EFISIENSI PENYALURAN DAYA LISTRIK PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 kv YANG DISUPLAI DARI GARDU INDUK MARIANA LAPORAN AKHIR Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : ASYAUQI PUTRA IZZATI 0611 3031 1432 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014 i
EFISIENSI PENYALURAN DAYA LISTRIK PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 kv YANG DISUPLAI DARI GARDU INDUK MARIANA Oleh : ASYAUQI PUTRA IZZATI 0611 3031 1432 Menyetujui, Pembimbing I, Pembimbing II, Drs. Indrawasih M.T. Muhammad Noer, S.T., M.T. NIP. 19600426 198603 1 002 NIP. 19650121 995502 1 001 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Teknik Elektro, Ketua Program Studi Teknik Listrik. Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19621207 199103 1 001 NIP. 19651110 199203 1 028 ii
MOTTO MOTTO : Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi(pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu, Allah mengetahui sedangkan kamu tidak mengetahui (Qs. Al-Baqarah : 216) Saya minta KEKUATAN dan Allah memberi saya KESULITAN untuk membuat saya KUAT (salahuddin al ayyubi) Hidup dimulai Hari ini, Ketika Kesadaran akan Tanggung Jawab manusia telah mengalahkan Insting dan Naluri Belaka. Hal tersulit dalam kehidupan ini bukanlah untuk melampaui orang lain, tetapi melampaui ego dan diri kita sendiri. Denagn rasa syukur kepada Allah SWT, Laporan Akhir ini aku persembahkan kepada : Ibunda dan Ayahanda Tercinta yang selalu mendo akan serta banyak mendukung dan memberikan semangat Adik-adikku tercinta, Arini Mayanfa uni, Arina Manasikana, Anastasya Salsabila dan Azizah Nurul Qanitah yang menjadi pelecut semangat untuk menjadi yang lebih baik Seluruh Mahasiswa Politeknik Negeri Sriwijaya Jurusan Elektro Program Studi Teknik Listrik terutama ELC 2011 Almamaterku iii
INTISARI EFISIENSI PENYALURAN DAYA LISTRIK PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 kv YANG DISUPLAI DARI GARDU INDUK MARIANA PT.PLN (PERSERO) RAYON MARIANA (2014 : xiii + 57 Halaman + Lampiran) ASYAUQI PUTRA IZZATI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Penyaluran daya distribusi dari sisi pengiriman sampai ke sisi penerimaan (konsumen) dipengaruhi oleh jenis material dan dimensi saluran serta besarnya daya pada beban. Jenis material dan dimensi saluran menghasilkan parameter saluran yang dikenal resistansi saluran, sedangkan daya beban menghasilkan arus saluran. Resistansi dan arus saluran akan mengakibatkan rugi daya saluran. Bila system penyaluran daya listrik tersebut sudah terdapat banyak rugi daya saluran maka efisiensi penyaluran daya pada jaringan distribusi tidaklah 100% murni tersalurkan. Laporan akhir ini bertujuan untuk menyelidiki besarnya rugi daya saluran distribusi dan efisiensi penyaluran pada system distribusi primer. Metode perhitungan dilakukan melalui studi kasus pada system distribusi daya listrik primer 20 kv di Gardu Induk Mariana PT. PLN (Persero). Hasil perhitungan manual menunjukan rugi daya saluran tertinggi sebesar 357.7 kw dan efisiensi sebesar 86% dan hasil perhitungan dengan menggunakan software Etap menunjukan rugi daya saluran tertinggi sebesar 200 kw dan efisiensi sebesar 92% Kata kunci : rugi-rugi daya listrik, efisiensi daya listrik dan system distribusi iv
ABSTRACT EFFICIENCY DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER IN DISTRIBUTION NETWORK PRIMARY 20 KV SUPPLIED FROM MARIANA SUBSTATION PT.PLN (PERSERO) RAYON MARIANA (2014 : xiii + 57 Pages + Enclosure) ASYAUQI PUTRA IZZATI ELECTRO DEPARTMENT ELECTRICAL STUDY PROGRAM STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA Channeling the power distribution from the sending side to the receiving side (consumers) are influenced by the type of material and the dimensions of the channel and the amount of power to the load. Type material and dimensions of the channel produces a known channel parameters channel resistance, while the load power line flows. Channel resistance and the current channel will result in power loss. When the electrical power distribution system is already contained many channels the power losses in the power distribution efficiency of the distribution network is not 100% pure channeled. This final report aims to investigate the magnitude of the power loss distribution channels and distribution efficiency at the primary distribution system. Method of calculation is done through a case study on the primary electrical power distribution system at 20 kv Substation Mariana PT. PLN (Persero). The results of the manual calculation showed the highest channel power losses amounted to 357.7 kw and an efficiency of 86% and the results of calculations using the software Etap showed the highest channel power loss of 200 kw and an efficiency of 92% Keywords: loss of electrical power, power efficiency and distribution system v
KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil alamin, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir yang berjudul Efisiensi Penyaluran Daya Listrik pada Jaringan Distribusi Primer 20 kv Yang Disuplai Dari Gardu Induk Mariana tepat pada waktunya. Shalawat beriring salam semoga selalu tercurahkan kepada Rasulullah SAW, keluarganya, sehabatnya serta pengikutnya yang senantiasa setia hingga akhir zaman. Laporan Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Laporan ini disusun berdasarkan hasil magang dan pengambilan data di PT. PLN (Persero) Rayon Mariana Palembang. Dalam penyusunan Laporan Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak hingga terselesaikannya Laporan Akhir ini mulai dari pengumpulan data sampai proses penyusunan Laporan Akhir. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Kedua orang tua yang telah memberikan segalanya untuk penulis 2. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 3. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 5. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya 6. Bapak Drs. Indrawasih M.T., selaku Pembimbing I Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya vi
7. Bapak Muhammad Noer, S.T., M.T., selaku Pembimbing II Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya 8. Bapak Edwin Prahmana, A.Md., selaku staff perencanaan teknik di PT.PLN (Persero) rayon Mariana yang telah membimbing dan memberikan data yang dibutuhkan penulis 9. Teman-teman seperjuangan dan satu tempat magang yang membantu penulis dalam pengambilan data 10. Para pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Kerja Praktek dan penyusunan Laporan Penulis meyadari bahwa dalam penulisan Laporan Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan serta kekeliruan. Oleh sebab itu penulis menerima kritik dan saran yang membangun guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan Mahasiswa, khususnya Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Agustus 2014 Penulis vii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan... 2 1.3.1 Tujuan penulisan... 2 1.3.2 Manfaat Penulisan... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metode Pengumpulan Data... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik... 5 2.2 Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik... 8 2.2.1 Menurut Jenis Tipe Konduktornya... 8 2.2.2 Menurut Saluran Rangkaiannya... 8 2.3 Parameter Saluran Distribusi... 14 2.3.1 Resistansi Saluran... 15 2.3.2 Reaktansi Saluran... 16 2.4 Daya Listrik... 17 2.4.1 Daya Semu... 17 viii
2.4.2 Daya Aktif... 18 2.4.3 Daya Reaktif... 19 2.5 Rugi Daya dalam Jaringan... 19 2.6 Perhitungan Daya Susut pada JTM... 20 2.6.1 Beban Diujung Seimbang... 20 2.6.2 Pada Beban Ditengah dan Diujung Seimbang... 20 2.6.3 Pada Beban merata Seimbang... 21 2.7 Faktor Beban Daya Susut... 22 2.8 Efisiensi Penyaluran... 22 2.9 Etap... 22 2.9.1 Elemen AC Proteksi Sistem Tenaga Listrik... 24 2.9.2 Elemen-elemen AC di Etap... 25 2.9.3 Elemen-elemen di Etap... 26 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat... 30 3.2 Bahan... 31 3.3 Prosedur Perhitungan... 40 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil Menggunakan Program... 43 4.2 Hasil Perhitungan Manual... 48 4.3 Pembahasan... 54 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 56 5.2 Saran... 56 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik... 6 Gambar 2.2 Bagian-bagian Sitem Distribusi Primer... 9 Gambar 2.3 Jaringan Distribusi Radial... 11 Gambar 2.4 Jaringan Distribusi Sistem Loop... 12 Gambar 2.5 Jaringan Sistem Distribusi Spindel... 13 Gambar 2.6 Diagram Beban Diujung Seimbang... 20 Gambar 2.7 Diagram Beban Ditengan dan Diujung Seimbang... 21 Gambar 2.8 Diagram Beban Merata Seimbang... 21 Gambar 2.9 Rangkaian Etap... 24 Gambar 2.10 Elemen Software Etap... 25 Gambar 2.11 Simbol Transformator 2 kawat di Etap... 25 Gambar 2.12 Simbol Generator di ETAP... 25 Gambar 2.13 Simbol beban statis dan dinamis di ETAP... 26 Gambar 2.14 Simbol pemutus rangkaian di ETAP... 26 Gambar 2.15 Simbol bus di ETAP... 26 Gambar 2.16 Toolbar Load Flow di ETAP... 27 Gambar 2.17 Toolbar Short Circuit di ETAP... 28 Gambar 2.18 Toolbar Short Circuit ANSI Sandard di ETAP... 28 Gambar 2.19 Toolbar Short Circuit IEC Sandard di ETAP... 29 Gambar 3.1 Diagaram Flow chart dengan bantuan software Etap... 41 Gambar 3.2 Diagaram Flow chart dengan Perhitungan Manual... 42 Gambar 4.1 Pengaturan Busbar... 43 x
Gambar 4.2 Pengaturan Kabel... 44 Gambar 4.3 Pengaturan Transformator... 44 Gambar 4.4 Pengaturan Beban... 45 Gambar 4.5 Diagram Batang Efisiensi Penyaluran Daya Penyulang... 54 xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Beban Penyulang Cungkediro... 31 Tabel 3.2 Beban Penyulang Selada... 32 Tabel 3.3 Beban Penyulang Wortel... 32 Tabel 3.4 Beban Penyulang Kentang... 33 Tabel 3.5 Beban Penyulang Tomat Kaja Cinta Manis... 33 Tabel 3.6 Beban Penyulang Tomat Kaja Sumber Makmur... 35 Tabel 3.7 Data Kabel Penghantar yang Digunakan... 38 Tabel 3.8 Impedansi Kawat... 39 Tabel 3.9 Panjang Penyulang... 39 Tabel 3.10 Cos dan LF... 40 Tabel 4.1 Hasil Pengoperasian Etap pada tiap Penyulang... 46 Tabel 4.2 Persentase Rugi Daya Penyulang dengan Software Etap... 53 Tabel 4.3 Persentase Rugi Daya Penyulang dengan Perhitungan Manual... 53 xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir 1 Lampiran 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir 2 Lampiran 3. Lembar Konsultasi Bimbingan Laporan Akhir 1 Lampiran 4. Lembar Konsultasi Bimbingan Laporan Akhir 2 Lempiran 5. Lembar Rekomendasi Sidang Laporan Akhir Lampiran 6. Lembar Sertifikat Magang Lempiran 7. Lembar Revisi Laporan Akhir Lampiran 8. Data Panjang Penyulang Gardu Induk Mariana Lampiran 9. Data Beban Penyulang Gardu Induk Mariana Lampiran 10. Single line Diagram Saluran Penyulang Lampiran 11. Hasil Single line Menggunakan Software Etap Lampiran 12. Hasil Rugi-rugi Daya Penyulang Menggunakan Software Etap xiii