BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Jaringan Transmisi Penelitian dan pengambilan data ini dilakukan di PT. PLN (persero) Transmisi Jawa Bagian Tengah, Area Pelaksana dan Pemeliharaan Salatiga, Base Camp Yogyakarta. Data yang diambil merupakan data hasil pengukuran yang dilakukan pada menara transmisi 150kV Klaten-Bantul dengan jumlah total tiang transmisi 86 tower dan panjang transmisi 34,0 Kms. Berikut ini merupakan data panjang saluran transmisi nasional Daerah Istimewa Yogyakarta. Tabel 4.1 Lokasi Jaringan Transmisi Nasional DIY Jenis Simpul Simpul Panjang Transmisi Lokasi Kab/Kota Lokasi Kab/Kota (Kms) Bantul Bantul Godean Sleman 12,2 Bantul Bantul Kentungan Sleman 20,2 Keterangan* Bantul Bantul Klaten Klaten* 34,0 Jawa Tengah Transmisi (150kV) Bantul Bantul Wirobrajan Yogyakarta 6,4 Bantul Bantul Wonosari G. Kidul 39,0 Kentungan Sleman Gejayan Yogyakarta 6,0 Kentungan Sleman Godean Sleman 7,7 Medari Sleman Kentungan Sleman 10,6 (sumber : storage.jak-stik.ac.id) 57
58 Tabel 4.1 Lokasi Jaringan Transmisi Nasional DIY ( Lanjutan ) Jenis Simpul Simpul Panjang Transmisi Keterangan*` Lokasi Kab/Kota Lokasi Kab/Kota (Kms) Transmisi 150kV Palur Surakarta* Wonosari G.kidul 15,2 Jawa Tengah Pedan Klaten* Wonosari G.Kidul 11,1 Jawa Tengah Wonosari G. Kidul Wonogiri Wonogiri 31,5 (sumber : storage.jak-stik.ac.id)
59 Gambar 4.1 Peta Jaringan Transmisi Nasional Provinsi Jawa Tengan dan DIY (sumber : storage.jak.stik.ac.id)
60 Berdasarkan data panjang saluran transmisi dan peta wilayah transmisi tersebut maka dapat diketahui bahwa semakin panjang saluran transmisi yang dibangun maka kebutuhan akan proteksi terhadap transmisi tersebut semakin tinggi. Hal ini juga akan berpengaruh pada perawatan saluran transmisi yang harus semakin ditingkatkan. Mengingat akan rugi-rugi daya pada saat transfer energi melalui saluran transmisi ini juga begitu besar, serta gangguan yang mungkin terjadi pada saluran transmisi tersebut. Gangguan yang lazim terjadi pada saluran transmisi udara berupa sambaran petir ataupun gangguan alam lainnya. Maka dari itu dibutuhkanlah perawatan peralatan proteksi saluran transmisi tenaga listrik ini secara berkala. 4.2 Tahanan Pentanahan Transmisi Klaten-Bantul Pengukuran tahanan pentanahan ini memakai alat ukur earth tester digital dengan skala ukur 20 Ω. Pengukuran tahanan pentanahan tower 150 kv Bantul- Klaten berjumlah 86 tower transmisi yang memakai jenis elektroda batang atau yang biasa disebut grounding rod sebanyak 4 elektroda yang ditanam secara parallel. Pengukuran tahanan pada tower transmisi ini meliputi beberapa pengukuran yaitu pengukuran tahanan kaki tiang transmisi, tahanan pentanahan elektroda, dan tahanan pentanahan gabungan. Pada analisis pembahasan ini data pengukuran yang dipakai adalah data tahanan pentanahan gabungan 4 elektroda batang yang ditanam secara peralel. Jadi dapat dituliskan rumus R parallel sebagai berikut : 1 = 1 1 + 1 2 + 1 3 1 Ω
61 4.2.1 Data Pengukuran Tahun 2015 Berikut ini merupakan data nilai pentanahan yang diambil pada tiang transmisi Klaten Bnatul pada tahun 2015 : Tabel 4.2 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan Bantul-Klaten 2015 No Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan (Ω) Kondisi 1-3,4 2-3,4 3-2,3 4-0,47 5-0,9 6-0,27 7-0,44 8-0,47 9-0,3 10-0,37 11-0,3 12-0,27 13-0,44 14-0,47 15-0,3 16-0,8 17-1,5 18-0,7 19-1,2 20-0,2
62 Tabel 4.2 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan Bantul-Klaten 2015 (Lanjutan) No Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 21-0,81 22-0,38 23-0,71 24-1,2 25-0,8 26-1,2 27-12 Buruk 28-0,19 29-0,81 30-0,38 31-1,08 32-3,13 33-1,6 34-0,41 35-1,9 36-0,7 37-0,7 38-0,4 39-1,01 40-0,7 41-0,9 42 -- 0,28 43-1,7 44-1,6 45-1,3
63 Tabel 4.2 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan Bantul-Klaten 2015 (Lanjutan) No Tower Tanggal Nilai Pentanahan Pengukuran ( Ω ) Kondisi 46-2 47-2,7 48-1,8 49-2 50-2 51-1,7 52-3,4 53-8,9 Sedang 54-2,3 55-5,2 56-6,2 Sedang 57 3,1 58 10-Feb-15 4,7 59 10-Feb-15 4,7 60 10-Feb-15 4,3 61 10-Feb-15 3,9 62 10-Feb-15 3 63 10-Feb-15 2,7 64 11-Feb-15 1,7 65 11-Feb-15 1,7 66 11-Feb-15 1,8 67 11-Feb-15 2 68 11-Feb-15 3,6 69 11-Feb-15 3,8 70 11-Feb-15 4 71 11-Feb-15 4 72 11-Feb-15 5,2 sedang 73 24-Feb-15 4,9 74 24-Feb-15 3,2 75 24-Feb-15 4,5
64 Tabel 4.2 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan Bantul-Klaten 2015 (Lanjutan) No Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 76 24-Feb-15 2,9 77 24-Feb-15 1,9 78 24-Feb-15 2,1 79 24-Feb-15 2 80 24-Feb-15 2,1 81 24-Feb-15 2,7 82 24-Feb-15 1,7 83 24-Feb-15 1,5 84 24-Feb-15 1,2 85 24-Feb-15 0,7 85a 24-Feb-15 0,7 baik Tabel data pengukuran diatas menunjukkan nilai tahanan pentanahan seluruh tower transmisi Klaten-Bantul pada tahun 2015 dengan total pengukuran sebanyak 86 tower. Pada pengukuran tersebut didapati beberapa nilai hasil pengukuran yang menunjukkan nilai, Sedang, dan Buruk. Kriteria klasifikasi penilaian ini didasarkan pada SK DIR 520 PT. PLN (Persero). Penilaian kondisi pada tower transmisi 150 kv dapat dikelompokkan sebagai berikut :
65 Tabel 4.3 Penilaian Kondisi Tower Transmisi 150 kv Peralatan Yang Diperiksa Tegangan Operasi Hasil Ukur kondisi Rekomendasi 5Ω Lanjutkan Pengujian Rutin 1 Tahun Pentanahan 150 kv 5-10 Ω Sedang Lanjutkan Pengujian Rutin 1 tahun Perbaiki, ganti secepatnya 10 Ω Buruk atau diberikan penambahan pentanahan kaki tiang Dari tabel 4.2 diketahui bahwa terdapat tiga buah tower transmisi yang berada dalam kondisi sedang yaitu tower 53 (8,9 Ω), 55 (5,2 Ω), dan 56 (6,2Ω). Sedangkan yang berada dalam kondisi nilai pentanahan buruk terdapat satu buah tower yaitu tower nomor 27 dengan nilai pentanahan sebesar 12 Ω. 4.2.2 Data Pengukuran Tahun 2016 Pada tahun 2016 dilakukan kembali pengecekan rutin tahunan pada setiap tower transmisi yang menghasilkan nilai pentanahan berikut ini : Tabel 4.4 Data Pengukuran Pentanahan Tahun 2016 No. Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 1 14-Sep-16 2,6 2 14-Sep-16 7,6 Sedang
66 Tabel 4.4 Data Pengukuran Pentanahan Tahun 2016 (Lanjutan) No. Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 3 14-Sep-16 5,4 Sedang 4 14-Sep-16 3,9 5 14-Sep-16 7,2 Sedang 6 14-Sep-16 56,8 Buruk 7 14-Sep-16 3,5 8 14-Sep-16 24,1 Buruk 9 14-Sep-16 4,4 10 14-Sep-16 4,5 11 19-Sep-16 7,4 12 19-Sep-16 5,9 Sedang 13 19-Sep-16 8.6 14 19-Sep-16 4,8 15 19-Sep-16 2,5 16 14-Sep-16 19,8 Buruk 17 14-Sep-16 7,5 Sedang 18 14-Sep-16 13,7 Buruk 19 14-Sep-16 7,5 Sedang 20 14-Sep-16 14,6 Buruk 21 14-Sep-16 2,9 22 14-Sep-16 3,6 23 19-Sep-16 3 24 19-Sep-16 11,3 Buruk 25 19-Sep-16 5,6 Sedang 26 13-Sep-16 3,2 27 13-Sep-16 9,8 Sedang 28 13-Sep-16 3,9 29 13-Sep-16 3,5 30 13-Sep-16 2,4 31 13-Sep-16 1,8 32 13-Sep-16 9,9 Sedang 33 13-Sep-16 10,3 Buruk 34 13-Sep-16 6,6 Sedang 35 13-Sep-16 3,2 36 13-Sep-16 2,7 37 13-Sep-16 6,32 Sedang
67 Tabel 4.4 Data Pengukuran Pentanahan Tahun 2016 (Lanjutan) No. Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 38 13-Sep-16 4,9 39 13-Sep-16 4,7 40-30 Buruk 41-40 Buruk 42-59 Buruk 43-830 Buruk 44-4,5 45-2,2 46-2,1 47-32 Buruk 48-1,6 49-1,1 50-1,7 51-1,5 52-1,7 53-3,8 54-1,7 55-3,1 56-3,1 57-3,1 58 10-februari-2016 3,5 59 10-februari-2016 4,4 60 10-februari-2016 2,5 61 10-februari-2016 2,7 62 10-februari-2016 1,9 63 10-februari-2016 1,1 64 11-februari-2016 1,7 65 11-februari-2016 1,7 66 11-februari-2016 1,1
68 Tabel 4.4 Data Pengukuran Pentanahan Tahun 2016 (Lanjutan) No. Tower Tanggal Pengukuran Nilai Pentanahan ( Ω ) Kondisi 67 11-februari-2016 1,3 68 11-februari-2016 0,9 69 11-februari-2016 2,8 70 11-februari-2016 1,8 71 11-februari-2016 1,8 72 11-februari-2016 5,2 Sedang 73 24-februari-2016 2,9 74 24-februari-2016 2 75 24-februari-2016 3,7 76 24-februari-2016 2,8 77 24-februari-2016 1,8 78 24-februari-2016 1,5 79 24-februari-2016 1,8 80 24-februari-2016 0,5 81 24-februari-2016 1,6 82 24-februari-2016 0,9 83 24-februari-2016 0,6 84 24-februari-2016 0,6 85 24-februari-2016 0,5 85a 24-februari-2016 0,5
69 Data pengukuran pentanahan pada tahun 2016 tersebut menjunjukkan beberapa tower yang memiliki nilai resistansi grounding yang sangat besar. Seperti yang ditunjukkan pada tower nomor 43 dengan nilai resistensi 830 Ω. Dari hal tersebut maka harus segera dilakukan tindakan agar nilai resistansi grounding tersebut turun. Slah satunya dengan cara mengganti plat elektroda atau dengan menambahkan pentanahan pada tower tersebut. Pada data pengukuran yang tercatat oleh PT. PLN (Persero) BC Yogyakarta tahun 2016, tower transmisi Bantul-Klaten menunjukkan 12 tower transmisi yang sedang dalam kondisi buruk, 13 tower dalam kondisi sedang, dan yang lainnya dalam kondisi baik. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa kondisi diantaranya kondisi kelembaban tanah, kondisi plat elektroda yang sudah tua atau berkarat karna terpapar bahan kimia korosif disekitar tiang. Kondisi nilai resistansi yang terlalu tinggi ini sangat merugikan dalam transmisi tenaga listrik. Karena grounding pada tiang transmisi tenaga listrik memiliki peranan penting dalam proses transfer tenaga listrik. Kawat grounding itu berfungsi sebagai pengaman pertama jika terjadi sambaran petir yang mengenai kawat transmisi tersebut. Maka dari itu kawat grounding harus mampu bekerja secara maksimal dalam kondisi apapun. Nilai resistansi gronding yang terlalu tinggi dapat menghambat proses penyaluran arus surja petir yang melalui kawat grounding menuju bumi sebagai titik netral. Sehingga jika terjadi kegagalan grounding maka, akan bisa berakibat arus petir tersebut ikut menyalur pada kawat transmisi sehingga dapat membuat peralatan transmisi disekitarnya mengalami kerusakan.
70 4.3 Analisis Simulasi LabView Proses simulasi ini bertujuan untuk merancang sebuah konsep yang dapat diterapkan dalam dunia industri yang berkaitan dengan transmisi tenaga listrik. Dimana sistem proteksi pentanahan (grounding) dari setiap tower transmisi dapat dipantau setiap saat, sehingga akan mempermudah dan menghemat waktu dan tenaga. Pemrograman yang dipakai untuk mengakses data input adalah pemrograman Arduino. Pengujian sistem dilakukan dengan menggunakan tahanan resistor, sehingga data tahanan yang didapatkan dari resistor menjadi input untuk diolah di software LabVIEW. 4.4 Skenario Pengujian Pada proses monitoring pengukuran ini digunakan beberapa aplikasi perangkat lunak diantaranya : 1. Sistem pemrograman Arduino, sistem aplikasi ini digunakan sebagai penghubung antara board Arduino dengan program yang akan dimasukkan kedalam board Arduino. Sehingga board Arduino dapat menjalankan perintah sesuai dengan program yang telah dibuat sebelumnya. Berikut ini merupakan script program yang di upload pada software pemrograman Arduino int analogpin; int raw= 0; int Vin= 5; float Vout= 0;
71 float R1= 1000; float R2= 0; float buffer= 0; void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { raw= analogread(analogpin); if(raw) { buffer= raw * Vin; Vout= (buffer)/1024.0; buffer= (Vin/Vout) -1; R2= R1 * buffer; //Serial.print("R2:"); Serial.println(R2); delay(100); } }
72 Gambar 4.2 Tampilan Sistem minimum Arduino 2. Untuk menguji apakah pemrograman yang kita buat tersebut berhasil atau tidak maka dilakukan compiling program pada software pemrograman Arduino tersebut. Setelah Software pemrograman Arduino tersembung dengan board Arduino maka pengujian serial monitor dapat dilakukan. Berikut ini merupakan serial monitor yang dilakukan oleh Arduino ketika berhasil terhubung.
73 Gambar 4.3 Serial Monitor Arduino 3. Visa Test Panel, ini berfungsi sebagai aplikasi untuk mengecek ulang apakah LabView yang kita gunakan sudah terhubung dengan Sistem minimum Arduino yang kita gunakan atau belum. Sistem ini akan menginisialisasi port USB mana yang telah tersambung dengan Arduino, kemudian akan memberikan keterangan apakah ada eror pada sambungan tersebut atau tidak.
74 Gambar 4.4 Tampilan pada Visa Test Panel Setelah diketahui bagian port yang terhubung dengan sistem minimum Arduino maka selanjutnya adalah memasukkan data yang telah diolah oleh Arduino ke dalam software LabView. Adapun bentuk data setelah diolah kedalam software LabView dapat diketahui pada gambar 4.5 berikut :
75 Gambar 4.5 Tampilan front panel pada software LabView Gambar diatas menunjukkan bahwa LabView terhubung dengan sistem Arduino melalui port USB (COM4), data yang dihasilkan dari arduino berupa data string. Data yang berbentuk string tersebut diolah kedalam bentuk number di dalam software LabView. Hal tersebut bertujuan agar data yang diterima dari Arduino dapat dibaca oleh LabView dan ditampilkan dalam bentuk grafik, dan meter. Sedangkan untuk menampilkan dalam bentuk tabel maka data dari bentuk number tersebut kembali dubah kedalam bentuk string agar dapat terbaca dalam bentuk tabel pada LabView. Led indicator pada tampilan LabView tersebut berfungsi sebagai indikasi bahwa data dari Arduino dapat terhubung dengan LabView. Adapun blok diagram pada LabView ditunjukkan pada gambar 4.6 dibawah ini :
Gambar 4.6 Blok Diagram pada LabView 76
77 4.5 Pengujian Berdasarkan Pengukuran Tahanan Sampel 1 (R= 4,7Ω) Hasil Pengukuran Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Ukur Sampel 1 (R=4,7Ω) No Alat Ukur Simulator Selisih Ω Ω Ω 1 4,90 5,00 0,1 2 490 5,00 0,1 3 5,1 4,91 0,19 Sampel 2 ( R = 5,6Ω ) Hasil Pengukuran Tabel 4.8 Perbandingan Hasil Ukur Sampel 2 (R=5,6Ω) No Alat Ukur Simulator Selisih Ω Ω Ω 1 5,7 5,88 0,18 2 5,9 5,87 0,97 3 5,9 5,88 0,02 Sampel 3 ( R = 1KΩ ) Hasil pengukuran Tabel 4.9 Perbandingan Hasil Ukur Sampel 3 (R=1k Ω) No Alat Ukur Simulator Selisih Ω Ω Ω 1 1,103 1,006 97 2 1,002 1,003 1 3 1,050 1,037 0,13
78 Data-data yang disajikan diatas merupakan data hasil ukur resistor dengan alat ukur berupa multimeter dan Arduino sebagai simulator pengukuran pada LabView. Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran antara alat ukur dengan simulator yang dibuat terdapat perbedaan selisih nilai tahanan. Hal tersebut ditunjukkan pada sampel 1, 2, dan 3. Pada masing-masing sampel menunjukkan selisih sedemikian Ohm seperti pada pengukuran sampel 1 yang menggunakan R 4,7Ω pada alat ukur menunjukkan nilai 4,90Ω dan pada simulator menggunakan Arduino memperoleh nilai 5,00Ω. Dengan demikian kedua pengukuran ini memiliki selisih 0,1Ω, begitu juga pada sampel ke-2 dan ke-3. Pada sampel ke-2 pengukuran pertama kedua alat ukur memiliki selisih 0,18Ω dan 0,97Ω. 4.6 Data Hasil Simulasi LabView Dari hasil simulasi yang ditampilkan pada panel software LabView seperti yang ditunnjukkan pada gambar 4.5, data-data hasil simulasi pengukuran dapat diamati dalam tabel tersebut. Adapun data-data dari LabView tersebut dapat disimpan dalam bentuk file data pada Microsoft excel. Data yang akan muncul pada tabel tersebut berupa waktu, tanggal, serta besar nilai ukur yang didapatkan. Datadata tersebut disajikan pada tabel dibawah ini :
79 Tabel 4.5 Data Hasil Simulasi Pada LabView Untuk sampel 1 ( R=5,6Ω ) Sampel 1 (R=5,6Ω) No No tower nilai tahanan Jam Tanggal ( Ω ) 1 6.08 10:15 PM 7/4/2017 2 6.08 10:16 PM 7/4/2017 3 6.08 10:17 PM 7/4/2017 4 6.08 10:18 PM 7/4/2017 5 6.08 10:19 PM 7/4/2017 6 6.08 10:20 PM 7/4/2017 7 6.08 10:21 PM 7/4/2017 8 T25 6.08 10:22 PM 7/4/2017 9 6.08 10:23 PM 7/4/2017 10 6.08 10:24 PM 7/4/2017 11 5.89 10:25 PM 7/4/2017 12 6.08 10:26 PM 7/4/2017 13 6.08 10:27 PM 7/4/2017 14 6.08 10:28 PM 7/4/2017 15 5.89 10:29 PM 7/4/2017 Tabel 4.6 Data Hasil Simulasi Pada LabView Untuk Sampel 2 (R=4,7Ω) Sampel 2 (R=4,7Ω) No No Tower Nilai Tahanan Jam Tangggal 1 4.87 8:27 PM 7/11/2017 2 4.87 8:27 PM 7/11/2017 3 4.88 8:27 PM 7/11/2017 4 4.88 8:27 PM 7/11/2017 5 5.87 8:27 PM 7/11/2017 T24 6 4.88 8:27 PM 7/11/2017 7 4.87 8:27 PM 7/11/2017 8 5.87 8:27 PM 7/11/2017 9 5.88 8:27 PM 7/11/2017 10 4.88 8:27 PM 7/11/2017
80 Data ini merupakan data hasil simulasi yang mengaasumsikan pengukuran satu buah titik pada tiang transmisi. Dari data tersebut diketahui pengukuran pada titik tersebut dapat diambil setiap waktu. Pada pengukuran tahanan pentanahan yang sebenarnya hanya dilakukan selama satu tahun sekali. Hal tersebut menjadi salah satu kendala apabila salah satu titik pada transmisi mengalami kegagalan grounding. Ketika terjadi kegagalan grounding atau nilai tahanan tanah sangat besar pada salah satu tiang transmisi maka, tidak dapat diketahui secara langsung. Jarak yang sangat jauh dan medan letak tiang transmisi yang berada pada titik-titik sulit seperti perbukitan ataupun yang lain juga menjadi kendala tersendiri untuk mengukur setiap waktu secara manual tahanan tanah pada transmisi tersebut. Pada data simulasi LabView diatas dapat kita ketahui setiap saat nilai tahanan pentanahan pada satu titik tiang transmisi. Sehingga hal tersebut lebih efisien dalam waktu pengambilan data tahanan pentanahan. Data dari hasil simulasi ini juga dapat disimpan pada memori penyimpanan sebagai data laporan setiap waktu. Pada tabel 4.5 tersebut ditunjukkan beberapa nilai ukur tahanan selama 15 menit dengan nilai tahanan yang terukur adalah 6,08Ω dan 5,89Ω. Nilai yang berubah ini juga mensimulasikan bahwa nilai yang terukur setiap pengukuran tahanan tanah akan berubah-ubah setiap waktu.