Pada keadaan tertentu dapat terjadi bahwa satu pelanggan tunggal mendapat penyediaan tenaga listrik dengan jenis sistem ini yang dikenal dengan nama jaringan spot (spot networks). Pada umumnya, jaringan sekunder terjadi dengan menghubungkan semua sisi tegangan rendah dari gardu-gardu transformator yang diisi oleh dua atau lebih penyulangtegangan menengah. Pada sisi tegangan rendah gardu distrribusi terdapat saklar daya yang dioperasikan secara otomatik dan dikenal dengan nama proteksi otomatik. (lihat gambar 2.11). Proteksi ini akan melepaskan transformator dari jaringan sekunder bilamana pengisian primer hilang tegangan. Hal ini akan menghindari suatu arus balik dari sisi tegangan rendah ke sisi tegangan menengah. Saklar daya didukung oleh sebuah sekring, sehingga
bilamana proteksi otomatik gagal, sekring akan bekerja dan melepaskan transformator dari jaringan sekunder. keterangan: GD= gardu distribusi PO= proteksi otomatik TM= tegangan menengah TR= jaringan sekunder tegangan rendah Gambar 2. Jaringan sekunder tegangan rendah Jumlah pengisi primer pada sisi tegangan menengah adalah penting. Bila misalnya ada hanya dua penyulang, dapat terjadi bahwa satu penyulang terganggu, maka akan perlu adanya kapasitas cadangan transformator yang cukup agar sistem yang masih bekerja tidak mengalami kelebihan beban. Jenis jaringan ini dinamakan jaringan kesiapan pertama (single-contingency network). Jaringan sekunder tegangan rendah mendapat pengisian terbanyak dari tiga atau lebih penyulang, sehingga bilamana salah satu penyulang primer terganggu,
sisa jaringan sekunder akan dapat dengan mudah menampung beban dari penyulang yang terganggu itu. Sistem demikian dinamakan jaringan kedua (second-contingency network). Jaringan sekunder tegangan rendah harus didesain sedemikian rupa hingga terdapat pembagian beban dan pengaturan tegangan (voltage regulation) yang baik pada semua transformator, juga dalam keadaan salah satu pengisi tegangan menengah terganggu. 2.4 KUAT HANTAR ARUS (KHA) Semua penghantar harus mempunyai KHA sekurang-kurangnya sama dengan arus yang akan menglir melaluinya, ialah yang ditentukan sesuai dengan kebutuhan arus maksimal yang akan dihitung. Penghantar netral harus mempunyai KHA sebagai berikut: a. Penghantar netral saluran dua kawat harus mempunyai KHA yang sama dengan penghantar fasa b. Penghantar netral saluran fasa banyak harus mempunyai KHA dengan arus maksimal yang mungkin timbul dalam kedaan tidak seimbang yang normal. Kuat arus suatu penghantar listrik perlu mendapat perhatian sewaktu melakukan penarikan kawat. Selain itu perlu juga diperhatikan pada suatu penghantar adalah kuat hantar arusnya (KHA), dimana masing-masing penghantar mempunyai kuat hantar arus yang berbeda-beda seperti terlihat pada tabel 2.1 dan tabel 2.2.
Tabel 2.1. Kemampuan hantar arus penghantar tembaga Luas Penampang Penghantar (mm²) KHA terus-menerus (A) 10 90 16 125 35 200 50 250 0 310 95 390 120 440 150 510 240 00 300 800 400 960 500 1110
Tabel 2.2 Kemampuan hantar arus penghantar alumunium Luas Penampang Penghantar (mm²) KHA terus-menerus (A) 16 110 25 145 35 180 50 225 0 20 95 340 120 390 150 455 185 520 240 625 300 10 400 855 500 990 630 1140
2.5 TEGANGAN PENGENAL KABEL Tegangan pengenal kabel dibedakan dalam tingkatan sebagai berikut: a. Kabel tegangan rendah : 230/400 (300) V; 300/500 (400) V; 400/690 (600)V;450/50 (690) V; 0,6/1 kv (1,2 kv) b. Kabel tegangan menengah : 3/6 kv (,2 kv); 6/10 kv (12 kv); 8,/15 kv (1,5 kv) 12/20 kv (24 kv) dan 18/30 kv (36 kv). 2.6 MACAM PENTANAHAN 1. Pentanahan sistem ialah pentanahan pada titik netral/penghantar system, dimana pentanahan sistem ini terbagi menjadi 3 macam : a. Pentanahan sistem tegangan rendah (pada tafo, kwh meter, PHB, peralatan listrik rumah tangga). b. Pentanahan sistem tegangan menengah (dengan petersen s coil, pentanahan solid) c. Pentanahan sistem tegangan tinggi. 2. Pentanahan peralatan yaitu pentanahan pada selubung peralatan 2. DEFINISI TEGANGAN a. Sistem tegangan adalah teganagan fasa-fasa, pada system listrik arus balak-balik. Sistem di Indonesia tegangannya 400 V, 20 kv, 150 kv dan 500 kv dengan frekuensi 50 hz. b. Tegangan nominal adalah tegangan fasa-fasa atau fasa-netral, dimana sistem ketenagalistrikan beroperasi. Untuk sistem tegangan di Indonesia
dengan kenaikannya +5% dan penurunannya -10%. Yang dapat diartikan sebagai berikut; bila tegangan sebesar 20.000 V, maka ; Kenaikan tegangan : {20.000 + ( 5% * 20.000)}= 21.000 V Penurunan tegangan : {20.000 ( 10%* 20.000)}= 18.000 V c. Tegangan pelayanan adalah tegangan fasa-fasa dan fasa-netral dimana tegangan dari pemasok tenaga listrik (GI/GD) dihubungkan ke beban. Misal dari GI dihubungkan ke beban dengan tegangan 20 kv (fasa-fasa) atau dari gardu distribusi dihubungkan ke beban dengan tegangan rendah 400 V (fasa-fasa) atau 230 V (fasa-netral). d. Tegangan pemakaian adalah tegangan fasa-fasa atau fasa-netral di terminal dimana beban tersambung. 2.8 MACAM-MACAM RUGI Rugi teknis tenaga listrik adalah kwh yang teradi pada penyaluran dan pendistribusian tenaga listrik seperi ke pelanggan dikurangi pemakaian sendiri bagi perlengkapan pusat-pusat pembangkit tenaga listrik dan gardu induk. Persentasinya dihitung berdasarkan kwh yang hilang dibagi dengan jumlah yang dibangkitkan, agar menjadi susut energi maka hasil tersebut dikalikan dengan waktu dalam periode tertentu. Rugi tenaga listrik terbgi menjadi dua bagian yaitu rugi teknis dan non-teknis 2.8.1 Rugi Teknis Biasanya disebabkan oleh panas yang timbul dari perlengkapan peralatan tenaga listrik, baik pealatan tenaga listrik, pusat-pusat pembangkit trafo step-up ke saluran transmisi, perlengkapan GI, JTM/JTR, tafo step-down, jaringan distribusi serta peralaan lainnya. Macam-macam rugi teknis :
a. Rugi tetap yang disebabkan oleh tahanan penghantar b. Rugi jaringan yang terlalu panjang c. Rugi karena distribusi beban tidak merata d. Rugi karena faktor daya rendah e. Rugi tegangan turun akibat tahanan kontak f. Rugi dielektrik, terutama dalam kabel tanah g. Rugi karena pembebanan kwh meter h. Rugi jaringan yang tidak standard i. Rugi akibat adanya kebocoran isolasi j. Rugi jatuh tegangan k. Rugi trafo akibat beban terlalu rendah sedangkan dengan trafo terlalu besar l. Rugi beban lebih. 2.8.2 Rugi Non-Teknis Rugi ini meliputi : a. Pencurian atau penyalahgunaan diluar kwh meter Bertambahnya pencurian listrik Pelanggaran dalam penyambungan listrik oleh perorangan b. Pelanggaran dalam penyambungan Penyambungan langsung pada saluran distribusi Masih menggunakan energy listrik walaupun kontrak pelayanan sudah berakhir. c. Pelanggaran hukum karena kerjasama dengan adminstratif Pembacaan kwh meter diturunkan Rekening diturunkan Pemakaian energi listrik tanpa menggunakan rekening listrik. 2.9 PENGHANTAR
Penghantar mempunyai peranan penting pada penyaluran energi dalam sistem. tenaga. Yaitu pengoneksian energi dari pusat pembangkit, jaringan trnsmisi, saluran distribusi, hingga ke konsumen. Disamping itu, nilai resistansi yang terkandung pada penghantar tersebut dibutuhkan untuk keperluan analisis. pada tabel 2.1 digambarkan harga resistansi dari penghantar yang biasa diterapkan pada saluran distribusi berdasarkan jenis dan luas penampangnya Tabel 2.3 Resistansi penghantar Luas penampan g nominal Jumlah minimum kawat Berlapis logam Polos Alimunium Inti tunggal Inti banyak Inti banyak Inti tunggal Inti tunggal Inti banyak (mm 2 ) Ω/km Ω/km Ω/km Ω/km Ω/km Ω/km 0,5 1 36,0 36, 35,3 36,0 - - 0,5 1 24,3 24,8 24,0 24,5 - - 1 1 1,9 18,2 1, 18,1 29,3 29,9 1,5 1 12,0 12,2 11,9 12,1 19, 20,0 2,5 1,21,35,14,28 11,8 12,0
4 6 10 16 0,5 0,5 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 0 1 1 1 1 (19) 19 19 4,51 3,0 1,9 1,13 42,4 2,0 21,2 13,6,41 4,6 3,05 1,81 1,41 0,19 0,519 0,.383 0,265 4,60 3,06 1,83 1,15 43,10 2,50 21,60 13,80,56 4,0 3,11 1,84 1,16 0,34 0,529 0,391 0,20 4,4 2,9 1, 1,12 41, 26,8 20,8 13,3,2 4,52 3,02 1,9 1,13 0,12 0,514 0,39 0,262 4,56 3,03 1,81 1,14 42,40 2,0 21,20 13,60,41 4,61 3,08 1,83 1,15 0,2 0,524 0,38 0,268,39 4,91 2,94 1,85 - - 34,8 22,2 12,1,55 4,99 2,96 1,8 1,18 0,851 0,628 0,435,54 5,01 3,0 1,89 - - 35,4 22, 12,4,0 5,09 3,02 1,91 1,20 0,868 0,641 0,443
95 0,191 0,195 0,189 0,193 0,313 0,320 120 0,151 0,154 0,150 0,153 0,248 0,293 150 0,123 0,126 0,122 0,124 0,202 0,206 185 0,0982 0,100 0,092 0,0991 0,161 0,164 240 0,04 0,062 0,040 0,054 0,122 0,125 300 (19) 0,0595 0,060 0,059 0,0601 0,096 0,100 400 19 0,0465 0,045 0,0461 0,040 0,063 0,08 500 19 0,0369 0,03 0,0366 0,033 0,0605 0,061 2.9 KARAKTERISTIK BEBAN Beban sistem tenaga listrik adalah pemakaian tenaga listrik dari pelanggan listrik. Oleh karena itu besar kecilnya beban beserta perubahannya tergantung kebutuhan tenaga listrik pada konsumen. Beban juga merupakan masalah yang sangat penting untuk keperluan riset (desain, analisa gangguan,menentukan rugi-rugi/susut,dan lain-lain). Berikut ini beberapa karakteristik beban.untuk keperluan tersebut. Antara lain: a. Kebutuhan maksimum (Maximum Demand, MD). Kebutuhan maksimum pada sistem tenaga adalah nilai (harga) puncak kebutuhan daya yang dibuat sistem selama periode tertentu (1 hari, 1 bulan, 1 tahun). Biasanya diukur dalam watt
atau VA tergantung pada tipe beban dan peralatan pengukuran yang digunakan. Besarnya kebutuhan maksimum diperoleh dengan mengintgrasi energi yang dikonsumsi dalam periode waktu yang diberikan b. Faktor penyebaran (Diversity Factor, DF). Beban-beban individu yang membentuk keseluruhan beban pada suatu titik di dalam sistem akan tidak umumnya kebutuhan maksimum pada waktu yang bersamaan. Karena itu kebutuhan maksimum pada suatu titik dapat ditimbang kurang dari jumlah kebutuhan maksimum pada beban-beban individu. Rasio ini disebut faktor penyebaran. Faktor penyebaran digambarkan oleh persamaan berikut[4]: Jumlah MD dari beban individu DF = MD dari beban yang diambil bersamaan (2.1) Seperti layaknya kebutuhan maksimum, faktor penyebaran juga dapat diturunkan untuk suatu bagian dari sistem. Karena semakin tingginya nilai faktor penyebaran semakin menurunkan jumlah plant yang dperlukan untuk pembangkitan, transmisi dan distribusi tenaga disbanding dengan keseluruhan beban individu yang terhubung ke sistem. c. Faktor beban (F b, Load Factor). Adalah perbandingan antara beban rata-rata dengan kebutuhan maksimum. dituliskan pada persamaan berikut: Beban rata-rata F b = Beban Puncak (2.2)
Faktor beban menggambarkan karakteristik beban sistem. Semakin besar nilai faktor beban semakin efisien pemanfaatan instalasi sistem. Faktor beban dapat diambil dalam periode tertentu. Apabila yang dimaksud adalah faktor beban harian, maka beban rata-rata tersebut adalah produksi kwh dalam satu hari dibagi 24 jam. sedangkan beban puncak adalah beban tertinggi yang terjadi dalam 24 jam. d. Faktor puncak (k). Merupakan perbandingan antara beban pada saat puncak untuk keseluruhan sistem dengan beban puncaknya[4]. (2.3) Beban Faktor puncak ( k) = Total beban Faktor puncak ini biasanya digunakan untuk untuk menentukan biaya kebutuhan beban. e. Faktor kapasitas (Capacity Factor). dihasilkan dari perbandingan antara jumlah produksi energi dalam periode tertentu dengan daya yang terpasang dikali dengan jumlah jam pada perioda tersebut. seperti dalam rumus[4]: oduksi Energi dalam periode yang ditentukan F k = Pr Daya terpasang Jumlah jam (2.4) Faktor kapasitas menggambarkan pemanfaatan unit pembangkit dalam satu tahun dari segi kemampuan produksi.
f. Beban dasar atau kebutuhan minimum (Base Load), adalah nilai kebutuhan minimum pada selang waktu tertentu. g. Beban rata-rata. Besarnya beban rata-rata diperoleh dari perbandingan antara jumlah energi dalam periode tertentu dengan jumlah jamnya[4]. Total energi Beban rata -rata = Jumlah jam (2.5) h. Faktor daya (Power Factor). Faktor daya suatu beban mempunyai pengaruh penting pada biaya dari unit yang disuplai ke beban. Bila faktor daya rendah, maka dapat menyebabkan regulasi tegangan yang buruk. untuk itu konsumen dianjurkan untuk mengambil daya pada faktor daya yang tinggi agar tidak mengalami kerugian dalam penggunaan energi listrik