TUGAS AKHIR PENGARUH VARIASI KONDUKTOR BERKAS TERHADAP RUGI-RUGI DAYA AKIBAT KORONA PADA TEGANGAN EKSTRA TINGGI 275 kv Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Oleh : JHON KENNEDI SIMANUNGKALIT 060402063 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK MEDAN 2012
PENGARUH VARIASI KONDUKTOR BERKAS TERHADAP RUGI-RUGI DAYA AKIBAT KORONA PADA TEGANGAN EKSTRA TINGGI 275 KV Oleh : Jhon Kennedi Simanungkalit NIM : 060402063 Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro pada DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK MEDAN Sidang pada tanggal 5 bulan Mei tahun 2012 di depan penguji: 1. Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si : Ketua Penguji 2. Ir. Hendra Zulkarnaen : Anggota Penguji 3. Ir Satria Ginting : Anggota Penguji Diketahui Oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro, Disetujui oleh: Pembimbing Tugas Akhir, Ir.Surya Tarmizi Kasim, M.Si Ir. Syahrawardi NIP: 195405311986011002 NIP: 195702231983031002
ABSTRAK Penggunaan tegangan yang semakin tinggi, berakibat terjadinya gejala tegangan tinggi yaitu korona berupa noise, radio interferensi, dan rugi-rugi daya. Salah satu cara untuk mengurangi rugi-rugi akibat korona adalah penggunaan konduktor berkas. Dalam tugas akhir ini akan dihitung pengaruh variasi konduktor berkas terhadap rugi-rugi daya akibat terjadinya korona. Variasi konduktor berkas yang dianalisis meliputi variasi jumlah sub-berkas, diameter sub-berkas dan jarak antar sub-berkas. Hasil perhitungan menunjukkan rugi korona paling besar sama dengan 117.70 kw/km/phasa dan rugi korona paling kecil sama dengan 30.34 kw/km/phasa.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan penyertaan-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : PENGARUH VARIASI KONDUKTOR BERKAS TERHADAP RUGI-RUGI DAYA AKIBAT KORONA PADA TEGANGAN EKSTRA TINGGI 275 kv Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Syahrawardi sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis. 2. Bapak Ir. Eddy warman sebagai Dosen Wali penulis selama menyelesaikan pendidikan di kampus USU, 3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M,Si sebagai Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, 4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, 5. Seluruh Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU, 6. Kedua orang tua penulis, Gr S M Simanungkalit dan Elberia br. Manurung, 7. Saudara saudari penulis, Minar Simanungkalit, Verawati Simanungkalit, Melanton Simanungkalit, Meianna Simanungkalit dan Raja Josua Simanungkalit, 8. Teman-teman stambuk 2006 yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih. Medan, April 2012 Penulis
DAFTAR ISI Abstrak... i Kata Pengantar... ii Daftar Isi... iv Daftar Gambar... vi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan... 1 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Metode Penulisan... 3 1.5 Sistematika Penulisan... 4 BAB 2 KORONA PADA SALURAN TRANSMISI 2. 1 Medan Listrik Di Sekitar Konduktor Silinder... 5 2. 2 Masalah Penerapan Tegangan Tinggi pada Transmisi. 7 2. 3 Peristiwa Korona. 8 2. 4 Mekanisme Terjadinya Korona... 9 2. 5 Tegangan Kritis 10 2. 6 Dampak Terjadinya Korona 11 2. 7 Intensitas Medan Listrik... 13 2. 8 Prinsip Superposisi Medan Listrik... 14 2. 9 Potensial Listrik... 16 2.10 Perhitungan Kuat Medan Listrik Di Sekitar Konduktor Silinder.. 18 2.11 Kuat Medan Listrik Saluran Transmisi... 23
BAB 3 PENGGUNAAN KONDUKTOR BERKAS UNTUK MENGURANGI RUGI-RUGI KORONA 3. 1 Jenis-Jenis Konduktor... 30 3. 2 Konduktor Berkas ( Bundle Conductor )... 32 3. 3 Keuntungan dan Kerugian Pemakaian Konduktor berkas... 33 3. 4 Variasi Konduktor Berkas..... 34 BAB 4 PENGARUH KONFIGURASI KONDUKTOR BERKAS TERHADAP RUGI-RUGI KORONA SALURAN TRANSMISI 275 kv GALANG-BINJAI 4. 1 Umum... 42 4. 2 Hasil Perhitungan gradien tegangan,tegangan kritis dan rugi dya 44 4. 3 Analisis Hasil perhitungan... 54 BAB 5 PENUTUP 5. 1 Kesimpulan... 55 5. 2 Saran... 55 Daftar Pustaka... 56 Lampiran
DAFTAR GAMBAR BAB 2 Gambar 2. 1 Arah gaya pada muatan listrik yang saling berdekatan...7 Gambar 2. 2 Vektor medan gaya suatu muatan titik.... 8 Gambar 2. 3 Prinsip superposisi pada medan listrik... 10 Gambar 2.4 lintasan muatan Q sejajar terhadap medan listrik E yang uniform 11 Gambar 2. 5 lintasan muatan Q berpotongan dengan medan listrik E yang uniform dan membentuk sudut θ...... 12 Gambar 2. 6 lintasan perpindahan berbentuk kurva dalam medan listrik yang uniform... 13 Gambar 2. 7 Muatan garis sepanjang 2a... 14 Gambar 2. 8 Medan listrik pada konduktor silinder... 17 Gambar 2.9 Konstruksi Menara Tunggal Saluran Transmisi Tegangan Tinggi.18 Gambar 2.10 Kuat medan listrik di titik P 18 BAB 3 Gambar 3. 1 Macam-macam Konduktor... 25 Gambar 3. 2 Konduktor Berkas... 27 Gambar 3. 3 Macam-macam Spacer... 28 Gambar 3. 4 Konduktor Tanpa Berkas... 29 Gambar 3.5 2 sub-konduktor tersusun horizontal...30 Gambar 3.6 3 sub-konduktor tersusun upright triangle...31 Gambar 3.7 4 sub-konduktor tersusun square....34 Gambar 3.8 Kurva hubungan biaya dan tegangan transmisi..37 BAB 4 Gambar 4.1 Tabel variasi konduktor bekas dengan rugi-rugi korona... 54