STUDI ALIRAN DAYA LISTRIK DI PT. SHOWA INDONESIA MANUFACTURING

STUDI ALIRAN DAYA LISTRIK DI PT. SHOWA INDONESIA MANUFACTURING Tugas Akhir Oleh: Kamil Rusdi Program studi teknik elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Islam Indonesia Jalan Kaliurang km. 14,5 Sleman, Yogjakarta 55501 Telp. (0274) 895007, 895287 faks. (0274) 895007 Ext 147 E-mail : kamil.rusdi@gmail.com Abstrak Sektor industri merupakan sektor yang salah satu menunjukkan tren peningkatan penggunaan listrik setiap tahun. Sejalan dengan kemajuan industri dan sektor ekonomi negara, serta kapasitas pembebanan unit transformator dan saluran penghantar yang terbatas menjadi latar belakang perlu dilakukannya studi aliran daya. Penelitian ini dilakukan untuk menghasilkan output berupa rekomendasi mengenai kinerja sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing hari ini. Studi aliran daya pada penelitian ini menggunakan bantuan perangkat lunak ETAP (Electrical Transient and Analysis Program) Power Station versi 12.6.0 bertujuan untuk melakukan evaluasi terhadap kondisi sistem kelistrikan di PT. Showa Indonesia Manufacturing (PT.SIM). selain itu, studi aliran daya juga diperlukan sebagai dasar utama untuk meninjau pengaruh implementasi pengembangan industri saat terjadi pembebanan penuh. Hasil simulasi menunjukan rata-rata unit transformator maupun saluran penghantar terpasang masih memiliki kapasitas yang cukup untuk menerima tambahan beban, dengan pembebanan tertinggi pada unit transformator dan penghantar masing-masing sebesar 57,7% dan 63,5%. nilai pembebanan ini ideal untuk unit transformator sesuai standar yang berlaku adalah 60% dari total kapasitas transformator. Nilai jatuh tegangan dibawah batas maksimum penurunan tegangan sistem yang ditetapkan yakni -10% dengan nilai jatuh tegangan paling tinggi sebesar -3,62%. Dan terjadi rugi-rugi atau rugi-rugi pada keseluruhan sistem kelistrikan sebesar 127.2 kw atau 2.2% dari total keseluruhan daya aktif sebesar 5658 kw. Hal ini berarti pada sistem kelistrikan dari PT. Showa Indonesia Manufacturing masih memenuhi syarat untuk melakukan operasional dari unit-unit beban listrik, untuk beban listrik industri secara kontinu. Kata kunci : Studi aliran beban, ETAP 12.6.0, industri, kinerja sistem, jatuh tegangan, rugi-rugi. 1. PENDAHULUAN Kebutuhan akan energi listrik sudah tidak dapat Kebutuhan akan energi listrik sudah tidak dapat dipungkiri lagi di era modern sekarang ini memegang peranan yang sangat vital dalam kehidupan sehari hari baik di sektor sosial, ekonomi, teknologi dan industri. Pada bidang industri listrik berperan sangat penting karena harus memastikan penyedia listrik yang kontinuitas agar produksi pada industri berjalan dengan baik dan tidak merugi. Dalam pemenuhan akan ketersediaan listrik yang kontiunitas dan berjalan dengan baik maka perlu diadakannya studi aliran daya. Studi aliran beban sangat penting untuk pengembangan sistem untuk masa yang akan datang, karena pengoperasian yang baik dari sistem tersebut banyak bergantung pada diketahuinya efek interkoneksi dengan sistem tenaga lain, beban yang baru, sistem pembangkit baru, serta saluran transmisi baru, sebelum semuanya itu dipasang. Melihat belum terdapat pihak yang mengkaji tentang keandalan sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing (PT. SIM) menjadikan hal ini sebagai dasar penulisan tugas akhir. Melalui tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi bahan rekomendasi bagi PT. Showa Indonesia Manufacturing dalam mengevaluasi sekaligus mengoptimalkan penggunaan energi listrik dalam kegiatan operasional maupun dalam proses pengembangan kedepannya. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dari penelitian yang telah ada Pada penelitian ini yang berjudul Perbandingan Analisa Aliran Daya dengan Menggunakan Metode Algoritma Genetika dan Metode Newton-Raphson. Dari hasil perbandingan dua metode diatas didapatkan untuk metode Newton-Raphson memerlukan penggunaan matrik Jacobian untuk koreksi tegangan sedangkan pada metode Algoritma 1

Genetika penggunaan matrik Jacobian tidak diperlukan. Waktu komputasi pada perhitungan dengan metode Newton-Raphson jauh lebih cepat dibanding pada penggunaan metode Algoritma Genetika[2]. Dalam penelitian yang berjudul Studi Aliran Daya Sistem 115 kv PT. Chevron Pacific Indonesia. melakukan penelitian dengan menggunakan metode iterasi gauss seidel. Permasalahan aliran daya yang ditinjau adalah sistem dalam keadaan normal, hasil yang didapat adalah tegangan terrendah bus, nilai losses tertinggi, daya nyata dan daya aktif yang disaluran terbesar[3]. Pada penelitian yang berjudul Evaluasi Aliran Beban Pada Jaringan Sistem Tenaga Listrik Tegangan Menengah di Universitas Gadjah Mada. Melakukan penelitian simulasi dengan software ETAP dan menganalisis kelayakan kapasitas transformator dan kelayakan saluran penghantar pada sistem tenaga listrik tegangan menengah gedung UGM, hasil yang didapat rekomendasi untuk mempertimbangkan perbaikan kualitas jaringan[4]. Pada penelitian yang berjudul Analisis Aliran Daya Optimal di Sistem Kelistrikan 115 kv PT. Chevron Pasific Indonesia. Melakukan penelitian dengan analisis sistem kelistrikan dan hasil simulasi numeris menunjukan biaya penggunaan bahan bakar dapat dioptimalkan tanpa melanggar batas keamanan dan keandalan sistem. Akhirnya berupa penerapan aliran daya optimal dapat peningkatan keamanan tegangan dan penghematan biaya bahan bakar[5]. Pada penelitian yang berjudul Evaluasi Sistem Kelistrikan pada Gedung Eksisting RS. Akademik Universitas Gadjah Mada. Studi aliran daya pada penelitian ini menggunakan bantuan software ETAP 11.0. Hasil analisis menunjukan rata-rata unit sistem kelistrikan di RS Akademik UGM masih memiliki kapasitas yang cukup untuk menerima tambahan beban[6]. Pada penelitian ini penulis untuk menganalisis aliran daya di PT. Showa Indonesia Manufacturing menggunakan Metode Newton- Raphson dan menggunakan perangkat lunak yakni Microsoft Office dan ETAP seri 12.6.0. 2.1 Studi Aliran Daya Studi Aliran daya ialah penentuan perhitungan tegangan, arus, daya, dan factor daya atau daya reaktif yang terdapat pada beberapa titik pada jaringan listrik dalam keadaan operasi normal. Baik yang sedang berjalan maupun pada tahap perencanaan atau pengembangan sistem pada masa yang akan datang. Secara umum tujuan dari analisis aliran daya adalah dimaksudkan untuk mendapatkan[11]: 1. Besar tegangan masing-masing bus sehingga bisa diketahui tingkat pemenuhan batasbatas operasi yang diperbolehkan. 2. Besar arus dan daya yang dialirkan lewat jaringan, sehingga bisa diidentifikasi tingkat pembebanannya. 3. Kondisi awal bagi studi-studi selanjutnya, seperti studi kontingensi yang sedang dibahas dalam penelitian ini. 2.1.1 Perhitungan Aliran Daya a. Persamaan Aliran Daya Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perhitungan aliran daya secara umum yakni [12]: b. Persamaan Karakteristik Jaringan Bentuk persamaan ini menggunakan karakteristik suatu jaringan tenaga listrik dapat dinyatakan dalam bentuk: 1. Konsep Simpul (Node) [E BUS ]=[Z BUS ][I BUS ] atau [I BUS ]=[Y BUS ][E BUS ] (1) dengan : E BUS = Vektor tegangan bus yang diukur terhadap bus referensi I BUS = Vektor arus yang diserap (injeksi) pada bus Z BUS = Matriks impedansi bus Y BUS = Matriks admitans bus 2. Konsep Cincin (Loop) [E LOOP ] = [Z LOOP ] [I LOOP ] atau [I LOOP ]=[Y LOOP ][E LOOP ] (2) Serta tiap-tiap besaran dinyatakan dalam bentuk loop. c. Persamaan Arus Bus Dalam pembentukan matriks parameter, makan besar arus setiap bus dibedakan menjadi : 1. Dengan element shunt (3) Atau, dengan : P p Q p I p = Daya aktif pada bus p = Daya reaktif pada bus p = Arus pada bus p E* p = Konjugat E p 2. Tanpa element shunt dengan : Y p Y p E p (4) (5) = Jumlah total admitans shunt bus = Arus shunt yang mengalir dari bus p ke tanah 2

Nilai Ip yang positif menunjukkan arus mengalir menuju/masuk ke bus atau ditentukan bahwa bus yang bersangkutan adalah sumber arus. Sebaliknya, bila nilai Ip negative, maka arus meninggalkan/keluar bus, atau bus yang bersangkutan dianggap sebagai bus beban. d. Daya Pada Sistem Tiga Fasa Proporsi daya tiga fase yang dibangkitkan oleh generator maupun daya yang diserap oleh beban tiga fase dapat dihitung secara matematis melalui penjumlahan daya pada masing masing fasa. Pada kondisi beban yang seimbang, daya total yang tersalurkan dari sistem ke beban sama dengan tiga kali nilai daya per fasa karena nilai daya tiap fasa yang identik. Menggunakan asumsi seluruh beban terhubung Y, maka besar daya total yang tersalur beban yakni. (6) (7) (8) Dengan adalah sudut dari impedansi pada masing-masing fasa serta V L-N dan I L berturutturut adalah besar tegangan saluran ke netral dan arus saluran. Jika hubungan rangkaian yang dipakai adalah hubung -, maka tegangan dinyatakan sebagai tegangan antar saluran (V L-L ) dan arus yang melewati masing-masing impedansi sama dengan besar arus saluran dikalikan dengan, sehingga diperoleh besar total daya tiga fase yakni. (9) (10) (11) Karena perhitungan total daya tiga fase dengan menggunakan basis tegangan antar saluran memiliki besar yang identik apabila diterapkan pada rangkaian hubung Y, maka persamaan 2.11 berlaku tanpa memandang hubungan rangkaian. e. Analisis Aliran Daya Dalam analisis rangkaian listrik, dilakukan idealisasi. Sumber dinyatakan sebagai sumber tegangan ideal atau sumber arus ideal, dan beban dinyatakan sebagai impedansi dengan karakteristik linier. Sumber tegangan ideal memberikan daya ke rangkaian pada tegangan tertentu, berapapun besar arus yang dibutuhkan oleh rangkaian sumber arus ideal memberikan daya ke rangkaian pada arus tertentu, berapapun tegangan yang diperlukan oleh rangkaian. Oleh karena itu apabila rangkaian merupakan rangkaian linier, terdapat hubungan linier antara tegangan, arus dan impedansi, sehingga dalam melakukan analisis menghadapi persamaan-persamaan linier. Perubah-perubah rangkaian yang dilibatkan langsung dalam perhitungan adalah tegangan dan arus, sedangkan daya dihitung sebagai perkalian tegangan dan arus. Tegangan dan arus memberikan relasi-relasi linier sedangkan relasi daya tidak lah linier. Analisis aliran daya pada sistem tenaga, bertujuan untuk melihat bagaimana aliran daya dalam sistem. Perubahan yang terlibat dalam perhitungan adalah daya. Dengan menggunakan daya sebagai perubah sebagai perubah dalam perhitungan, maka persamaan yang hadapi menjadi bukan persamaan linier. Sumber, merupakan sumber daya yang hanya boleh beroperasi pada batas daya dan tegangan tertentu. Sementara itu beban adalah bagian rangkaian yang menyerap daya, sehingga dapat dinyatakan sebagai besar daya yang diminta/diperlukan, pada tegangan tertentu. Suatu permintaan daya hanya dapat dilayani selama pembebanan tidak melampaui batas daya yang mampu disediakan oleh sumber. Jadi walaupun rangkaian tetap rangkaian linier, namun relasi daya antara sumber dan beban tidaklah linier. Oleh karena itu jika persamaan rangkaian dengan daya sebagai perubah merupakan persamaan nonlinier. Dalam memecahkan persamaan nonlinier ini memerlukan cara khusus. Studi beban sangat penting dalam perancangan dan pengembangan suatu sistem untuk masa yang akan datang, karena pengoperasian yang baik pada sistem tersebut banyak tergantung pada diketahuinya efek interkoneksi dengan sistem tenaga yang lain, beban yang baru stasiun pembangkit baru, serta saluran transmisi baru, sebelum semuanya itu dipasang[1]. Studi aliran daya ini dilakukan untuk menentukan: Aliran daya aktif dan reaktif pada cabang cabang rangkaian Tidak ada rangkaian yang mempunyai beban lebih dan tegangan busbar dalam batas batas yang dapat diterima. Pengaruh penambahan atau perubahan pada suatu sistem. 2.2.1 Rugi-rugi pada cabang antar bus Rugi-rugi atau losses daya cabang antara bus p dan q adalah jumlah aljabar aliran daya dari bus p ke bus q ke bus pada cabang yang 3

bersangkutan, dan dapat dinyatakan dengan persamaan: (12) (13) Berdasarkan aliran daya setiap cabang saluran dari sistem kelistrikan yang ditinjau, dapat diketahui rugi rugi daya yang terjadi selama operasi untuk keadaan beban tertentu dan pembebanan saluran yang terpakai, apakah nilai kemampuan hantar arus (current carrying capacity) masih memenuhi syarat batas-batas keamanan dalam mengalirkan arus untuk beban tersebut ataukah harus diganti dengan saluran dengan ukuran penampang yang lebih besar untuk menyempurnakan operasi dari sistem yang terpasang. 2.2.2 Jatuh Tegangan Pada Saluran Penghantar Penurunan nilai tegangan atau voltage drop ini sangat tergantung pada nilai impedansi yang terdapat pada masing masing penghantar. sebagai contoh, pada tipe penghantar yang berukuran 300 mm 2 akan memiliki potensi jatuh tegangan lebih kecil bila dibandingkan dengan apabila diterapkan tipe panghantar dengan diameter hanya 50 mm 2 pada frekuensi kerja 50 Hz. Energi terbuang yang terjadi dalam penyaluran tenaga listrik bermula dari adanya penurunan nilai tegangan pada sisi ujung penerima dari tiap kabel penghantar yang terpasang[12]. Ini dikarenakan nilai induktansi yang menurun secara logaritmik dengan diameter penghantar, amat cukup sulit untuk mendapatkan nilai jatuh tegangan yang kecil dengan penghantar dengan diameter yang besar. Oleh sebab itu perhitungan jatuh sangat penting terutama pemilihan tipe dan ukuran penghantar yang akan diaplikasikan pada instalasi kelistrikan. Nilai jatuh tegangan yang terjadi dalam satu sirkuit dapat dinyatakan dalam rumusan berikut[13]. (14) Dengan: = Tegangan di sisi pengirim, V V S V R I R I X = Tegangan di sisi penerima, V = Arus saluran akibat aliran daya aktif (sefasa dengan tegangan), A = Arus saluran akibat aliran daya reaktif (beda 90 o dengan tegangan), A R = Resistansi saluran, X = Reaktansi saluran,, Nilai jatuh tegangan melalui persamaan 2.14 pada kenyataan di lapangan memiliki error atau kesalahan sebesar 1%. Dalam aturan mengenai faktor daya atau cos phi, arus aktif dan reaktif saluran dapat dijabarkan sebagai perkalian antara nilai magnitude dari arus saluran dengan faktor daya, seperti yang dapat dijelaskan pada persamaan 2.15 dan 2.16 berikut. (2.15) 2.16) Dengan: I pf qf = Magnitude dari arus beban (A) = Faktor daya beban = Faktor daya reaktif beban = sin(cos -1 (pf)) Sesuai dengan peraturan yang telah dibuat SPLN 1:1995 pasal 4, batasan variasi tegangan untuk sistem tiga fasa dengan penggunaan 4 kawat (termasuk rangkaian fase tunggal) bertegangan antara 100 V hingga 1000 V dapat dijelaskan melalui tabel 1 Tabel 1 Nilai batas tegangan sistem Tegangan Nominal (V) *sumber SPLN tahun 1995 2.3 Metode Newton Raphson Metode Newton-Raphson merupakan metode yang paling sering digunakan diantara metodemetode pencarian akar persamaan yang dikenal. Ide dari metode ini adalah, jika diberikan satu terkaan awal pada titik, Kondisi Normal 230/400 +5%, -10% 400/690 +5%, -10% 1000 +5%, -10% i i x f x maka dapat ditarik garis singgung hingga memotong sumbu x. Titik potong dengan sumbu x ini biasanya merupakan terkaan akar yang lebih baik dibandingkan terkaan sebelumya. Gambar 1 Ilustrasi Metode Newton Raphson 4

Daya nyata pada sistem tenaga listrik dirumuskan sebagai berikut: Dengan: Si (16) = daya nyata pada bus i P i = daya aktif pada bus i Q i = daya reaktif pada bus i V i = tegangan pada bus i I i = arus pada bus i Bila diubah menjadi bentuk kompleks konjugat, maka persamaannya menjadi: (17) (18) Sehingga persamaan menjadi: (19) Kemudian dari persamaan (2.18) dan persamaan (2.19) diperoleh rumus daya aktif dan reaktif sebagai berikut: (20) (21) Atau dalam bentuk polar menjadi: (22) (23) Sehingga persamaannya menjadi: (24) (25) Dalam melakukan iterasi pada perhitungan aliran datam tegangan pada bus berayun (swing bus) diabaikan. Karena besar tegangan dan sudut fasanya dtetapkan secara spesifik sebagai referensi. Pada load bus, besar daya aktif dan reaktif harus diketahui terlebih dahulu sedangkan pada bus pengatur tegangan terlebih dahulu diketahui besar magnitude tegangan bus-nya dan besar daya tetap dikeluarkan oleh generator. 2.4 Representasi Kelistrikan Industri Sektor industri merupakan salah satu pelanggan di bidang ekonomi yang harus disediakan listrik secara optimal, efisien dan harus kontinuitas atau berkelanjutan. Kestabilan sistem tenaga listrik harus dipertahankan dan dijaga untuk menjamin keberadaan dan menghindarkan terjadinya padam total (blackout) pada suatu sistem tenaga listrik. Analisis aliran daya dapat terlaksana dengan representasi sistem yang akan dikaji. Adapun komponen kelistrikan industri atau pada bangunan fungsi lain pada umumnya yang dapat direpresentasikan sebagai berikut. 2.4.1 Single line diagram (Diagram Satu Garis) Single line diagram, terjemahan ke dalam bahasa Indonesia adalah diagram satu garis Single line diagram itu biasanya memuat jalur listrik dari sumber utama (misalkan generator) sampai ke beban (user). Single line diagram merupakan ringkasan dari gambar listrik 3 fasa. Listrik yang 3 fasa dalam gambar diringkas menjadi hanya 1 line saja, sehingga disebut single line diagram. Contoh gambar single line diagram pada gambar 2. Gambar 2 Single Line Diagram Komponen dasar yang membentuk suatu sistem tenaga listrik adalah generator, transformator, saluran transmisi dan beban. Untuk keperluan analisis sistem tenaga, diperlukan suatu diagram yang dapat mewakili setiap komponen sistem tenaga listrik tersebut. Diagram yang sering digunakan adalah diagram satu garis dan diagram impedansi atau diagram reaktansi. 2.4.2 Transformator Transformator direpresentasikan sebagai reaktansi X saja dengan mengabaikan rangkaian eksitasi. 2.4.3 Saluran Penghubung Saluran penghantar pada sistem distribusi primer maupun sekunder memiliki rating atau tingkatan maksimum penyaluran arus yang berasal dari sumber arus utama yang direpresentasikan sebagai Kemampuan Hantar Arus (KHA). Seperti yang tercantum pada standart SNI 04-0225-2000, Kemampuan Hantar Arus (KHA) untuk saluran kabel bawah tanah. Baik jenis multicore maupun singlecore dibatasi oleh ketentuan sebagai berikut: Hambatan jenis tanah meksimum 100 o C, cm/w. Suhu tanah tidak melebihi 30 o C Suhu penghantar maksimum 90 o C untuk kabel Kabel terletak 70 cm di bawah permukaan tanah Isolasi XLPE dan 65 o C untuk kabel tanah berisolasi PVC 5

Apabila keadaan lingkungan menyimpang dari ketentuan tersebut maka harus dilakukan koreksi terhadap kemampuan hantar kabel. Informasi mengenai data KHA tegangan rendah dan tegangan menengah yang diterapkan pada sistem kelistrikan PT Showa Indonesia Manufacturing dapat dilihat pada tabel. Parameter saluran penghantar diperhitungkan dalam studi daya khususnya untuk perhitungan jatuh tegangan, rugi-rugi daya maupun saat diperlukan rekonfigurasi pada jaringan kelistrikan. Gabungan nilai resistansi dan reaktansi kemudian dalam digunakan sebai acuan untuk menentukan nilai impedansi (dinyatakan dalam Ohm) saluran penghantar yang dapat ditunjukan melalui rumus berikut[6]. Z = R + jx (ohm) (26) I = F x I (27) dengan: I = Total ampasitas (Ampere) F I = Total faktor koreksi = Ampasitas dasar (Ampere) Nilai total faktor koreksi (F) yang turut mempengaruhi perhitungan total ampasitas kabel tersusun oleh beberapa faktor antara lain faktor koreksi resistivitas termal tanah yang didefinisikan sebagai Fth, faktor koreksi suhu keliling kabel penghantar (Ft), dan faktor koreksi instalasi kabel (Fg). Selain hal tersebut, nilai total ampasitas kabel juga turut dipengaruhu oleh jumlah kabel yang digunakan. Maka dari itu perhitungan nilai ampasitas pada persamaan 27 dapat disesuaikan dengan pemakaian jumlah kabel yang ada. Perhitungan mengenai faktor koreksi ini dapat dijelaskan sebagai berikut. F = F t.f th.f g (28) Dengan F = Total faktor koreksi. Ft = Koreksi suhu keliling kabel penghantar. Fth = Faktor koreksi resistivitas termal tanah. Fg = Faktor koreksi instalasi kabel. 2.4.4 Beban Beban dapat di bagi menjadi 2 bagian yaitu beban dinamis dan beban statis. Beban dinamis yaitu beban bergerak contohnya motor sinkron dan motor asinkron. Sedangkan beban statis yaitu beban yang tidak bergerak seperti lampu. Beban static dan beban dinamis biasanya di representasikan sebagai impedansi kosntan Z atau sebagai daya kosntan P dan Q. Perhitungan dengan tangan ataupun network analyzer dengan impedansi kosntan, sedangkan bila dihitung dengan komoputer digital direpresentasikan dengan daya P dan Q kosntan. 3. METODE PENELITIAN Pengambilan data dengan cara melakukan monitoring di parameter yang ada dan juga melakukan pengukuran ke lapangan. Di PT.Showa Indonesia Manufacturing terdapat 6 buah trafo yang terbagi di beberapa gedung. Trafo 1 berada pada gedung A, trafo 2 berada pada gedung E, trafo 3 berada pada gedung F dan trafo 4,5,6, berada pada 1 ruangan Power House. Gambar 3 Skema Gedung Pengambilan pada setiap data trafo sampai dengan Sub Distribution Panel (SDP). Yang dilakukan pada pukul 10.00 WIB tanggal 27 Oktober 2015. Untuk pengukuran mengambil dari parameter nilai-nilai yang diperlukan yaitu tegangan (V), arus (I), daya aktif (P), daya reaktif (Q), daya nyata (S) dan faktor daya. 3.1 Bahan dan Alat Penelitian Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk pengambilan data dan penelitian adalah sebagai berikut: 1. Laptop Asus A43SM core i5 2.5 GHz. 2. Circutor TP -816 3. Software VNS SCADA 4. Jaringan Wireless 5. Diagram satu garis (Single Line Diagram) Gambar 4 Laptop Gambar 5 Circutor TP -816 6

3.2 Parameter Pengukuran 3.2.1 Pengukuran Load SDP Pengambilan data dilakukan pada bagian Sub Distribution Panel (SDP). Parameter yang diukur yaitu: a. Tegangan (Volt) b. Arus (Ampere) c. Daya Aktif (Watt) d. Daya Reaktif (VAR) e. Daya Nyata (VA) f. Faktor Daya phase yang banyak digunakan sistem kelistrikan pada industri. 3.4 Prosedur Penelitian Tahapan dari penelitian ini mengenai studi aliran data sistem kelistrikan dijalankan sesuai skema yang seluruhnya tercantum dalam flow chart atau diagram alir. Detail dari penelitian direpresentasikan dalam diagram alir pada gambar 6 3.2.2 Transformator Pengambilan data dilakukan pada bagian transformator. Parameter yang diambil yaitu: a. Jenis Trafo b. Kapasitas (kva) c. Nominal Tegangan d. Impedansi e. Frekuensi f. Rated tegangan 3.2.3 Saluran Penghantar Pengambilan data dilakukan pada bagian Saluran Penghantar. Parameter yang diambil yaitu: a. Jenis Saluran b. Diameter Penampang c. Jumlah Inti (Core) d. Jumlah Saluran e. KHA (Kekuatan Hantar Arus) 3.3 Batasan Kajian Aliran Penelitian tentang aliran daya ini menitikberatkan pada kondisi jaringan yang terpasang. Sebelum dilakukan analisis dari penelitian tugas akhir ini, perlu ditentukan batasan batasan objek dari kajian tugas kahir ini. Beberapa batasan objek penelitian tugas akhir ini terdiri dari 2 jenis simulasi berbasis pada data pembebanan yang berhasil dihimpun melalui pengukuran menyeluruh pada panel SDP yang terdapat pada PT. Showa Indonesia Manufacturing. Pengambilan data parameter dilaksanakan pada tanggal 27 oktober 2015 mulai dari pukul 08.00 sampai dengan 16.00 yaitu waktu kerja shift 1 pada PT. Showa Indonesia Manufacturing. Simulasi pada penelitian ini merupakan hasil load flow dari data yang telah diambil dengan asumsi operasi beban saat kondisi normal. Rencana yang diterapkan yakni pada saat kondisi penyaluran dari cikarang listrindo. Beban direprsentasikan sebagai beban terpusat atau lumped load dapat mengakomodir beban pencahayaan dan beban pada motor listrik 3 Gambar 6 Diagram alir (flow chart) penelitian. 3.5 Program Bantu Studi Agar dapat melakukan analisis sekaligus evaluasi terhadap kondisi sistem kelistrikan di PT.Showa Indonesia Manufacturing, maka diperlukan studi aliran daya. Sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing termasuk kedalam sistem kompleks karena cakupan penggunaan beban yang sangat besar dan variatif, maka untuk dapat hasil komputasi yang akurat digunakan program bantu perangkat ETAP 12.6.0. 3.5.1 ETAP Pada penelitian studi aliran daya ini menggunakan software ETAP (Electrical Transient and Analysis Program) Power Station versi 12.06 sebagai software bantu untuk menganalisis penelitian ini. Perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline dan mampu melakukan pengolahan data secara real time. ETAP 12.6.0 memliki fiture data editor yang dilengkapi dengan adanya kumpulan data tipikal untuk berbagai macam situasi ataupun kondisi riil dari sistem yang akan diteliti. Selain itu, keberadaan fitur library sangat membantu dalam melakukan pemilihan data rating komponen kelistrikan yang sesuai. 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1.1 Pembebanan Transformator 7

Unit Trafo Nilai (kv) Kapasitas (kva) Beban Batas pembebanan Ideal (kva) kva % Trafo 1 20/0.4 2500 960 38.4 1500 Trafo 2 20/0.4 2500 860 34.4 1500 Trafo 3 20/0.4 2500 1442 57.7 1500 Trafo 4 20/0.4 3000 1293 43.1 1800 Trafo 5 20/0.4 3000 1621 54.0 1800 Trafo 6 20/0.4 630 60.48 9.6 378 Tabel 2 Pembebanan transformator hasil simualasi aliran daya Pada transformator 1 dengan kapasitas daya maksimal sebesar 2500 kva dengan nilai pembebanan sebesar 960 kva atau 38.4% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai ini masih tingkat aman dalam tingkat transformator distribusi dikarenakan masih memiliki alokasi 540 kva atau 21.6% sebelum mencapai tingkat batas pembebanan ideal 1500 kva dan 61.6% sebelum mencapai batas maksimal kapasitas dari transformator 2500 kva. Pada transformator 2 dengan kapasitas daya maksimal sebesar 2500 kva dengan nilai pembebanan sebesar 860 kva atau 34.4% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai ini masih tingkat aman dalam tingkat transformator distribusi dikarenakan masih memiliki alokasi 640 kva atau 25.6% sebelum mencapai tingkat batas pembebanan ideal 1500 kva dan 65.6% sebelum mencapai batas maksimal kapasitas dari transformator 2500 kva. Terlihat pada tabel 2 persentase pembebanan tertinggi terdapat pada transformator 3 dengan kapasitas daya transformator 3000 kva dengan nilai pembebanan yaitu sebesar 1442 kva atau 57.7% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai pembebanan ini hampir mendekati tingkat pembebanan ideal unit transformator distribusi dikarenakan memliki alokasi sebesar 58 kva atau 2.3% sebelum mencapai tingkat pembebanan ideal dan transformator ini dapat dikategorikan pada tingkat pembebanan transformator masih aman karena masih 42.3% dari nilai kapasitas maksimal transformator sebesar 2500 kva. Pada transformator 4 dengan kapasitas daya maksimal sebesar 3000 kva dengan nilai pembebanan sebesar 1293 kva atau 43.1% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai ini masih tingkat aman dalam tingkat transformator distribusi dikarenakan masih memiliki alokasi 507 kva atau 16.9% sebelum mencapai tingkat batas pembebanan ideal 1800 kva dan 56.9% sebelum mencapai batas maksimal kapasitas dari transformator 3000 kva. Pada transformator 5 dengan kapasitas daya maksimal sebesar 3000 kva dengan nilai pembebanan sebesar 1621 kva atau 54% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai ini masih tingkat aman dalam tingkat transformator distribusi dikarenakan masih memiliki alokasi 179 kva atau 6% sebelum mencapai tingkat batas pembebanan ideal 1800 kva dan 46% sebelum mencapai batas maksimal kapasitas dari transformator 3000 kva. Sedangkan presentase yang terendah terdapat pada transformator 6 dengan kapasitas daya maksimal sebesar 630 kva dengan nilai pembebanan sebesar 60.48 kva atau 9.6% dari kapasitas maksimal transformator. Nilai ini masih tingkat aman dalam tingkat transformator distribusi dikarenakan masih memiliki alokasi 317.51 kva atau 50.4% sebelum mencapai tingkat batas pembebanan ideal 378 kva dan 90.4% sebelum mencapai batas maksimal kapasitas dari transformator 630 kva. Dari hasil simulasi ini pada pembebanan transformator dari mulai tranformator 1 sampai dengan transformator 6 masih dapat dikategorikan ideal dan aman. Terdapat juga yang pembebanannya sangat kecil yakni pada transformator 6 yang pembebanannya 60.48 kva atau 9.6% dari batas kapasitas maksimal 630 kva. Tabel 3 Data Perbandingan Pembebanan dan efisiensi transformator Unit Trafo Nilai (kv) Beban (input) Beban (output) Efisiensi (%) Kapasitas (kva) kva % kva % Trafo 1 20/0.4 2500 960 38.40 946 37.84 98.54 Trafo 2 20/0.4 2500 860 34.40 851 34.04 98.95 Trafo 3 20/0.4 2500 1442 57.68 1411 56.44 97.85 Trafo 4 20/0.4 3000 1293 43.10 1266 42.20 97.91 Trafo 5 20/0.4 3000 1621 54.03 1586 52.87 97.84 Trafo 6 20/0.4 630 60.48 9.60 60.33 9.58 99.76 Melalui data yang ditunjukan pada tabel 3 terlihat nilai efisiensi dari unit transformator yang didapat melalui perbandingan daya keluaran (output) dengan daya masukan (input) transformator. Faktor rugi-rugi daya yang terdiri dari rugi tembaga dan rugi inti cukup berpengaruh bagi penentuan nilai efisiensi transformator. Terlihat juga pada tabel 3 Pada transformator 1 dengan kapasitas maksimal 2500 kva dengan pembebanan input 960 kva atau sebesar 38.40% dan pembebanan output sebesar 946 kva atau sebesar 37.84% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 1 ini sebesar 98.54%. Pada transformator 2 dengan kapasitas maksimal 2500 kva dengan pembebanan input 860 kva atau sebesar 34.40% dan pembebanan 8

output sebesar 851 kva atau sebesar 34.04% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 2 ini sebesar 98.95%. Pada transformator 3 dengan kapasitas maksimal 2500 kva dengan pembebanan input 1442 kva atau sebesar 57.68% dan pembebanan output sebesar 1411 kva atau sebesar 56.44% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 3 ini sebesar 97.85%. Pada transformator 4 dengan kapasitas maksimal 3000 kva dengan pembebanan input 1293 kva atau sebesar 43.13% dan pembebanan output sebesar 1266 kva atau sebesar 42.2% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 4 ini sebesar 97.91%. Pada transformator 5 dengan kapasitas maksimal 3000 kva dengan pembebanan input 1621 kva atau sebesar 54.03% dan pembebanan output sebesar 1586 kva atau sebesar 52.87% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 5 ini sebesar 97.84%. Pada transformator 6 dengan kapasitas maksimal 630 kva dengan pembebanan input 60.48 kva atau sebesar 9.60% dan pembebanan output sebesar 60.33 kva atau sebesar 9.6% dari kapasitas dari batas maksimal pembebanan. Dari hasil tersebut didapat nilai efisiensi dari unit transformator 6 ini sebesar 99.76%. Terlihat bahwa efisiensi transformator tertinggi yakni sebesar 99.76% dicapai pada transformator 6 dengan nilai pembebanan yang relative rendah yakni 60.48 kva atau 9.6% pada sisi input dan pada sisi output 60.33 kva atau 9.58% dari kapasitas pembebanan maksimal. Sisa kapasitas daya menuju ke batas maksimal sebesar 569.52 kva atau 90.4% Ini masih sangat jauh menuju ke batas maksimal pembebanan dari transfrmator 6. Dan berdasarkan data pada tabel 3 tersebut didapat bahwa transformator dengan nilai efisiensi terendah adalah transformator 5 yakni sebesar 97.84%. 4.1.2 Pembebanan Saluran Penghantar Tabel Pembebanan saluran penghantar Pada tabel 4 terlihat nilai persentase pembebanan penghantar saluran dengan tegangan nominal 0.4 kv secara keseluruhan menunjukan nilai pembebanan saluran penghantar rata-rata yakni sebesar 19.84%. Arus pembebanan terbesar terjadi pada saluran pembebanan MDP 1.07 menuju ke SDP 1.09 yaitu sebesar 63.5% dari nilai batas kapasitas penghantar tersebut. Tabel 4 Pembebanan saluran penghantar Hasil simulasi aliran daya. Dari Lokasi Saluran Ke Tipe Jumlah Spesifikasi Saluran Penampang (mm2) Total Ampasitas (A) Total Pembebanan Arus Saluran (A) Pembebanan Saluran (%) MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 2 185 511 1 1022 642.6 62.9 MDP 1.07 SDP 1.09 NYY 1 185 511 1 511 324.5 63.5 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 2 300 707 1 1414 450.2 31.8 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 2 300 707 1 1414 31.56 2.2 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 2 300 707 1 1414 251.7 17.8 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 2 185 511 1 1022 405.1 39.6 MDP 3.06 SDP 3.06A NYY 1 185 511 1 511 279.7 54.7 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 511 1 511 66.26 13 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 3 300 707 1 2121 536.8 25.3 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 3 300 707 1 2121 523.7 18.5 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 4 35 174 1 696 29.94 4.3 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 4 120 386 1 1544 43.54 2.8 Perhitungan total ampasitas untuk saluran antara MDP 1.07 ke SDP 1.09 didasari adanya faktor koreksi sistem kabel bawah tanah untuk tipe NYY yang lain dan dipengaruhi oleh faktor instalasi kabel (jarak antar tipe kabel yakni 7 cm) yang bernilai 1 didasari pengunaan kabel 1, sehingga faktor instalasi kabel dianggap tidak berpengaruh dan juga faktor suhu sekitar kabel (asumsi suhu sekeliling 30 o C) yang bernilai 1. apabila parameter faktor koreksi telah diketahui, hal ini tentunya akan mempermudah untuk selanjutnya melakukan perhitungan total ampasitas saluran sebagai berikut. F = F t.f th.f g = 1 x 1 x 1 = 1 Sehingga didapatkan total ampasitas (I ) saluran sebesar I = F x I = 1 x 511 = 511 4.1.3 Jatuh Tegangan Saluran Tabel 5 Hasil simulasi beberapa sampel jatuh tegangan saluran penghantar Lokasi Saluran Dari Ke Tipe Jumlah Inti MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 1 185 54.6 1.13 10 MDP 1.13 SDP 1.13 NYY 1 240 197.6 3.62 10 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 1 300 126.6 1.44 10 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 1 300 199 0.15 10 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 1 300 280.9 1.79 10 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 1 185 252 3.22 10 MDP 3.06 SDP 3.06A NYY 1 185 187 3.32 10 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 137 0.58 10 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 1 300 180 1.61 10 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 1 300 60 0.53 10 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 1 35 20 0.03 10 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 1 120 50 0.04 10 KHA (A) Penampang (mm2) Faktor Koreksi Jarak (m) jatuh tegangan (%) Standar Jatuh Tegangan (%) 9

Dari tabel 5 didapatkan nilai jatuh tegangan terbesar terjadi pada saluran yang menghubungkan MDP 1.13 menuju ke SDP 1.13 sebesar 3.62% dari tegangan nominal 0.4 kv. Hal ini disebabkan karena jarak saluran penghantar 187 meter yang cukup panjang dan dipengaruhi juga oleh diameter kabel 240 mm 2. Dengan nilai jatuh tegangan terbesar hasil simulasi aliran daya yang terjadi pada saluran MDP 1.13 menuju SDP 1.13 masih dikategorikan aman dikarenakan bernilai dibawah constaint jatuh tegangan yang ditetapkan yakni sebesar -10%. Karena keseluruhan jatuh tegangan pada simulasi aliran daya kondisi operasi normal masih memenuhi kriteria operasional ideal karena tidak terdapat nilai persentase jatuh tegangan yang melewati -10%. Hal ini berarti pada sistem kelistrikan dari PT. Showa Indonesia Manufacturing memenuhi syarat untuk melakukan operasional dari unit-unit beban listrik, terutama untuk beban listrik industri secara kontinu selama tidak menemukan terhadap kemungkinan adanya pelanggaran tegangan (voltage violation). 4.1.4 Rugi-rugi Total Sistem Tabel 6 Hasil simulasi beberapa sampel rugirugi sistem Dari Lokasi Saluran Ke Tipe Jumlah Inti Penampang (mm2) kw Rugi-rugi kvar MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 1 185 54.6 642.6 4.00 3.10 MDP 1.07 SDP 1.09 NYY 1 185 122.3 324.5 4.57 3.54 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 1 300 126.6 450.2 2.86 3.49 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 1 300 199 31.56 0.02 0.03 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 1 300 280.9 251.7 1.98 2.42 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 1 185 252 405.1 7.33 5.69 MDP 3.06 SDP 3.06A NYY 1 185 187 279.7 5.19 4.03 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 137 66.26 0.21 0.17 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 1 300 180 536.8 3.85 4.70 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 1 300 60 523.7 1.22 1.49 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 1 35 20 29.94 0.008 0.001 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 1 120 50 43.54 0.01 0.01 - Trafo 1 - - - - 27.72 4.25 25.47 - Trafo 2 - - - - 24.83 3.41 20.43 - Trafo 3 - - - - 41.62 9.57 57.41 - Trafo 4 - - - - 37.33 6.87 41.23 - Trafo 5 - - - - 46.82 10.81 64.87 - Trafo 6 - - - - 1.746 0.13 0.19 Total rugi-rugi sistem simulasi 127.20 310.90 Jarak (m) Pembebanan Arus (A) Dari tabel 6 dapat dilihat bahwa saluran antara MDP 3.04 menuju ke SDP 3.04A dengan nilai rugi-rugi KW sebesar 7.33 kw. Rugi-rugi yang terjadi ini disebabkan nilai daya besar 271 kva, nilai faktor daya 91% dan juga disebabkan oleh panjang saluran 252 meter dan luas penampang yang kurang sesuai. Adanya jatuh tegangan saluran sebesar 3.22% juga turut andil dalam kemunculan nilai rugi-rugi saluran ini. Total rugi-rugi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing lebih didominasi oleh rugi-rugi daya yang dihasilkan oleh transformator 5 step down 20/0.4 kv dengan kapasitas daya sebesar 3000 kva. Pada transformator 5 3000 kva menyerap daya reaktif sebesar 64.87 kvar atau 20.86% dari total daya reaktif sistem sebesar 310.9 kvar. Rugi-rugi daya aktif yang terjadi sebesar 10.81 kw atau menyumbang 8.50% dari total rugi-rugi daya aktif yang terjadi 127.2 kw. Dari gambar 7 hasil simulasi, total rugi-rugi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing lebih didominasi pada saluran penghantar yakni 92.17 kw atau 72.46% dari total rugi-rugi daya aktif 127.2 kw. Dan rugi-rugi pada keseluruhan transformator sebesar 35.03 kw atau 27.54% dari total rugi-rugi daya aktif. Dan untuk keseluruhan rugi-rugi yang terjadi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing yaitu sebesar 127.2 kw atau 2.2% dari total beban sebesar 5658 kw. Data persentase total rugi-rugi daya aktif pada simulasi aliran daya kondisi operasi normal dapat dilihat pada Gambar 7 berikut. Dari Lokasi Gambar 7 Diagram cakupan daya aktif 4.1.5 Skenario Saat Pemakaian Transformator Maksimal Tabel 7 Hasil pembebanan saluran saat kapasitas maksimal transformator Ke Saluran Jenis Penampang Jumlah Ampasitas Arus Saluran Pembeba nan Pembeba nan Trafo (mm2) (A) (A) Saluran (%) Trafo 1 LVMDP 1 NYY 300 8 5656 3608 63.8 100 Trafo 2 LVMDP 2 NYY 300 8 5656 3608 63.8 100 Trafo 3 LVMDP 3 NYY 300 8 5656 3608 63.8 100 Trafo 4 LVMDP 4 NYY 400 3 4295 4332 100.9 100 Trafo 5 LVMDP 5 NYY 400 5 4295 4323 100.7 100 Trafo 6 LVMDP 6 NYY 300 2 1414 909.6 64.3 100 Pada saluran penghantar dari Transformator 1 ke LVMDP 1 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 300 mm 2 jumlah konduktor 8 dengan nilai ampasitas sebesar 5656 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 2500 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 3608 A atau 63.8% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas 10

dapat dilihat bahwa pada saluran dari Transformator 1 menuju ke LVMDP 1 ini sangat memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal masih bisa dan masih memenuhi dan tidak perlu ada penggantian atau penambahan dari saluran penghantar. Pada saluran penghantar dari Transformator 2 ke LVMDP 2 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 300 mm 2 jumlah konduktor 8 dengan nilai ampasitas sebesar 5656 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 2500 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 3607 A atau 63.8% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas dapat dilihat bahwa pada saluran dari Transformator 2 menuju ke LVMDP 2 ini sangat memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal masih bisa dan masih memenuhi dan tidak perlu ada penggantian atau penambahan dari saluran penghantar. Pada saluran penghantar dari Transformator 3 ke LVMDP 3 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 300 mm 2 jumlah konduktor 8 dengan nilai ampasitas sebesar 5656 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 2500 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 3608 A atau 63.8% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas dapat dilihat bahwa pada saluran dari Transformator 3 menuju ke LVMDP 3 ini sangat memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal masih bisa dan masih memenuhi dan tidak perlu ada penggantian atau penambahan dari saluran penghantar. Pada saluran penghantar dari Transformator 4 ke LVMDP 4 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 400 mm 2 jumlah konduktor 5 dengan nilai ampasitas sebesar 4295 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 3000 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 4332 A atau 100.9% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas dapat dilihat bahwa pada saluran dari Transformator 4 menuju ke LVMDP 4 ini sangat tidak memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal, dan untuk menggunakan pembebanan maksimal transformator tersebut harus mengganti saluran pengahantar tersebut atau menambah jumlah konduktor sehingga tidak melebihi pembebanan dari saluran penghantar. Pada saluran penghantar dari Transformator 5 ke LVMDP 5 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 400 mm 2 jumlah konduktor 5 dengan nilai ampasitas sebesar 4295 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 3000 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 4323 A atau 100.7% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas dapat dilihat bahwa pada saluran dari Transformator 5 menuju ke LVMDP 5 ini sangat tidak memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal, dan untuk menggunakan pembebanan maksimal transformator tersebut harus mengganti saluran pengahantar tersebut atau menambah jumlah konduktor sehingga tidak melebihi pembebanan dari saluran penghantar. Pada saluran penghantar dari Transformator 6 ke LVMDP 6 dengan menggunakan kabel jenis NYY dengan penampang 300 mm 2 jumlah konduktor 3 dengan nilai ampasitas sebesar 1414 A dengan pembebanan transformator 100% yakni 630 kva maka didapatkan arus yang mengalir di saluran 909.6 A atau 64.3% dari total ampasitas maksimal penghantar tersebut. Dari data diatas dapat dilihat bahwa pada saluran dari transformator 6 menuju ke LVMDP 6 ini sangat memungkinkan jikalau menggunakan transformator dengan pembebanan maksimal masih bisa dan masih memenuhi dan tidak perlu ada penggantian atau penambahan dari saluran penghantar. 4.1.6 Skenario Saat Tidak Memakai Kapasitor Bank a. Pembebanan Saluran Tabel 8 Hasil studi dari beberapa sampel pebebanan saluran penghantar skenario tidak menggunakan kapasitor bank Dari Lokasi Saluran Ke Tipe Jumlah Spesifikasi Saluran Penampan g (mm2) KHA (A) Faktor Koreksi Total Ampasitas (A) Total Pembebanan Arus Saluran (A) Pembeban an Saluran (%) MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 2 185 511 1 1022 652 63.8 MDP 1.07 SDP 1.09 NYY 1 185 511 1 511 327.9 64.2 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 2 300 707 1 1414 454.4 32.1 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 2 300 707 1 1414 31.84 2.3 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 2 300 707 1 1414 253.6 17.9 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 2 185 511 1 1022 408.3 40 MDP 3.06 SDP 3.06 A NYY 1 185 511 1 511 281.9 55.2 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 511 1 511 66.92 13.1 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 3 300 707 1 2121 542.3 25.6 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 3 300 707 1 2121 533.5 18.9 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 4 35 174 1 696 29.98 4.3 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 4 120 386 1 1544 43.6 2.8 Pada tabel 8 terlihat nilai persentase pembebanan penghantar saluran dengan tegangan nominal 0.4 kv secara keseluruhan menunjukan nilai pembebanan rata-rata yakni sebesar 19.92%. 11

Arus pembebanan terbesar terjadi pada saluran pembebanan MDP 1.07 menuju ke SDP 1.09 yaitu sebesar 64.2% dari nilai batas kapasitas penghantar tersebut. b. Jatuh Tegangan Saluran Tabel 9 Hasil simulasi beberapa sampel jatuh tegangan saluran penghantar skenario tidak memakai kapasitor bank Dari Lokasi Saluran Ke Tipe Jumlah Inti Penampang (mm2) Standar Tatuh tegangan (%) MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 1 185 54.6 1.14 10 MDP 1.13 SDP 1.13 NYY 1 240 197.6 3.66 10 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 1 300 126.6 1.46 10 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 1 300 199 0.16 10 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 1 300 280.9 1.81 10 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 1 185 252 3.25 10 MDP 3.06 SDP 3.06 A NYY 1 185 187 3.34 10 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 137 0.59 10 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 1 300 180 1.63 10 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 1 300 60 0.54 10 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 1 35 20 0.03 10 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 1 120 50 0.04 10 Jarak (m) jatuh tegangan (%) Dari tabel 9 didapatkan nilai jatuh tegangan terbesar terjadi pada saluran yang menghubungkan MDP 1.13 menuju ke SDP 1.13 sebesar 3.66% dari tegangan nominal 0.4 kv. Hal ini disebabkan karena jarak saluran penghantar yang cukup panjang dan dipengaruhi juga oleh diameter kabel. Dengan nilai jatuh tegangan terbesar hasil simulasi aliran daya yang terjadi pada saluran MDP 1.13 menuju SDP 1.13 masih dikategorikan aman dikarenakan bernilai dibawah constaint jatuh tegangan yang ditetapkan yakni sebesar -10%. dan juga disebabkan oleh panjang saluran 252 meter dan luas penampang yang kurang sesuai. Adanya jatuh tegangan saluran sebesar 3.25% juga turut andil dalam kemunculan nilai rugi-rugi saluran ini. Total rugi-rugi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing lebih didominasi oleh rugi-rugi daya yang dihasilkan oleh transformator 5 step down 20/0.4 kv dengan kapasitas daya sebesar 3000 kva. Pada transformator 5 3000 kva menyerap daya reaktif sebesar 126.3 kvar atau 27.36% dari total daya reaktif sistem sebesar 460.5 kvar. Rugi-rugi daya aktif yang terjadi sebesar 21 kw atau menyumbang 13.3% dari total rugi-rugi daya aktif yang terjadi 158.2 kw. Dari gambar 8 Grafik cakupan daya aktif pada hasil simulasi, total rugi-rugi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing lebih didominasi pada saluran penghantar yakni 99.79 kw atau 63% dari total rugi-rugi daya aktif 158.2 kw. Dan rugi pada keseluruhan transformator sebesar 58.41 kw atau 37% dari total rugi-rugi daya aktif. Dan untuk keseluruhan rugi-rugi yang terjadi pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing yaitu sebesar 158.2 kw atau 2.8% dari total beban sebesar 5652 kw. Data persentase total rugi-rugi daya aktif pada simulasi aliran daya kondisi operasi normal dapat dilihat pada Gambar 8 berikut. c. Rugi-rugi Total Sistem Tabel 10 Hasil simulasi beberapa sampel rugirugi sistem skenario tidak memakai kapasitor bank Dari Lokasi Saluran Ke Tipe Jumlah Inti Penampang (mm2) kw Rugi-rugi kvar MDP 1.04 SDP 1.04 NYY 1 185 54.6 652 4.12 3.193 MDP 1.07 SDP 1.09 NYY 1 185 122.3 327.9 4.66 3.617 MDP 2.04 SDP 2.04B NYY 1 300 126.6 454.4 2.91 3.552 MDP 2.07 SDP 2.07 NYY 1 300 199 31.84 0.02 0.027 MDP 3.01 SDP 3.01B NYY 1 300 280.9 253.6 2.01 2.455 MDP 3.04 SDP 3.04 A NYY 1 185 252 408.3 7.45 5.779 MDP 3.06 SDP 3.06 A NYY 1 185 187 281.9 5.27 4.089 MDP 4.02 SDP 4.02C NYY 1 185 137 66.92 0.22 0.169 MDP 4.05 SDP 4.05 NYY 1 300 180 542.3 3.93 4.797 MDP 5.02 SDP 5.02 NYY 1 300 60 533.5 1.27 1.547 MDP 6.03 SDP 6.03A NYY 1 35 20 29.98 0.01 0.001 MDP 6.05 SDP 6.05 NYY 1 120 50 43.6 0.01 0.007 - Trafo 1 - - - - 36.71 7.45 44.675 - Trafo 2 - - - - 32.05 5.67 34.036 - Trafo 3 - - - - 47.3 12.36 74.139 - Trafo 4 - - - - 48.61 11.65 69.914 - Trafo 5 - - - - 65.32 21.04 126 - Trafo 6 - - - - 2.391 0.24 0.363 Total rugi-rugi sistem simulasi 158.20 460.50 Jarak (m) Pembebanan Arus (A) Dari tabel 10 dapat dilihat bahwa saluran antara MDP 3.04 menuju ke SDP 3.04A dengan nilai rugi-rugi KW sebesar 7.4 kw. Rugi-rugi yang terjadi ini disebabkan nilai daya besar 271 kva, nilai arus yang mengalir sebesar 408.3 A Gambar 8 Grafik cakupan daya aktif d. Nilai Faktor Daya Tabel 4. 1 Perbandingan nilai saat menggunakan dan tidak menggunakan kapasitor bank Tidak memakai Kapasitor Memakai Kapasitor bank Lokasi bank Faktor Daya Arus (A) Faktor Daya Arus (A) LVMDP 1 92 1386 70.4 1835.6 LVMDP 2 96.4 1241.4 75.4 1602.3 LVMDP 3 93.1 2080.9 82.5 2364.8 LVMDP 4 86.5 1866.5 67.1 2430.5 LVMDP 5 92.6 2341.1 67.6 3266.2 LVMDP 6 94.4 87.3 69 119.6 Pada semua LVMDP mulai dari LVMDP 1 sampai dengan LVMDP 6 nilai faktor daya ratarata sebesar 72% saat tidak menggunakan 12

kapasitor bank menjadi rendah dan berakibat nilai arus semakin tinggi. Dari hasil diatas, jelas terlihat bahwa arus berbanding terbalik dengan faktor daya, yang merupakan faktor daya. Sehingga apabila faktor daya meningkat maka arus menjadi turun, dan sebaliknya apabila faktor daya rendah, arus yang mengalir akan menjadi tinggi. Dari penjelasan diatas, terlihat bahwa faktor daya rendah mengakibatkan arus yang mengalir pada sistim jaringan tenaga listrik tersebut mengalami kenaikan, dan kenaikan arus mengakibatkan kerugian-kerugian pada jaringan itu sendiri, diantaranya kerugian pada jalur penghantar, penggunaan ukuran penghantar yang semakin besar, pinalti pada penyedia layanan listrik membebankan denda faktor daya dibawah 85% dalam tagihan tenaga listrik. 5. KESIMPULAN Dari hasil penelitian melalui simulasi aliran daya menggunakan bantuan perangkat lunak ETAP 12.6.0 berdasarkan hasil simulasi beban pada sistem kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut, yaitu: 1. Nilai pembebanan unit transformator masih sangat baik untuk pembebanan saat ini karena masih berkisar dari 9.6% sampai 57.7% dari kapasitas masing-masing transformator dan nilai rata-rata pembebanan transformator saat ini 39.5%. Nilai pembebanan seluruh saluran penghantar pada sistem kelistrikan rata-rata masih menunjukan nilai di bawah batasan total ampasitas kabel dengan rata-rata dari keseluruhan saluran penghantar 19.84%, dan nilai pembebanan terbesar yaitu 63,5%. Nilai jatuh tegangan pada simulasi aliran daya terbesar -3.62%, ini masih memenuhi kriteria operasional ideal karena tidak terdapat nilai persentase jatuh tegangan yang melewati -10%. Saat skenario normal terjadi rugi-rugi pada saluran penghantar dan transformator keseluruhan pada sistem kelistrikan kelistrikan PT. Showa Indonesia Manufacturing yaitu sebesar 127.2 kw atau 2.2% dari total daya aktif sebesar 5658 kw. Hal ini berarti pada sistem kelistrikan dari PT. Showa Indonesia Manufacturing masih memenuhi syarat untuk melakukan operasional dari unit-unit beban listrik. 2. Saat skenario pembebanan maksimal pada keseluruhan transformator, didapatkan nilai pembebanan saluran yang melewati batas kemampuan yakni saluran penghantar dari trafo 4 ke LVMDP 4 sebesar 100.9%, dan saluran penghantar dari trafo 5 ke LVMDP 5 sebesar 100.7%. Sebaiknya diganti atau ditambahkan jumlah saluran penghantarnya saat pembebanan maksimal transformator maksimal agar tidak terjadi gangguan pada sistem kelistrikan. 3. Saat skenario tidak memakai kapasitor nilai faktor daya menurun sehingga mengakibatkan arus yang mengalir semakin besar dan rugi-rugi semakin besar. Nilai pembebanan seluruh saluran penghantar pada sistem kelistrikan rata-rata masih menunjukan nilai di bawah batasan total ampasitas kabel dengan rata-rata dari keseluruhan saluran penghantar 19.92%. Nilai jatuh tegangan naik pada simulasi aliran daya terbesar -3.66%. Nilai rugi-rugi keseluruhan naik pada saluran penghantar dan transformator sebesar 158.2 kw atau 2.8% dari total daya aktif sebesar 5652 kw. Hal ini berarti pada sistem kelistrikan saat skenario tidak memakai kapasitor bank nilai pemebebanan, jatuh tegangan, rugi-rugi menjadi naik dan nilai faktor daya rata-rata di LVMDP sebesar 72% yang berarti nilai faktor daya tersebut dibawah standar PLN yaitu 85%. 6. DAFTAR PUSTAKA [1] W.D. Stevenson, Analisis Sistem Tenaga Listrik, Alih Bahasa: K. Idris. Erlangga, Jakarta, 1996. [2] E. Hosea dan Y. Tanoto, Perbandingan Analisa Aliran Daya dengan Menggunakan Metode Algoritma Genetika dan Metode Newton-Raphson, Jurnal Teknik Elektro Vol. 4, No. 2, 2004. [3] F. Jusmedy, Studi Aliran Daya Sistem 115 kv PT. Chevron Pacific Indonesia, Universitas Sumatra Utara, Medan, 2013. [4] M.D.R. Affandi, Evaluasi Aliran Beban Pada Jaringan Sistem Tenaga Listrik Tegangan Menengah di Universitas Gadjah Mad, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2013. [5] F. Alda, Analisis Aliran Daya Optimal di Sistem Kelistrikan 115 kv PT. Chevron Pasific Indonesia, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2015. [6] A. Pambudi, Evaluasi Sistem Kelistrikan pada Gedung Eksisting RS. Akademik Universitas Gadjah Mada, 13