BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari, listrik telah menjadi salah satu kebutuhan utama bagi setiap orang. Ketergantungan masyarakat terhadap listrik menunjukkan trend yang semakin meningkat setiap tahunnya. Hal ini membuktikan bahwa masyarakat tidak bisa terlepas dari keberadaan energi yang satu ini. Oleh karena itu, listrik yang dibangkitkan harus dijaga kehandalannya agar kualitas listrik tersebut dapat terjaga. Daerah operasional PT PLN (Persero) Distribusi Jawa Tengah & DIY Area Yogyakarta terletak pada daerah dengan pengaruh sangat kuat dari angin regional (monsun). Gerakan angin ini menimbulkan pembentukan awan petir pada daerah operasi PLN (Persero) Area Yogyakarta sehingga kerapatan sambaran petirnya sangat tinggi dan hal ini dapat menyebabkan terjadinya gangguan pada jaringan sistem tenaga listrik untuk berbagai tegangan kerja sehingga loss of productivity menjadi tinggi [1]. Tingginya intensitas sambaran petir menyebabkan gangguan terhadap jaringan tenaga listrik akibat sambaran petir atau surja petir, juga sangat banyak terjadi. Surja petir merupakan faktor yang lebih dominan dalam menimbulkan tegangan lebih transien pada jaringan tenaga listrik dengan tingkat tegangan di bawah 230 kv, dibandingkan dengan faktor surja hubung. Sedangkan pada tingkat tegangan 230 kv ke atas, surja hubung merupakan faktor yang lebih dominan 1
dalam menimbulkan tegangan lebih transien dibandingkan dengan faktor surja petir [2]. Tegangan lebih transien adalah tegangan yang mempunyai amplitudo yang sangat besar dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Sedangkan Surja Petir adalah gejala tegangan lebih transien yang disebabkan oleh sambaran petir. Tegangan lebih tersebut dapat merusak peralatan isolasi serta komponenkomponen dalam sistem tenaga listrik, jika magnitude tegangannya melebihi BIL (Basic Impulse Insulation Level) isolasi peralatan serta komponen sistem tenaga listrik yang digunakan tersebut. Oleh karena itu, penelitian mengenai tegangan lebih transien akibat sambaran petir yang terjadi di sepanjang saluran distribusi tegangan menengah 20 kv sangat diperlukan untuk mengetahui profil dan karakteristik tegangan lebih tersebut. Informasi mengenai profil dan karakteristik tegangan lebih transien yang terjadi pada suatu jaringan tenaga listrik sangat diperlukan dalam perencanaan koordinasi isolasi dan sistem proteksi [3] Dalam penelitian ini akan dilakukan pengamatan dan analisis mengenai distribusi tegangan lebih surja petir pada saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta menggunakan simulasi perangkat lunak EMTP (Electromagnetic Transient Program) ATPDraw. Perangkat lunak ini dapat digunakan untuk menganalisis sistem tenaga listrik dengan penghantar yang ditransposisi dan tidak ditransposisi. Selain itu, ATP juga sangat baik digunakan untuk analisis tegangan lebih transien yang diakibatkan oleh surja hubung dan surja petir karena program ini menyediakan fasilitas pemodelan yang cukup 2
lengkap seperti, pemodelan untuk generator, pemutus tenaga, arrester, sumber surja hubung maupun surja petir, serta pemodelan untuk saluran tenaga listrik [4] Sebagai bahan kajian pada penelitian ini, akan digunakan data-data teknis parameter saluran distibusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 dengan panjang kurang lebih 17,05 kms. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang sudah diuraikan di atas, permasalahan yang akan dianalisis pada penelitian ini dapat dijabarkan sebagai berikut: 1. Seberapa besar tegangan lebih surja petir yang timbul pada saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta apabila terjadi sambaran petir di beberapa titik pada saluran tersebut. 2. Bagaimana pengaruh dari variasi parameter sambaran petir pada tegangan lebih surja petir di saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta. 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka penulis akan membatasi pembahasan penelitian ini dengan hal-hal sebagai berikut: 1. Cakupan penelitian adalah saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta. 2. Simulasi dilakukan dengan asumsi jaringan dalam keadaan tidak bertegangan dan tanpa beban. 3. Parameter sambaran yang divariasikan adalah arus puncak dan waktu 3
muka sambaran petir. 4. Sambaran petir yang disimulasikan hanya berupa sambaran tunggal dan hanya mengenai salah satu fasa dari saluran, yaitu fasa T. 5. Simulasi dilakukan untuk mendapatkan nilai profil tegangan lebih surja petir di sepanjang saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta setelah terkena sambaran petir langsung pada salah satu fasanya dengan variasi parameter sambaran. 6. Analisis lebih fokus pada profil tegangan lebih pada fasa yang tersambar, tidak mencakup koordinasi isolasi saluran. 1.4 Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang sudah dikemukakan di atas, maka dapat ditentukan tujuan penelitian sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui seberapa besar tegangan lebih yang timbul pada saluran distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 apabila terjadi sambaran petir di beberapa titik pada saluran tersebut. 2. Untuk mengetahui pengaruh perubahan arus puncak gelombang impuls petir yang menyambar saluran distribusi tegangan menengah 20 kv Penyulang Kentungan 4. 3. Untuk mengetahui pengaruh perubahan waktu muka gelombang impuls petir yang menyambar saluran distribusi tegangan menengah 20 kv Penyulang Kentungan 4. 4
1.5 Sistematika Penulisan Penulisan laporan penelitian ini terdiri dari lima bab, antara lain: BAB I Pendahuluan Pada bagian ini dijelaskan latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II Tinjauan Pustaka dan Landasan Teori Pada bagian ini berisi tinjauan pustaka berupa telaah pustaka penelitian dan diberikan dasar teori mengenai Petir, Sambaran petir, gelombang dating dan gelombang berjalan, pengenalan tentang ATPDraw, serta saluran distribusi dan parameterparameternya. BAB III Metodologi Penelitian Pada bagian ini berisi materi penelitian, alat yang digunakan dalam penelitian, alur penelitian serta variable masukan dan keluaran. BAB IV Hasil dan Pembahasan Pada bagian ini berisi pembahasan mengenai hasil data dari simulasi pengujian variasi parameter sambaran petir pada jaringan distribusi tegangan menengah 20 kv penyulang Kentungan 4 Yogyakarta menggunakan ATPDraw. BAB V Kesimpulan dan Saran Pada bagian ini berisi kesimpulan dan saran. 5