La Triani Nurjanah.pdf

ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI

LAPORAN AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

Oleh: TRIANI NURJANAH 0612 3031 1564

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015

ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI

Oleh: Triani Nurjanah 0612 3031 1564

Menyetujui,

Pembimbing I,

Palembang, Juli 2015 Pembimbing II,

Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19651001 199003 1 006

Ir. Muhammad Yunus, M.T. NIP. 19570228 198811 1 001

Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro,

Ketua Program Studi Teknik Listrik,

Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 19621207 199103 1 001

Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19651001 199003 1 006

ii

MOTTO



Bismillahirrahmanirrahiim Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. (QS. Al-Insyirah, 5-6)



Take responsibility for yourself… because no one’s going to take responsibility for you. (Tyra Banks)



If I have seen further it is only by standing on the shoulders of giants. (Isaac Newton)



Fa bi ayyi ala’i Rabbikuma tukazziban. La bisyay-in min alaika Rabba akzibu (Tidak ada satupun nikmat-Mu, duhai Tuhanku yang aku dustakan) Dengan rasa syukur kepada Allah SWT, Laporan Akhir ini aku persembahkan kepada:



Orang Tua-ku tersayang, yang selalu membuatku bahagia.



My sisters (Sari, Risa, dan Mimi), keponakan kecilku (Aisy) dan kakak iparku (Kak Aan), yang selalu memberikan masukan kreatif dan menghiburku untuk tetap ceria 



My Bae (Agung), who always be the one and only and be there whenever and wherever I need.



Sahabat-sahabat terdekatku, “Genks”. Thanks for the happiness all this time.



Teman-teman seperjuangan Kelas Polsri PLN 2012.



Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya.

iii

ANALISA PENGARUH PEMASANGAN TRANSFORMATOR SISIPAN DI GARDU I.1913 DAN I.762 PADA PENYULANG KRESNA PT PLN (PERSERO) RAYON SUKARAMI Triani Nurjanah Jurusan Teknik Elektro, Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya E-mail: [email protected] Herman Yani, S.T., M.Eng., Ir. Muhammad Yunus, M.T.

ABSTRAK Pembebanan transformator yang melebihi 80% dari kapasitas ratingnya dapat berbahaya bagi transformator itu sendiri. Terlebih lagi, banyaknya pelanggan yang dilayani oleh suatu transformator, dengan jarak yang cukup panjang dapat menyebabkan drop tegangan dan rugi daya sepanjang saluran tegangan rendah. Untuk memperbaiki hal ini, PT PLN (Persero) Rayon Sukarami memilih memasang transformator sisipan. Transformator sisipan akan melayani beban yang terdapat pada transformator yang mengalami pembebanan berlebih ataupun beban yang lain sehingga akan bedampak baik pada perbaikan drop tegangan ujung dan penekanan losses. Tujuan dari penulisan laporan akhir ini adalah untuk mengetahui kondisi pembebanan transformator, drop tegangan dan rugi daya sebelum dan sesudah dipasangnya transformator sisipan. Hasil dari pembahasan didapatkan, transformator pada gardu I.1913 yang mengalami beban lebih sebesar 102,6%, pembebanannya menjadi 29% setelah dipasang transformator sisipan. Selanjutnya drop tegangan tertinggi sebelum pemasangan transformator sisipan didapatkan sebesar 18,29%, melebihi standar drop tegangan yang diizinkan oleh PT PLN yakni sebesar 4%. Setelah dipasangnya transformator sisipan drop tegangan menjadi 2,95%. Kemudian, untuk rugi daya menjadi berkurang dari 19,29 kW menjadi 11,014 kW. Kata kunci: transformator sisipan, beban lebih, drop tegangan, rugi daya.

iv

ANALYSIS OF THE EFFECT OF ADDITIONAL TRANSFORMER INSTALLATION ON DISTRIBUTION TRANSFORMER I.1913 AND I.762 AT KRISNA FEEDER PT PLN (PERSERO) BRANCH OF SUKARAMI Triani Nurjanah Electrical Engineering Department, Electricity Engineering Study Program State Polytechnic of Sriwijaya E-mail: [email protected] Herman Yani, S.T., M.Eng., Ir. Muhammad Yunus, M.T. ABSTRACT Transformer loading which exceeds 80% of its capacity rating can be harmful to the transformer itself. Moreover, the capacity of the load served by a transformer, with long distance can cause voltage drop and power loss along the line of low voltage. To fix this, PT PLN (Persero) Branch of Sukarami choose to install the additional transformer. Additional transformer will overcome the load on the transformer with excess load, so that it will impact on the improvement of voltage drop and reduced power losses. The purpose of this final report is to determine the transformer loading conditions, the voltage drop and power losses before and after the installation of the additional transformer. The results of calculation obtained, the transformer at the substation I.1913 loading in excess of 102.6%, after the installation of additional transformer, loading is reduced to 29%. Furthermore, the highest voltage drop before the installation of additional transformer obtained by 18.29%, exceeding the permitted standard voltage drop by PT PLN is 4%. After the installation, the voltage drop is reduced to 2.95%. Then, for the power loss is reduced from 19.29 kW to 11.014 kW. Keywords: additional transformer, over load, voltage drop, power loss.

v

KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT atas berbagai nikmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “Analisa Pengaruh Pemasangan Transformator Sisipan di Gardu I.1913 dan I.762 pada Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami” tepat pada waktunya. Tak lupa penulis hanturkan shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. Penulisan laporan akhir ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III, Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik, Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sedalamdalamnya kepada: 1. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I penulisan laporan akhir. 2. Bapak Ir. Muhammad Yunus, M.T., selaku Dosen Pembimbing II penulisan laporan akhir. yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikirannya dalam membimbing, memberikan pengarahan dan masukan yang baik selama penulisan laporan akhir ini, serta kesabaran beliau dalam menghadapi keterbatasan-keterbatasan penulis. Penulis menyadari bahwa laporan akhir ini tidak dapat terwujud tanpa arahan, bimbingan, dorongan, dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu baik moril maupun materil dalam proses penyusunan laporan akhir ini terutama kepada kedua orang tua penulis. Selanjutnya, dengan setulus hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Bapak RD. Kusumanto, S.T, M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

2.

Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

vi

3.

Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.

4.

Bapak Herman Yani, S.T, M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya.

5.

Bapak Iwan Arissetyadhi, selaku Manager di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang.

6.

Bapak Ricky Nugroho, selaku pembimbing di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang.

7.

Staf dan kepegawaian di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

8.

Staf dan kepegawaian di PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Palembang.

9. 10.

Teman-teman seperjuangan kelas kerjasama PT PLN dan POLSRI. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dalam membantu saya untuk menyelesaikan laporan akhir ini.

Penulis juga sangat menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak ditemui kesalahan, baik berupa kata maupun cara penulisan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan guna penyempurnaannya di waktu mendatang. Akhirnya, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan siapa saja yang membacanya khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik, Politeknik Negeri Sriwijaya.

Palembang, Juli 2015

Penulis

vii

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................. i HALAMAN PENGESAHAN .................................................................... ii MOTTO ...................................................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................. iv KATA PENGANTAR ................................................................................ vi DAFTAR ISI .............................................................................................. viii DAFTAR TABEL ...................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang ....................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah .................................................................. 2

1.3

Tujuan dan Manfaat ................................................................ 2 1.3.1 Tujuan ......................................................................... 2 1.3.2 Manfaat ....................................................................... 2

1.4

Ruang Lingkup Penulisan ........................................................ 3

1.5

Metodologi Penulisan .............................................................. 3

1.6

Sistematika Penulisan .............................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Sistem Distribusi Tenaga Listrik .............................................. 5

2.2

Jaringan Distribusi .................................................................... 6 2.2.1 Jaringan sistem distribusi primer .................................. 7 2.2.2 Jaringan distribusi primer menurut susunan rangkaiannya ................................................................. 8 2.2.3 Jaringan distribusi skunder rangkaiannya ...................... 12

2.3

Gardu Distribusi ....................................................................... 13

2.4

Transformator........................................................................... 14

viii

2.4.1 Transformator sisipan ................................................... 17 2.4.2 Pembebanan transformator ........................................... 17 2.5

Daya Listrik .................................................................................... 18 2.5.1 Daya semu ................................................................... 19 2.5.2 Daya aktif ..................................................................... 20 2.5.3 Daya reaktif ................................................................. 20 2.5.4 Faktor daya ................................................................... 21

2.6

Resistansi Penghantar ..................................................................... 23

2.7

Jatuh Tegangan (Drop Tegangan) .................................................. 24

2.8

Rugi Daya (Power Losses) ............................................................. 27

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Penyulang Kresna pada PT PLN (Persero) Rayon Sukarami ..... 28 3.2 Gardu Distribusi Sisipan .......................................................... 28 3.3 Pengumpulan Data ................................................................... 29 3.4 Tempat dan Waktu Pengambilan Data ...................................... 30 3.5 Prosedur Perhitungan................................................................ 30 3.6 Flowchart Pembuatan Laporan Akhir dan Prosedur Perhitungan .............................................................................. 32 3.7 Gardu Distibusi I.1913 dan I.762 .............................................. 34 3.8 Data Beban Gardu I.1913, I.762 dan PC0777 ........................... 37 3.8.1 Data beban gardu distribusi I.1913 ................................ 37 3.8.1.1 Daya terpasang gardu distribusi I.1913 .............. 38 3.8.2 Data beban gardu distribusi I.762 .................................. 41 3.8.2.1 Daya terpasang gardu distribusi I.762 ................ 44 3.8.3 Data beban gardu distribusi sisipan PC0777 .................. 45 3.9 Jaringan Tegangan Rendah Gardu Distribusi ........................... 47 3.10 Data Resistansi dan Reaktansi Penghantar ............................... 48

ix

BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Keadaan Gardu distribusi I.1913 dan I.762 dan Gardu Distribusi Sisipan PC0777 ........................................................................ 50 4.1.1 Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan ........ 52 4.1.2 Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan .......... 53 4.2 Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Gardu distribusi I.1913 dan I.762 Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan ............ 54 4.2.1 Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan ..................................................... 55 4.2.2 Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan ..................................................... 64 4.3 Pengaruh Pemasangan Transformator Distribusi Sisipan PC0777 ................................................................................... 70 4.3.1 Pembebanan pada transformator sisipan PC0777 ........... 71 4.3.2 Perhitungan pembebanan di gardu I.1913 dan I.762 setelah pemasangan transformator sisipan ..................... 72 4.3.3 Drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi sisipan PC0777 ............................................................. 74 4.3.4 Perubahan drop tegangan dan rugi daya pada gardu I.1913 dan I.762 ....................................................................... 81 4.4 Analisa .................................................................................... 86

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .............................................................................. 91 5.2 Saran ........................................................................................ 91 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1

Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan .............................................. 37

Tabel 3.2

Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan .............................................. 37

Tabel 3.3

Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan ................................................ 38

Tabel 3.4

Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan ................................................ 38

Tabel 3.5

Daya terpasang pada Gardu I.1913 ......................................... 39

Tabel 3.6

Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan .............................................. 41

Tabel 3.7

Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan .............................................. 42

Tabel 3.8

Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan ................................................ 42

Tabel 3.9

Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan ................................................ 43

Tabel 3.10

Daya terpasang pada Gardu I.762 ........................................... 44

Tabel 3.11

Hasil pengukuran arus saat beban puncak pada gardu sisipan PC 0777 ............................................................ 47

Tabel 3.12

Hasil pengukuran tegangan saat beban puncak pada gardu sisipan PC 0777 ............................................................ 47

Tabel 3.13

Panjang Penghantar Gardu I.1913 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan .......................................... 48

Tabel 3.14

Panjang Penghantar Gardu I.762 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan .......................................... 48

Tabel 3.15

Panjang Jaringan Gardu Distribusi PC0777 ............................ 48

Tabel 3.16

Data resistansi dan reaktansi kabel penghantar ....................... 49

xi

Tabel 3.17

KHA kabel pilin udara pada suhu keliling maksimum ............ 49

Tabel 4.1

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.1913 Sebelum Trafo Sisipan ................................ 59

Tabel 4.2

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan D I.1913 Sebelum Trafo Sisipan ................................ 61

Tabel 4.3

Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Sebelum Trafo Sisipan ................................................................................... 63

Tabel 4.4

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A I.762 Sebelum Trafo Sisipan ................................. 66

Tabel 4.5

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.762 Sebelum Trafo Sisipan ................................. 68

Tabel 4.6

Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Sebelum Trafo Sisipan ......................................................................... 69

Tabel 4.7

Perubahan Presentase Pembebanan Transformator (%) pada I.1913 dan I.762 ..................................................................... 74

Tabel 4.8

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B Gardu Sisipan PC0777 ........................................... 75

Tabel 4.9

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C1 Gardu Sisipan PC0777 ......................................... 77

Tabel 4.10

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C2 Gardu Sisipan PC0777 ......................................... 77

Tabel 4.11

Total Drop Tegangan dan Rugi Daya Jurusan pada Gardu Sisipan PC0777 ........................................................... 79

Tabel 4.12

Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan ............................................................ 81

Tabel 4.13

Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A (Baru) Gardu I.762 Setelah Trafo Sisipan .............. 82

Tabel 4.14

Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan ............................................................ 83

Tabel 4.15

Perubahan Drop Tegangan pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan ........................................ 85

xii

Tabel 4.16

Perubahan Rugi Daya pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan ........................................ 85

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1

Pengelompokan Sistem Distribusi Tenaga Listrik .................. 6

Gambar 2.2

Diagram Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ................ 7

Gambar 2.3

Bagian-bagian Sistem Distribusi Primer ................................. 8

Gambar 2.4

Skema Saluran Sistem Radial ................................................. 9

Gambar 2.5

Skema Saluran Tie Line ......................................................... 10

Gambar 2.6

Skema Saluran Sistem Loop ................................................... 10

Gambar 2.7

Skema Saluran Sistem Spindel ............................................... 11

Gambar 2.8

Skema Saluran Sistem Cluster ................................................ 12

Gambar 2.9

Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan konsumen ........................................................................ 12

Gambar 2.10 Gambar fluks magnet transformator ....................................... 15 Gambar 2.11 (a) Transformator tipe inti dan (b) Tipe cangkang ................... 16 Gambar 2.12 Tegangan AC yang diterapkan pada beban dan diagram fasor. (a) Rangkaian R dan X, (b) Diagram Vektor I dan V .............. 18 Gambar 2.13 Segitiga daya kompleks .......................................................... 19 Gambar 2.14 Arus Sefasa dengan Tegangan ................................................ 21 Gambar 2.15 Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ ......................... 22 Gambar 2.16 Arus mendahului dari tegangan sebesar sudut φ ..................... 23 Gambar 2.17 Diagram fasor saluran distribusi ............................................. 25 Gambar 2.18 Jala Terbuka dengan Beban Terbagi Rata ............................... 26 Gambar 3.1

Flowchart Pembuatan Laporan Akhir ..................................... 32

Gambar 3.2

Flowchart Prosedur Perhitungan ............................................ 33

Gambar 3.3

Single Line Diagram Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami ................................................................................ 35

Gambar 3.4

Gardu Distribusi I.1913 .......................................................... 36

Gambar 3.5

Gardu Distribusi I.762 ............................................................ 36

Gambar 3.6

Saluran tegangan rendah gardu distribusi I.1913 ..................... 39

Gambar 3.7

Saluran tegangan rendah gardu distribusi I.762....................... 43

xiv

Gambar 3.8

Gardu Distribusi Sisipan PC 0777 .......................................... 46

Gambar 3.9

LV Panel Gardu Distribusi Sisipan PC 0777 ........................... 46

Gambar 4.1

Keadaan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan ........... 50

Gambar 4.2

Keadaan Setelah Pemasangan Transformator Sisipan ............. 52

Gambar 4.3

Grafik Presentasi Pembebanan Transformator Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan .......................... 86

Gambar 4.4

Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan B I.1913..... 87

Gambar 4.5

Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan A I.762 ...... 88

Gambar 4.6

Grafik Perubahan Rugi Daya (kW) Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan ........................................ 89

xv

LAMPIRAN

Lampiran 1

Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir

Lampiran 2

Lembar Bimbingan Laporan Akhir

Lampiran 3

Surat Kesepakatan Bimbingan

Lampiran 4

Surat Permohonan Magang

Lampiran 5

Absensi Magang

Lampiran 6

Catatan Kegiatan Harian Magang Laporan Akhir

Lampiran 7

Nota Dinas Pengukuran Beban Gardu

Lampiran 8

Surat Pengajuan untuk Pengambilan Data ke PT PLN

Lampiran 9

Single Line Diagram Gardu Induk Talang Kelapa

Lampiran 10 Single Line Diagram Penyulang Kresna Lampiran 11 Foto Gardu I.1913, I.762, dan PC0777 Lampiran 12 Data Meeting Gardu 2014 Lampiran 13 Hasil Pengukuran Meeting Gardu 2015 Lampiran 14 Mapping JTR Gardu I.1913, I.762 dan PC0777 Lampiran 15 Data Pelanggan Gardu I.1913 dan I.762 Lampiran 16 Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir

xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Didapatkan bahwa tingkat pertumbuhan kebutuhan energi listrik nasional dapat mencapai 8,2 persen rata-rata per tahun. (www.energi.lipi.go.id) Seiring dengan pertumbuhan tersebut maka akan terjadinya perluasan jaringan listrik dan berakibat pada penambahan beban pada transformator distribusi. Penggunaan transformator distribusi ini sangatlah penting, karena hal ini berkaitan untuk kontinuitas penyediaan listrik. Namun, permasalahan yang sering terjadi di ruang lingkup jaringan distribusi listrik yakni terdapat transformatortransformator yang dibebani melebihi kapasitas ratingnya. Hal ini tentu sangat berbahaya karena dapat mengakibatkan kerusakan pada transformator itu sendiri. Kemudian, pembebanan yang berlebih ini akan berakibat drop tegangan pada penyalurannya sampai ke konsumen. Sebagaimana yang diketahui bahwa penyaluran listrik ke konsumen melalui jaringan tegangan rendah, sehingga ketika terjadi pembebanan yang berlebih menyebabkan arus yang cukup besar mengalir pada penghantar, terlebih lagi jarak beban yang dilayani terlampau jauh dari transformator, hal ini tentu menyebabkan drop tegangan sampai ke konsumen. Selain permasalahan tersebut, hal ini dapat menyebabkan rugi daya. Rugi daya sendiri merupakan persoalan krusial yang dewasa ini dihadapi oleh PT PLN dan belum dapat sepenuhnya terpecahkan. Data di lapangan menunujukkan bahwa rugi daya di jaringan cukup besar melebihi estimasi yang ditetapkan. Kerugian finansial akibat rugi daya ini merupakan hal yang tidak bisa dihindarkan. Melihat hal tersebut salah satu cara untuk mengatasi masalah pembebanan berlebih pada transformator adalah dengan memasang transformator sisipan, dengan prinsip kerja membagi dua beban yang terdapat pada trafo sebelumnya. Pemasangan transformator sisipan ini akan bedampak baik pada penyaluran energi listrik ujung dan penekanan losses. 1

2

Dalam hal ini, penulis akan menganalisis penggunaan transformator sisipan dan mengangkat judul “Analisa Pengaruh Pemasangan Transformator Sisipan di Gardu I.1913 dan I.762 pada Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami”

1.2 Perumusan Masalah Adapun permasalahan yang dibahas dalam laporan akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana keadaan pembebanan pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan? 2. Berapa besar drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan? 3. Bagaimana pengaruh pemasangan gardu sisipan PC0777 terhadap transformator pada gardu distribusi I.1913 dan I.762?

1.3 Tujuan dan Manfaat 1.3.1 Tujuan Mengacu pada rumusan masalah tersebut, tujuan dari penulisan laporan akhir ini adalah: 1.

Untuk mengetahui keadaan pembebanan pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan.

2.

Untuk mengetahui drop tegangan dan besar rugi daya pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan.

3.

Untuk mengetahui pengaruh pemasangan gardu sisipan PC0777 terhadap transformator pada gardu distribusi I.1913 dan I.762.

1.3.2 Manfaat Manfaat yang diharapkan dari penulisan laporan ini adalah sebagai berikut: 1.

Dapat menjelaskan keadaan pembebanan pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan gardu sisipan.

3

2.

Dapat menjelaskan tentang perhitungan drop tegangan dan besar rugi daya pada gardu I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan.

3.

Dapat menjelaskan pengaruh pemasangan gardu sisipan PC0777 terhadap transformator pada gardu distribusi I.1913 dan I.762.

4.

Dapat membantu pengembangan pembelajaran mahasiswa pada jurusan Teknik Elektro terutama Teknik Listrik, sebagai referensi bagi mahasiswa dalam proses pembuatan karya ilmiah, sebagai bahan masukan bagi PT. PLN Persero untuk terus meningkatkan kinerja.

1.4 Ruang Lingkup Penulisan Adapun batasan masalah dalam penulisan laporan akhir ini yakni: 1. Transformator sisipan yang akan dianalisa adalah PC0777 yang berada pada penyulang Kresna yang masih dibawah wewenang PT PLN (Persero) Rayon Sukarami, untuk gardu I.1913 dan I.762 di Jalan Macan Kumbang, Palembang. 2. Drop tegangan dan rugi daya pada saluran tegangan rendah didapatkan dari hasil perhitungan.

1.5 Metodologi Penulisan Dalam penyusunan laporan akhir ini, metode yang digunakan untuk mengumpulkan data adalah sebagai berikut: 1. Studi Pustaka Metode ini dilaksanakan dengan mengkaji literature dari berbagai buku dan situs-situs internet yang berkaitan dengan laporan akhir ini.

2. Observasi Metode ini pelaksanaannya melalui tinjauan langsung ke lapangan untuk melihat hal-hal yang berhubungan mengenai penggunaan transformator sisipan pada PT.PLN Rayon Sukarami Palembang.

4

3. Wawancara Melakukan tanya jawab secara langsung mengenai permasalahan yang akan di bahas kepada pembimbing di lapangan dan kepada pembimbing laporan akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya.

1.6 Sistematika Penulisan Adapun tujuan dari sistematika penulisan ini adalah untuk memberikan pengarahan secara lengkap dan jelas. Dari permasalahan tugas akhir ini dan juga merupakan garis dari permasalahan tiap-tiap yang diuraikan sebagai berikut: BAB I

PENDAHULUAN Sebagai

pendahuluan

menjelaskan

tentang

latar

belakang,

perumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, metode penulisan, pembatasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II

TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini Penulis akan memaparkan

teori-teori pendukung

yang menunjang penulisan laporan akhir ini, yang meliputi sistem distribusi tenaga listrik, transformator, rugi-rugi, jenis penghantar dan sebagainya. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi keadaan umum serta prosedur yang digunakan dalam proses pengambilan dan pengolahan data. BAB IV PEMBAHASAN Bab ini memberikan penjelasan mengenai keadaan sebelum dan sesudah

dilakukannya

penambahan

trafo

sisipan,

meliputi

pembebanan, drop tegangan serta rugi daya. BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari kesuluruhan yang telah dievaluasi pada bab-bab sebelumnya.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik1 Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (bulk power source) sampai ke konsumen. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh Gardu Induk (GI) dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV, 154 kV, 220 kV atau 500 kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I2.R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke pelanggan konsumen. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan transformator step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain itu juga tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka,

1

Suhadi dkk, Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1, Jakarta, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008, Hal 11

5

6

pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan transformator step-down. Dalam hal ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

Gambar 2.1 Pengelompokan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

2.2 Jaringan Distribusi Jaringan distribusi terdiri atas dua bagian, yang pertama adalah jaringan tegangan menengah/primer (JTM), yang menyalurkan daya listrik dari gardu induk subtransmisi ke gardu distribusi, jaringan distribusi primer menggunakan tiga kawat atau empat kawat untuk tiga fasa. Jaringan yang kedua adalah jaringan tegangan rendah (JTR), yang menyalurkan daya listrik dari gardu distribusi ke konsumen, dimana sebelumnya tegangan tersebut ditransformasikan oleh

7

transformator distribusi dari 20 kV menjadi 380/220 Volt, jaringan ini dikenal pula dengan jaringan distribusi sekunder. Jaringan distribusi sekunder terletak antara transformator distribusi dan sambungan pelayanan (beban) menggunakan penghantar udara terbuka atau kabel dengan sistem tiga fasa empat kawat (tiga kawat fasa dan satu kawat netral). Dapat kita lihat gambar dibawah proses penyedian tenaga listrik bagi para konsumen.

Gambar 2.2 Diagram Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik

2.2.1 Jaringan sistem distribusi primer Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplay tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer. Berikut adalah gambar bagian-bagian distribusi primer secara umum.

8

Gambar 2.3 Bagian-bagian Sistem Distribusi Primer

Bagian-bagian sistem distribusi primer terdiri dari : 1. Transformator daya, berfungsi untuk menurunkan tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan menegah atau sebaliknya. 2. Pemutus tegangan, berfungsi sebagai pengaman yaitu pemutus daya 3. Penghantar, berfungsi sebagai penghubung daya 4. Busbar, berfungsi sebagai titik pertemuan / hubungan antara trafo daya dengan peralatan lainnya 5. Gardu hubung, berfungsi menyalurkan daya ke gardu-gardu distribusi tanpa mengubah tegangan. 6. Gardu distribusi, berfungsi untuk menurunkan tegangan menengah menjadi tegangan rendah. 2.2.2 Jaringan distribusi primer menurut susunan rangkaiannya 2 Jaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20kV) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran

2

Ahmad Ardiansyah, Analisis Keandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV, 2010, Hal 7.

9

penghubung (Tie Line), Jaringan Lingkaran (Loop), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster. a. Jaringan Radial Merupakan jaringan sistem distribusi primer yang sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.

Gambar 2.4 Skema Saluran Sistem Radial

Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding sistem lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan kareana hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada di ujung saluran. b. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar 2.3 digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lain-lain.)

10

Gambar 2.5 Skema Saluran Tie Line

c.

Jaringan Loop Tipe ini merupakan jaringan distribusi primer, gabungan dari dua tipe

jaringan radial dimana ujung kedua jaringan dipasang PMT. Pada keadaan normal tipe ini bekerja secara radial dan pada saat terjadi gangguan PMT dapat dioperasikan sehingga gangguan dapat terlokalisir. Tipe ini lebih handal dalam penyaluran tenaga listrik dibandingkan tipe radial namun biaya investasi lebih mahal.

Gambar 2.6 Skema Saluran Sistem Loop

11

d.

Jaringan Spindel Sistem spindle menggunakan express feeder pada bagian tengah yang

langsung terhubung dari gardu induk ke gardu hubung, sehingga sistem ini tergolong sistem yang handal. Sistem jaringan ini merupakan kombinasi antara jaringan radial dengan jaringan rangkaian terbuka (open loop). Titik beban memiliki kombinasi alternatif penyulang sehingga bila salah satu penyulang terganggu, maka dengan segera dapat digantikan oleh penyulang lain. Dengan demikian kontinuitas penyaluran daya sangat terjamin. Pada bagian tengah penyulang biasanya dipasang gardu tengah yang berfungsi sebagai titik manufer ketika terjadi gangguan pada jaringan tersebut.

Gambar 2.7 Skema Saluran Sistem Spindel e.

Sistem Cluster Sistem ini mirip dengan sistem spindle. bedanya pada sistem cluster tidak

digunakan gardu hubung atau gardu switching, sehingga express feeder dari gardu hubung ke tiap jaringan. Express feeder ini dapat berguna sebagai titik manufer ketika terjadi gangguan pada salah satu bagian jaringan.

12

Gambar 2.8 Skema Saluran Sistem Cluster

2.2.3 Jaringan sistem distribusi sekunder Sistem distribusi sekunder seperti pada Gambar 2.2 merupakan salah satu bagian dalam sistem distribusi, yaitu mulai dari gardu trafo sampai pada pemakai akhir atau konsumen.

Gambar 2.9 Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan konsumen

13

Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Melihat letaknya, sistem distribusi ini merupakan bagian yang langsung berhubungan dengan konsumen, jadi sistem ini berfungsi menerima daya listrik dari sumber daya (trafo distribusi), juga akan mengirimkan serta mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. mengingat bagian ini berhubungan langsung dengan konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus sangat diperhatikan. Sistem penyaluran daya listrik pada Jaringan Tegangan Rendah dapat dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut : 1. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) Jenis penghantar yang dipakai adalah kabel telanjang (tanpa isolasi) seperti kabel AAAC, kabel ACSR. 2. Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah (SKUTR) Jenis penghantar yang dipakai adalah kabel berisolasi seperti kabel LVTC (Low Voltage Twisted Cable).ukuran kabel LVTC adalah : 2x10mm2, 2x16mm2, 4x25mm2, 3x 35mm2, 3x50mm2, 3x70mm2. Menurut SPLN No.3 Tahun 1987, jaringan tegangan rendah adalah jaringan tegangan rendah yang mencakup seluruh bagian jaringan beserta perlengkapannya, dari sumber penyaluran tegangan rendah sampai dengan alat pembatas/pengukur. Sedangkan STR (Saluran Tegangan Rendah) ialah bagian JTR tidak termasuk sambungan pelayanan (bagian yang menghubungkan STR dengan alat pembatas/pengukur). 2.3 Gardu Distribusi3 Pengertian umum Gardu Distribusi tenaga listrik yang paling dikenal adalah suatu bangunan gardu listrik berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB-TM), Transformator Distribusi (TD) dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok 3

PT.PLN (Persero), Buku 4 Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik, Jakarta, 2010. Hal.1

14

kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah (TM 20 kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi Gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemerintah daerah(Pemda) setempat. Secara garis besar gardu distribusi dibedakan atas : a. Jenis pemasangannya : Gardu pasangan luar : Gardu Portal, Gardu Cantol Gardu pasangan dalam : Gardu Beton, Gardu Kios b. Jenis Konstruksinya : a) Gardu Beton (bangunan sipil : batu, beton) b) Gardu Tiang : Gardu Portal dan Gardu Cantol c) Gardu Kios c. Jenis Penggunaannya : a) Gardu Pelanggan Umum b) Gardu Pelanggan Khusus Khusus pengertian Gardu Hubung adalah gardu yang ditujukan untuk memudahkan manuver pembebanan dari satu penyulang ke penyulang lain yang dapat dilengkapi/tidak dilengkapi RTU (Remote Terminal Unit). Untuk fasilitas ini lazimnya dilengkapi fasilitas DC Supply dari Trafo Distribusi pemakaian sendiri atau Trafo distribusi untuk umum yang diletakkan dalam satu kesatuan. 2.4 Transformator4 Transformator merupakan suatu alat listrik suatu alat listrik yang termasuk ke dalam klasifikasi mesin listrik statis yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah dan sebaliknya atau dapat juga diartikan mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi elektromagnet.

4

Prih Sumardjati, dkk, Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3, 2008

15

Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik kemungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam bidang teknik listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi: 1. Transformator daya, yaitu transformator yang biasa digunakan untuk menaikkan tegangan pembangkit menjadi tegangan transmisi 2. Transformator distribusi, yaitu transformator yang biasa digunakan untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi 3. Transformator pengukuran, yaitu transformator yang terdiri dari transformator arus dan transformator tegangan. Secara konstruksinya transformator terdiri atas dua kumparan yaitu primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolakbalik, maka fluks bolak-balik akan terjadi pada kumparan sisi primer, kemudian fluks tersebut akan mengalir pada inti transformator, dan selanjutnya fluks ini akan mengimbas pada kumparan yang ada pada sisi sekunder yang mengakibatkan timbulnya fluks magnet di sisi sekunder, sehingga pada sisi sekunder akan timbul tegangan.

Gambar 2.10 Gambar fluks magnet transformator

16

Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti, dikenal dua jenis transformator, yaitu tipe inti (core type) dan tipe cangkang (shell type). Pada transformator tipe inti Gambar 2.11(a), kumparan mengelilingi inti, dan pada umumnya inti transformator L atau U. Peletakkan kumparan pada inti diatur secara berhimpitan antara kumparan primer dengan sekunder. Dengan pertimbangan kompleksitas cara isolasi tegangan pada kumparan, biasanya sisi kumparan tinggi diletakkan di sebelah luar sedangkan pada transformator tipe cangkang Gambar 2.11b kumparan dikelilingi oleh inti, dan pada umumnya intinya berbentuk huruf E dan huruf I, atau huruf F. Untuk membentuk sebuah transformator tipe Inti maupun Cangkang, inti dari transformator yang berbentuk huruf tersebut disusun secara berlapis-lapis (laminasi), jadi bukan berupa besi pejal.

(a)

(b)

Gambar 2.11 (a) Transformator tipe inti dan (b) Tipe cangkang

Tujuan utama penyusunan inti secara berlapis ini adalah untuk mengurangi kerugian energi akibat “Eddy Current” (arus pusar), dengan cara laminasi seperti ini maka ukuran jerat induksi yang berakibat terjadinya rugi energi di dalam inti bisa dikurangi. Proses penyusunan inti transformator biasanya dilakukan setelah proses pembuatan lilitan kumparan transformator pada rangka (koker) selesai dilakukan.

17

2.4.1 Transformator sisipan 5 Transformator Sisipan adalah transformator distribusi yang dipasang oleh PT PLN (Persero) guna membantu transformator distribusi yang sudah ada, yang mengalami pembebanan berlebih atau untuk memperbaiki keadaan dimana jaringan mengalami drop tegangan yang tinggi. Hal ini dengan cara memindahkan beban dari satu saluran kepada satu saluran yang berbeda dari transformator yang sudah ada ke transformator sisipan. Beberapa faktor yang dipertimbangkan oleh PT.PLN untuk menambah tranformator atau gardu sisipan adalah : 1. Trafo sebelumnya sudah overload 6 Over load terjadi karena beban yang terpasang pada trafo melebihi kapasitas maksimum yang dapat dipikul trafo dimana arus beban melebihi arus beban penuh (full load) dari trafo. Over load akan menyebabkan trafo menjadi panas dan kawat tidak sanggup lagi menahan beban, sehingga timbul panas yang menyebabkan besarnya drop tegangan pada JTR 2. Besarnya drop tegangan pada JTR Menurut SPLN No. 72 tahun 1987 pasal 4 ayat 19 tentang Pengaturan tegangan dan turun tegangan, bahwa jatuh tegangan yang diperbolehkan pada transformator distribusi dibolehkan 3% dari tegangan kerja. Turun tegangan pada STR dibolehkan sampai 4% dari tegangan kerja.

2.4.2 Pembebanan transformator Untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan rumus: IFL = Dimana:

5

S

(2.1)

√3 . VF-N

IFL

= arus beban penuh (A)

S

= daya transformator (kVA)

VF-N

= tegangan sisi sekunder transformator (V)

http://www.purwanata.com/2014/04/laporan-ts-ojt-pemasangan-trafo-sisipan.html Fanoeel Thamrin, Studi Inferensi Fuzzy Tsukamoto untuk Penentuan Faktor Pembebanan Trafo PLN, Hal.41 6

18

Menurut PT.PLN (Persero), transformator distribusi diusahakan agar tidak dibebani lebih dari 80 % atau dibawah 40 %. Jika melebihi atau kurang dari nilai tersebut transformator bisa dikatakan overload atau underload. Diusahakan agar trafo tidak dibebani keluar dari range tersebut. Bila beban trafo terlalu besar maka dilakukan penggantian trafo atau penyisipan trafo atau mutasi trafo. Rumus berikut dapat digunakan untuk melihat besar kapasitas trafo yang ada. kVA beban terukur =

(I R x V R-N )+ (I S x V S-N )+ (IT x V T-N) 1000

Persentase beban Transformator (%) =

................................ (2.2)

𝑘𝑉𝐴 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟 𝑘𝑉𝐴 𝑇𝑟𝑎𝑓𝑜

x 100 %................(2.3)

2.5 Daya Listrik Apabila suatu sumber listrik arus bolak-balik (AC) diterapkan pada komponen impedansi kompleks 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋 dimana 𝑋 = 2𝜋. 𝑓𝐿 seperti ditampilkan pada gambar 2.12 (a), menghasilkan fasor tegangan 𝑉 = |𝑉|∠ 𝜃 dan fasor arus 𝐼 = |𝐼|∠ 𝜃, dalam nilai efektif (rms) seperti digambarkan pada gambar 2.12 (b).

Gambar 2.12 Tegangan AC yang diterapkan pada beban dan diagram fasor. (a) Rangkaian R dan X, (b) Diagram Vektor I dan V

Ungkapan daya pada rangkaian diatas adalah perkalian tegangan dan arus VI* yang menghasilkan, 𝐕𝐈∗ = |𝐕||𝐈|∠ 𝛉𝐯 − 𝛉𝐢 𝐕𝐈∗ = |𝐕||𝐈|∠ 𝛉 𝐕𝐈∗ = |𝐕||𝐈|𝐜𝐨𝐬 𝛉 + 𝐣|𝐕||𝐈|𝐬𝐢𝐧 𝛉

(2.4)

19

Persamaan diatas menentukan kuantitas daya kompleks dimana bagian realnya merupakan daya nyata P dan bagian imajinernya merupakan daya rekatif Q sedangkan 𝜽 merupakan sudut daya. Menurut Smith (1992) konsep daya kompleks memberikan pendekatan lain untuk pemecahan persoalan rangkaian arus AC. Perhitungan yang mengikuti kaidah aljabar kompleks, teknik vektor dan metode grafik dapat diterapkan seperti ditunjukkan pada gambar 2.13

Gambar 2.13 Segitiga daya kompleks Selanjutnya daya kompleks ditandai dengan S dan diberikan melalui, 𝐒 = 𝐕𝐈∗

(2.5)

𝐒 = 𝐏 + 𝐣𝐐

(2.6)

Magnitude dari S, |𝐒| = √𝐏𝟐 + 𝐐𝟐

(2.7)

𝐐 = √𝐒𝟐 − 𝐏𝟐

(2.8)

Persamaan diatas merupakan daya terlihat (apperent power), satuannya dalam Volt-Ampere dan satuan besarnya dalam kVA atau MVA. Daya terlihat memberikan indikasi langsung dari energi listrik dan digunakan sebagai suatu rating satuan perangkat daya. Dari uraian diatas maka daya listrik dapat dikelompokkan menjadi tiga macam, yakni daya semu, daya aktif (nyata) dan daya reaktif.

2.5.1 Daya semu Daya semu merupakan daya listrik yang melalui suatu penghantar transmisi atau distribusi. Daya ini merupakan hasil perkalian antara tegangan dan arus yang melalui penghantar.

20

Untuk 1 fasa : S = V x I Untuk 3 fasa : S = √3 x VL x IL

(2.9) (2.10)

Dimana : S = Daya semu (VA) V = Tegangan antar saluran (Volt) I = Arus saluran (Ampere)

2.5.2 Daya aktif Daya aktif (daya nyata) merupakan daya listrik yang digunakan untuk keperluan menggerakkan mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya. Daya aktif ini merupakan pembentukan dari besar tegangan yang kemudian dikalikan dengan besaran arus dan faktor dayanya. Untuk 1 fasa : P = V x I x Cos Ø....................................................... (2.11) Untuk 3 fasa : P = √3 x VL x IL x Cos Ø.............................................(2.12) Dimana : P = Daya Nyata (Watt) V = Tegangan antar saluran (Volt) I = Arus saluran (Amper) Cos Ø = Faktor Daya (standar PLN 0,85)

2.5.3 Daya reaktif Daya reaktif merupakan selisih antara daya semu yang masuk pada penghantar dengan daya aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya ini terpakai untuk daya mekanik dan panas. Untuk 1 fasa : Q = V x I x Sin Ø....................................................... (2.13) Untuk 3 fasa : Q = √3 x VL x IL x Sin Ø.............................................. (2.14) Dimana : Q = Daya reaktif (VAR) V= Tegangan antar saluran (Volt) I = Arus saluran (Amper) Sin Ø = Faktor Daya (tergantung nilai Ø)

21

2.5.4 Faktor daya Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total. Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu. Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas sistim pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (VA). Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor. Dalam sistem tenaga listrik dikenal 3 jenis faktor daya yaitu faktor daya unity, faktor daya terbelakang (lagging) dan faktor daya terdahulu (leading) yang ditentukan oleh jenis beban yang ada pada sistem.

1. Faktor Daya Unity Faktor daya unity adalah keadaan saat nilai cos φ adalah satu dan tegangan sephasa dengan arus. Faktor daya Unity akan terjadi bila jenis beban adalah resistif murni.

V

(a)

I

(b)

Gambar 2.14 Arus Sefasa dengan Tegangan (a) Rangkaian beban R (b) Diagram vektor I dan V sefasa

22

Pada Gambar terlihat nilai cos φ sama dengan 1, yang menyebabkan jumlah daya nyata yang dikonsumsi beban sama dengan daya semu.

2. Faktor Daya Terbelakang (Lagging) Faktor daya terbelakang (lagging) adalah keadaan faktor daya saat memiliki kondisi-kondisi sebagai berikut : 1. Beban/ peralatan listrik memerlukan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat induktif. 2. Arus (I ) terbelakang dari tegangan (V), V mendahului I dengan sudut φ

R

XL (a)

(b)

Gambar 2.15 Arus tertinggal dari tegangan sebesar sudut φ a.

Rangkaian R dan L

b.

Diagram vektor I lagging terhadap V

Dari Gambar terlihat bahwa arus tertinggal dari tegangan maka daya reaktif mendahului daya semu, berarti beban membutuhkan atau menerima daya reaktif dari sistem. Rumus faktor daya tertinggal : Faktor daya (power factor) =

3.

𝑃 𝑆

=

𝑉.𝐼.sin 𝜃 𝑉.𝐼

= sin θ ............................. (2.15)

Faktor Daya Mendahului (Leading) Faktor daya mendahului (leading) adalah keadaan faktor daya saat memiliki

kondisi-kondisi sebagai berikut : 1. Beban/ peralatan listrik memberikan daya reaktif dari sistem atau beban bersifat kapasitif.

23

2. Arus mendahului tegangan, V terbelakang dari I dengan sudut φ

(a)

(b)

Gambar 2.16 Arus mendahului dari tegangan sebesar sudut φ a.

Rangkaian R dan C

b.

Diagram vektor I leading terhadap V

Dari Gambar terlihat bahwa arus mendahului tegangan maka daya reaktif tertinggal dari daya semu, berarti beban memberikan daya reaktif kepada sistem. Rumus faktor daya tertinggal : Faktor daya (power factor) =

2.6

𝑃 𝑆

=

𝑉.𝐼.cos 𝜃 𝑉.𝐼

= cos θ ........................... (2.16)

Resistansi Penghantar Resistansi adalah tahanan suatu penghantar baik itu pada saluran transmisi

maupun distribusi yang menyebabkan kerugian daya. Maka besarnya resistansi pada jaringan listrik dapat dicari dengan rumus persamaan berikut: R=ρ

𝑙 𝐴

........................................................................................ (2.17)

Dimana : R

: Resistansi (Ω),

l

: Panjang kawat penghantar (m),

A

: Luas penampang kawat (m2),

ρ

: Tahanan jenis (Ωm). Tahanan penghantar mempunyai suhu maksimum yang telah distandarkan

oleh pabrik pembuatnya (maksimum 30°C untuk Indonesia), perubahan suhu sebesar 1°C dapat menaikkan tahanan penghantar. Perubahan tahanan nilai tahanan ini disebut koefisien temperatur dari tahanan yang diberi simbol α, nilai α dapat

24

dilihat pada tabel di bawah ini. Perubahan nilai tahanan terhadap suhu, dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : Rt2 = Rt1[1 + αtlt2 –t1)] ................................................................................ (2.18) Dimana T0 = Temperatur pada penghantar aluminium ( 0C )

Rt2 = Rtl

𝑇𝑜+𝑡2 𝑇0+𝑡1

......................................................................................... (2.19)7

Dimana: Rt2 = resistan pada suhu t2 ( Ω / km) Rt1 = resistan pada suhu t1 ( Ω / km) αt1

= koefisien temperature dari tahanan pada suhu 0,03931 untuk Cu pada suhu 12345ºC 0,03931 untuk Al pada suhu 12345ºC

t1 = suhu normal penghantar ( °C ) t2 = suhu yang ditentukan ( °C ) To = konstanta untuk penghantar tertentu : a. 234,5 untuk tembaga 100% Cu b. 241,0 untuk tenbaga 97% Cu c. 228 untuk aluminium 61 % Al

2.7 Jatuh Tegangan (Drop Tegangan) Jatuh tegangan (drop voltage) adalah perbedaan tegangan kirim dan tegangan terima karena adanya impedansi pada penghantar. Adapun penyebab jatuh tegangan (drop tegangan) adalah : 1. Panjang jaringan, jauhnya jaringan dari trafo 2. Rendahnya tegangan yang diberikan dari trafo distribusi 3. Jenis penghantar yang digunakan 4. Sambungan penghantar atau konektor yang tidak baik 5. Arus yang dihasilkan terlalu besar

7

T.S. Hutahuruk, Transmisi Daya Listrik, 1996, Hal 7

25

Gambar 2.17 Diagram fasor saluran distribusi Besarnya drop tegangan yang terjadi pada saluran tersebut dapat dirumuskan : ΔV = | Vs | - | Vr |......................................................................................... (2.20) Untuk mendapatkan susut tegangan seperti diagram fasor diatas dengan mengasumsikan bahwa Vs dan Vr berhimpitan. Pada gambar 2.12 dapat diperhatikan bahwa persamaan tegangan yang mendasari diagram vektor tersebut adalah : Vs = VR + I (R cos θ + X sin θ)

(2.21)

Karena faktor I (R cos θ + X sin θ) sama dengan Iz, maka persamaan menjadi : Vs = VR + Iz atau Vs-Vr = Iz

(2.22)

Sehingga ΔV = IZ

(2.23)

ΔV = I (R cos θ + X sin θ)

(2.24)

Maka untuk saluran distribusi pada saluran distribusi 3 phasa adalah : ΔV = √3 . I . (R cos θ + X sin θ)

(2.25)

Dimana : Cos θ = 0,85 (standar PLN) Sin θ = Arc cos θ = 0,53 Tegangan pada sisi penerimaVR = Vs – ΔV

(2.26)

Drop tegangan dalam persentase : % V rugi =

𝛥𝑉 𝑉𝑠

x 100 %

(2.27)

26

Keterangan : ΔV = drop tegangan (V)

I = Arus saluran (A)

Vs = Tegangan awal (V)

IR = Komponen arus aktif

Vr = Tegangan akhir (V)

IX = Komponen arus reaktif

R = Resistansi saluran (Ω)

pf = power factor

X = Reaktansi saluran (Ω)

qf = power factor reaktif

Adapun perhitungan untuk jatuh tegangan menurut Kadir, yakni dapat dilihat pada Gambar 2.18 Terlihat sebuah jala terbuka, dengan tegangan awal U1, beban I1, I2, I3,...,In, tegangan akhir Ua kerugian tegangan atas jala sebesar ∆Uj dan masing-masing bagian jala dengan resistansi dan reaktansi, sebesar R1 dan X1, R2 dan X2, hinggan Rn dan Xn.

Gambar 2.18 Jala Terbuka dengan Beban Terbagi Rata Besarnya kerugian tegangan ∆Uj adalah: ∆Ūj

= Ū1 - Ūa = (Ī1 + Ī2 + .... + Īn) R1 + (Ī2 + Ī3 + .... + Īn) R2 +.....+ Īn Rn + j[Ī1 + Ī2 + .... + Īn) X1 + (Ī2 + Ī3 + .... + Īn) X2 +....+ Īn Xn

(2.28)

Dengan mempergunakan pendekatan yang telah lebih dahulu dipakai, diperoleh: ∆U

≈ U1 – U2 ≈ I1 R1 cos φ1 + I1 X1 sin φ1 + I2 R2 cos φ2 + I2 X2 sin φ2 +....+ In Rn cos φn + In Xn sin φn

27

∆U

≈ ∑𝑛𝑝=1[ Ip Rp cos φp + Ip Xp sin φp]

(2.29)

2.8 Rugi daya (Power Losses) Dalam menentukan distribusi beban secara ekonomis diantara stasiunstasiun dijumpai keperluan untuk mempertimbangkan kehilangan daya dalam saluran-saluran distribusi. Hilang daya (rugi daya) utama pada saluran adalah besarnya daya yang hilang pada saluran, yang besarnya sama dengan daya yang disalurkan dari sumber daya yang dikurangi besarnya daya yang diterima pada perlengkapan hubungan bagi utama. Rugi daya dipengaruhi oleh tahanan dan besarnya arus yang mengalir pada saluran, hingga timbul rugi energi berupa panas yang hilang pada saluran. Besar rugi daya satu fasa dinyatakan dengan persamaan: ∆P

= I2 x R (Watt )

(2.30)8

Keterangan: ∆P

= Rugi daya pada saluran (Watt)

I

= Arus beban pada saluran (Ampere)

R

= Tahanan Murni (Ohm)

Untuk rugi-rugi daya pada saluran tiga fasa dinyatakan oleh persamaan: ΔP = 3 x I2 x R

8 9

Ibid, Hal 67 PT.PLN Pusat Pendidikan dan Pelatihan. Teknik Listrik Terapan. Hlm 13

(2.31)9

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Penyulang Kresna pada PT PLN (Persero) Rayon Sukarami Penyuplai tenaga listrik konsumen pada PT. PLN (Persero) Rayon Sukarami berasal dari Gardu Induk Talang Kelapa yang terinterkoneksi dengan gardu induk lainnya dibawah pengawasan PT PLN (Persero) UPB Sumbagsel. Diketahui bahwa Gardu Induk Talang Kelapa memiliki tiga buah transformator daya

dengan

kapasitas

masing-masing

transformator

yakni

60

MVA.

Transformator-transformator daya tersebut menyalurkan energi ke 15 penyulang yang ada. Penyulang Kresna merupakan salah satu penyulang yang mendapat aliran energi dari bus 2 transformator daya 60 MVA di Gardu Induk Talang Kelapa. Selanjutnya, penyulang Kresna sendiri memiliki panjang jaringan yakni 32,63 km dengan jumlah gardu distribusi sebanyak 56 buah. Dengan jumlah gardu yang cukup banyak tersebut, maka perlu dilakukan suatu kondisi untuk mencegah terjadinya hal-hal yang menyebabkan kerusakan pada transformator-transformator tersebut.

3.2 Gardu Distribusi Sisipan Gardu sisipan digunakan untuk mengatasi beban lebih (overload) dan drop tegangan dan rugi daya saluran distribusi. Dalam laporan akhir ini dianalisa pengaruh pemasangan gardu sisipan PC0777 untuk gardu I.1913 dan I.762. Gardu I.1913 dan I.762 berada di penyulang Kresna yang masih dalam tanggung jawab PT PLN (Persero) Rayon Sukarami. Analisa ini meliputi keadaan sebelum dan setelah dipasangnya gardu sisipan. Adapun untuk diketahui langkah-langkah pelaksanaan pemasangan gardu sisipan: 1. Petugas melakukan kegiatan meeting gardu sebelum dilakukannya pemasangan transformator sisipan, untuk melihat seberapa besar pembebanan yang ada pada suatu transformator distribusi. Hal ini dengan 28

29

mengukur arus dan tegangan pada phasa R,S, T dan N menggunakan tang ampere. Untuk mengetahui kapasitas beban transformator, dilakukan pengukuran beban pada saat waktu beban puncak (WBP), yakni pada waktu 18.00-22.00. Diketahui bahwa pada saat beban puncak inilah transformator dibebani dengan daya yang maksimal. 2. Selanjutnya yakni perencanaan berapa besar kapasitas transformator yang ingin dipasang dan dimana akan meletakkannya. 3. Kemudian, merencanakan berapa besar beban dari transformator di gardu yang akan dipindahkan ke tranformator sisipan. 4. Langkah berikutnya yakni izin ke pihak terkait, salah satunya tempat lokasi dimana gardu sisipan akan dipasang 5. Pemasangan gardu sisipan beserta pembagian bebannya. 6. Petugas melakukan pengukuran kembali untuk arus dan tegangan pada masing-masing fasanya.

3.3 Pengumpulan Data Berkaitan dengan pokok bahasan yang akan dianalisis penulis, maka dibutuhkan data-data yang akan menunjang laporan akhir ini. Berikut data-data yang penulis kumpulkan: 1. Teori-teori yang berkaitan dengan pembahasan, yaitu perhitungan tentang rugi tegangan, rugi daya pada transformator. 2. Data-data yang berkaitan dengan perhitungan yakni: -

Data beban puncak pada Gardu I.1913 dan I.762 sebelum dilakukan pemasangan trafo sisipan.

-

Data beban puncak pada Gardu I.1913 dan I.762 setelah dilakukan pemasangan trafo sisipan.

-

Data beban puncak pada transformator sisipan PC 0777.

-

Data saluran penyulang Kresna, khususnya saluran JTR untuk gardugardu yang dianalisisi. Hal ini meliputi jumlah pelanggan, panjang saluran, spesifikasi penghantar, resistansi dan reaktansi penghantar.

-

Nameplate dari transformator yang digunakan.

30

3.4 Tempat dan Waktu Pengambilan Data Dalam pembuatan laporan akhir ini, penulis mengambil data pada gardu distribusi I.1913, I.762 dan gardu sisipan PC 0777 yang berada di penyulang Kresna PT. PLN (Persero) WS2JB Rayon Sukarami, beralamat di Jalan Macan Kumbang, Palembang. Waktu pengambilan data dimulai dari tanggal 2 Februari sampai dengan 31 Maret 2015.

3.5 Prosedur Perhitungan Langkah yang dilakukan setelah data-data terkumpul yakni melakukan perhitungan keadaan sebelum dan sesudah dipasang transformator sisipan. Adapun tahapan-tahapannya: 1. Tahap 1: Menghitung besar KVA beban terpakai dan persentase pembebanan transformator distribusi I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan gardu sisipan. Data diambil dari hasil pengukuran langsung, dapat dilihat pada tabel 3.1 dan 3.2 serta tabel 3.6 dan tabel 3.7. 2. Tahap 2: Menghitung besarnya resistansi saluran saat suhu rata-rata beban puncak yang terjadi pada malam hari. 3. Tahap 3: Menghitung besarnya drop tegangan dan rugi daya yang dihasilkan akibat pembebanan transformator pada trafo di gardu I.1913 dan I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan berdasarkan daya terpasang pada masing-masing jurusan dapat dilihat pada Tabel 3.5 dan Tabel 3.10. 4. Tahap 4: Menghitung besar KVA beban terpakai dan presentase pembebanan PC0777. Data diambil dari hasil pengukuran langsung, dapat dilihat pada tabel 3.11 dan tabel 3.12. 5. Tahap 5:

31

Menghitung besar KVA beban terpakai dan persentase pembebanan transformator distribusi I.1913 dan I.762 setelah pemasangan gardu sisipan PC0777. Data diambil dari hasil pengukuran langsung, dapat dilihat pada tabel 3.3 dan 3.4 serta tabel 3.8 dan tabel 3.9. 6. Tahap 6: Menghitung besarnya drop tegangan dan rugi daya yang dihasilkan setelah pemasangan transformator sisipan pada masing-masing transformator di gardu I.1913 dan I.762 serta gardu sisipan PC0777. 7. Tahap 7: Melakukan analisa pada keadaan pembebanan, drop tegangan serta rugi daya sebelum dan sesudah dipasangnya transformator sisipan PC0777.

32

3.6 Flowchart Pembuatan Laporan Akhir dan Prosedur Perhitungan Mulai

Mencari Studi Pustaka dan Referensi

Observasi Keadaan Lapangan

Konsultasi Pembimbing Lapangan

Mengidentifikasi Masalah

Pengumpulan Datadata

Konsultasi Dosen Pembimbing

Konsultasi Pembimbing Lapangan

Tidak

Apakah data yang didapatkan lengkap dan benar?

Ya

Konsultasi Dosen Pembimbing

Pengolahan Data, perhitungan dan penyusunan

Rekapitulasi dan Analisa Hasil Perhitungan

Apakah analisa telah benar?

Ya Membuat Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Laporan Akhir

Tidak

33

Mulai

Masukkan besar nilai I dan V pada data meeting gardu

Masukkan data arus dan resistansi

Tidak Menghitung nilai pembebanan trafo

Menghitung nilai rugi daya

Menghitung presentase pembebanan trafo Apakah dihasilkan nilai rugi daya?

Ya

Apakah didapatkan presentase pembebanan trafo tersebut?

Didapat hasil pembebanan trafo, ΔV, dan Ploss. Lakukan untuk keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan

Ya

Masukkan data arus, resistansi, reaktansi dan panjang saluran

Selesai

Menghitung drop tegangan

Tidak

Apakah didapatkan ∆V (drop tegangan)? Ya

Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Perhitungan

Tidak

34

3.7 Gardu Distibusi I.1913 dan I.762 Gardu distribusi I.1913 dan I.762 merupakan gardu distribusi yang terletak di Jl. Macan Kumbang. Gardu distribusi ini disuplai oleh Gardu Induk Talang Kelapa melalui penyulang Kresna. Kedua gardu ini melayani perumahanperumahan dengan beban yang cukup padat. Keadaan yang terjadi sebelum dipasangnya transformator sisipan adalah Gardu I.1913 mengalami beban lebih pada Waktu Beban Puncak (WBP) mulai pukul 18.00 – 22.00 WIB. Selanjutnya dipasanglah transformator sisipan untuk mengatasi beban lebih tersebut. Kemudian mengingat panjangnya jaringan untuk beban yang kelebihan pada Gardu I.1913, maka beban tersebut dipindahkan tidak hanya ke gardu distribusi sisipan, melainkan ke gardu distribusi I.762 juga yang jaraknya lebih dekat dengan beban yang dilayani. Selanjutnya, sebagian beban yang ada pada Gardu I.762 dipindah pula ke transformator sisipan yang dipasang. Adapun spesifikasi transformator yang digunakan pada gardu tersebut yakni: 1.

2.

Spesifikasi Transformator di Gardu I.1913 Merek Trafo

: Sintra

Kapasitas

: 160 KVA

Tahun Pembuatan Trafo

: 2011

Tahun Pemasangan Trafo

: 30 Januari 2012

Spesifikasi Transformator di Gardu I.762 Merek Trafo

: Unindo

Kapasitas

: 200 KVA

Tahun Pembuatan Trafo

: 2008

Tahun Pemasangan Trafo

: 25 Agustus 2009

35

Gambar 3.3 Single Line Diagram Penyulang Kresna PT PLN (Persero) Rayon Sukarami

36

Gambar 3.4 Gardu Distribusi I.1913

Gambar 3.5 Gardu Distribusi I.762

37

3.8 Data Beban Gardu I.1913, I.762 dan PC0777 3.8.1 Data Beban Gardu Distribusi I.1913 Kegiatan meeting gardu yakni pengukuran beban pada transformator. Pengukuran pada gardu I.1913 yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini dilakukan saat sebelum terpasangnya gardu sisipan. Kegiatan pengukuran ini dilakukan saat beban puncak malam hari. Petugas

: Ricky - Tono

Tanggal ukur : 20 Februari 2014 Jam Ukur

: 20.20 WIB

Tabel 3.1 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan Arus (A) No.

Jurusan

1. 2.

R

S

T

B

178

168

143

D

88

90

78

266

258

221

Total

Tabel 3.2 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 sebelum dipasang gardu sisipan No.

PHASA

1.

R-S

TEGANGAN INDUK (V) 386

2.

S-T

381

3.

R-T

379

4.

R-N

223

5.

S-N

220

6.

T-N

218

38

Setelah dipasang gardu sisipan PC0777, dilakukan kegiatan pengukuran untuk gardu I.1913. Pengukuran beban ini dilakukan saat beban puncak malam hari. Petugas

: Ricky - Triani

Tanggal ukur : 17 Februari 2015 Jam Ukur

: 20.00 WIB

Tabel 3.3 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan No.

Jurusan

1.

D

Arus (A)

Total

R

S

T

83

69

59

83

69

59

Tabel 3.4 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.1913 setelah dipasang gardu sisipan TEGANGAN INDUK

No.

PHASA

1.

R-S

376

2.

S-T

380

3.

R-T

383

4.

R-N

218

5.

S-N

219

6.

T-N

222

(V)

3.8.1.1 Daya terpasang gardu distribusi I.1913 Dibawah ini merupakan jaringan tegangan rendah untuk beban pada terpasang pada gardu distribusi I.1913. Untuk mempermudah dalam melihat daya terpasang maka diberikan nomor tiang dalam hal ini disebut titik. Adapun gardu I.1913 sebelum ditambah pemasangan transformator sisipan melayani beban sebanyak 91 pelanggan. Pada gardu distribusi ini terdapat dua jurusan yakni

39

jurusan B dan D. Pada jurusan B terdapat 62 pelanggan dan pada jurusan D terdapat 29 pelanggan.

Gambar 3.6 Saluran tegangan rendah gardu distribusi I.1913

Berikut daya terpasang untuk masing-masing titik dapat dilihat pada Tabel 3.5. Data pelanggan dapat dilihat pada Lampiran

Tabel 3.5 Daya terpasang pada Gardu I.1913 Titik

1

2

3

Fasa R S T R S T R S T

Total Daya (VA) 3100 2200 0 0 5700 5700 4800 4800 0

Keterangan (Pelanggan yang dilayani Gardu I.1913) R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 3

R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :3 R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :-

40

4

5

9

15

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28 29

R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S

1300 0 3900 10500 6100 900 4400 2200 11400 0 1300 2200 9000 7000 0 4400 0 2600 0 3100 1300 2600 0 5700 3500 6600 0 3900 0 0 1800 3500 0 0 4800 0 0 5500 900 3500 0 3500 11200 0

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 4 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 5 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 4 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 3 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 3 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : -

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : 2 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :5 R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 2 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :3 R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1

41

T R S T R S T R S T R S T R S T

30

31

32

33

34

0 0 3500 0 0 3100 4400 0 0 4400 0 0 2600 0 0 2200

R-I (1300 VA) : R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 2 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 1

R-3 (>6600 VA) :1 R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :3 R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

3.8.2 Data Beban Gardu Distribusi I.762 Kegiatan meeting gardu yakni merupakan kegiatan pengukuran beban pada transformator. Pengukuran pada gardu I.762 yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini dilakukan saat sebelum terpasangnya gardu sisipan. Kegiatan pengukuran ini dilakukan saat beban puncak malam hari. Petugas

: Ricky - Tono

Tanggal ukur : 20 Februari 2014 Jam Ukur

: 20.30 WIB

Tabel 3.6 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan No.

Jurusan

1. 2.

Arus (A) R

S

T

A

186

156

102

B

12

0

46

198

156

148

Total

42

Tabel 3.7 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 sebelum dipasang gardu sisipan TEGANGAN INDUK

No.

PHASA

1.

R-S

400

2.

S-T

394

3.

R-T

394

4.

R-N

230

5.

S-N

229

6.

T-N

228

(V)

Setelah dipasang gardu sisipan PC0777, dilakukan kegiatan pengukuran untuk gardu I.762. Pengukuran beban ini dilakukan saat beban puncak malam hari. Petugas

: Ricky - Triani

Tanggal ukur : 17 Februari 2015 Jam Ukur

: 20.05 WIB

Tabel 3.8 Hasil pengukuran arus beban induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan No.

Jurusan

1. 2.

Arus (A) R

S

T

A

118

139

81

B

16

0

35

134

139

116

Total

43

Tabel 3.9 Hasil pengukuran tegangan induk Gardu I.762 setelah dipasang gardu sisipan TEGANGAN INDUK

No.

PHASA

1.

R-S

395

2.

S-T

397

3.

R-T

402

4.

R-N

228

5.

S-N

229

6.

T-N

233

(V)

3.8.2.1 Daya terpasang gardu distribusi I.762 Gardu distribusi I.762 sebelum ditambah pemasangan transformator sisipan melayani beban sebanyak 86 pelanggan. Pada gardu distribusi ini terdapat dua jurusan yakni jurusan A dan B. Pada jurusan A terdapat 72 pelanggan dan pada jurusan B terdapat 14 pelanggan.

Gambar 3.7 Saluran tegangan rendah gardu distribusi I.762

44

Berikut daya terpasang untuk masing-masing titik dapat dilihat pada Tabel 3.10. Data pelanggan dapat dilihat pada Lampiran Tabel 3.10 Daya terpasang pada Gardu I.762 Titik

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

49

Fasa R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T

Daya Terpasang (VA) 3500 0 1300 0 0 4900 0 0 4400 0 0 2200 7700 0 1800 2600 0 2200 0 2600 0 4800 2600 0 3100 5700 7900 13200 18950 4400 1300 900 0

Keterangan Pelanggan R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 3 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 4 R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 1 R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 1

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : -

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :1

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 3

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 2

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 3

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : 2

R-1 (2200 VA) :1 R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :1

R-1 (450 VA) : 1 R-1 (900 VA) : 11 R-I (1300 VA) : 7

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :2

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 1

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

45

50

51

52

53

54

55

R S T R S T R S T R S T R S T R S T

0 3500 4400 4800 0 0 0 1300 2600 0 0 5400 0 0 5400 6500 0 0

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 2 R-I (1300 VA) : 2

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : 1 R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 1 R-I (1300 VA) : 3

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 3

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 6 R-I (1300 VA) : -

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : 6 R-I (1300 VA) : -

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

R-1 (450 VA) : R-1 (900 VA) : R-I (1300 VA) : 5

R-1 (2200 VA) :R-2 (3500-5500VA) : R-3 (>6600 VA) :-

3.8.3 Data Beban Gardu Distribusi Sisipan PC0777 Gardu distribusi sisipan dengan kode PC0777 merupakan gardu yang dipasang pada tanggal 14 Januari 2015. Pemasangan ini bertujuan untuk mengurangi beban pada trafo I.1913 yang mengalami beban lebih, kemudian dengan pemasangan transformator sisipan ini, jaringan tegangan yang telah ada dapat

direkonfigurasi lagi untuk

mengatur beban yang ada

meminimalisir drop tegangan pada daerah sekitar. Adapun Spesifikasi dari transformator sisipan ini yakni: Merek Trafo

: Voltra

Kapasitas

: 200 KVA

Tahun Pembuatan Trafo

: 2013

Tahun Pemasangan Trafo

: 14 Januari 2015

sehingga

46

Gambar 3.8 Gardu Distribusi Sisipan PC 0777

Gambar 3.9 LV Panel Gardu Distribusi Sisipan PC 0777

47

Tabel 3.11 Hasil pengukuran arus saat beban puncak pada gardu sisipan PC 0777 No.

Jurusan

1.

Arus (A) R

S

T

B

146

131

147

2.

C1

0

4

5

3.

C2

82

71

35

228

206

187

Total

Tabel 3.12 Hasil pengukuran tegangan saat beban puncak pada gardu sisipan PC 0777 TEGANGAN INDUK

No.

PHASA

1.

R-S

377

2.

S-T

373

3.

R-T

374

4.

R-N

215

5.

S-N

217

6.

T-N

215

(V)

3.9 Jaringan Tegangan Rendah Gardu Distribusi Jaringan tegangan rendah 230/400 V di gardu distribusi I.1913, I.762 dan PC0777 merupakan Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) yakni saluran tegangan rendah yang penghantarnya ditempatkan di atas tiang (di udara). Kabel yang digunakan disini adalah jenis LVTC (NFA2X) 3 x 70 + 50 mm2 pada masing-masing jurusan. Berikut data panjang saluran pada jaringan tegangan rendah masingmasing gardu sebelum dan sesudah pemasangan tranformator sisipan.

48

Tabel 3.13 Panjang Penghantar Gardu I.1913 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan Panjang Jurusan Jurusan (m) B 684 D 380

Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Panjang Jurusan Jurusan (m) D

380

Tabel 3.14 Panjang Penghantar Gardu I.762 sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan Panjang Jurusan Jurusan (m) A 531 B 196

Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Panjang Jurusan Jurusan (m) A (Baru) 361 B 196

Tabel 3.15 Panjang Jaringan Gardu Distribusi Sisipan PC0777 Jurusan B C1 C2

Panjang Jurusan (m) 510 121 261

3.10 Data Resistansi dan Reaktansi Penghantar Berikut data-data tambahan yang dibutuhkan dalam perhitungan sebagai berikut : a. Besar faktor daya (cos θ) = 0,85 b. Frekuensi

= 50 Hz

49

Tabel 3.16 Data resistansi dan reaktansi kabel penghantar yang digunakan (berdasarkan SPLN 42-10:1993) Penghantar Jenis

Kabel

Resistansi Penghantar pada 0

20 C (ohm/km)

Reaktansi pada F = 50 Hz

Ukuran

Fasa

Netral

(ohm/km)

3x35+1x50 mm2

0,867

0,581

0,3790

3x50+1x50 mm2

0,641

0,581

0,3678

3x70+1x50 mm2

0,443

0,581

0,3572

3x95+1x50 mm2

0,308

0,581

0,3449

Twisted (NFA2X)

Tabel 3.17 KHA kabel pilin udara pada suhu keliling maksimum 300 C. (Berdasarkan PUIL 2000) Penampang Nominal KHA terus Jenis kabel Penggunaan 2 (mm ) menerus (A) 2 x 25 + 25 103 2 x 35 + 25 125 2 x 50 + 35 154 2 x 70 + 50 196 LVTC 2 x 95 + 70 242 Saluran Tegangan (NFA2X) 3 x 25 + 25 103 Rendah 3 x 35 + 25 125 3 x 50 + 35 154 3 x 70 + 50 196 3 x 95 + 70 242

BAB IV PEMBAHASAN

4.1. Keadaan Gardu distribusi I.1913 dan I.762 dan Gardu Distribusi Sisipan PC0777 Gardu distribusi I.1913 dan I.762 merupakan gardu distribusi yang masih di bawah wilayah kerja PT PLN (Persero) Rayon Sukarami. Di bawah ini merupakan peta jaringan sebelum dilakukannya pemasangan transformator sisipan. Peta jaringan ini menggunakan software “Mapsource”.

Gambar 4.1 Keadaan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan

Dapat dilihat pada gambar di atas, untuk garis yang diberi warna merah, merupakan jurusan pada gardu distribusi I.1913. Pada gambar tersebut, diberikan keterangan jurusan yang ada, untuk gardu distribusi I.1913 terdapat dua jurusan B dan D sebelum pemasangan transformator sisipan. Sedangkan, untuk garis yang diberi warna hijau, merupakan jurusan pada gardu I.762. Pada I.762 terdapat jurusan A dan B seperti yang terlihat pada Gambar 4.1

50

51

Selanjutnya, berdasarkan data hasil pengukuran yang telah dilakukan pada transformator

masing-masing

gardu

distribusi,

dapat

diketahui keadaan

pembebanan pada kedua transformator ini sebelum dilakukannya pemasangan transformator sisipan. Untuk diketahui bahwa besar kapasitas transformator gardu distribusi I.1913 dan I.762 yakni masing-masing 160 kVA dan 200 kVA. Dibawah ini, akan ditunjukkan peta jaringan gardu distribusi setelah ditambahnya pemasangan transformator sisipan.

Gambar 4.2 Keadaan Setelah Dipasang Transformator Sisipan

Setelah dipasang transformator sisipan, jaringan tegangan rendahpun berubah. Dapat dilihat bahwa pada gardu I.1913 hanya melayani beban pada jurusan D. Sehingga, gardu I.762 melayani beban yang ada pada jurusan B I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan. Namun, pada jurusan B untuk gardu I.762 tidak terjadi perubahan. Jaringan gardu distribusi sisipan PC0777 diberi tanda dengan garis warna kuning. Dimana dapat dilihat, terdapat tiga jurusan yakni jurusan B, C1, dan C2. Jurusan B merupakan beban pada gardu I.762 dan jurusan C1 dan C2 merupakan beban pada I.1913 yang dipindahkan ke transformator sisipan PC0777.

52

Berdasarkan hasil pengukuran arus dan tegangan yang ada pada masingmasing jurusan, maka dapat diketahui besar pembebanan yang terjadi baik kondisi sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan PC0777.

4.1.1 Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan Berdasarkan hasil pengukuran langsung beban pada gardu distribusi I.1913 pada Tabel 3.1, maka dapat dihitung besarnya kapasitas daya pada tiap jurusan menggunakan Persamaan 2.2. Pada gardu distribusi I.1913 ini terdapat dua jurusan yakni jurusan B dan jurusan D. Pembebanan transformator setiap jurusannya yakni sebagai berikut: 1. Beban jurusan B kVA beban terukur

= =

(178 x 223 )+ (168 x 220 )+ (143 x 218) 1000 39649 + 36960 + 31174 1000

= 107,8 kVA

2. Beban jurusan D kVA beban terukur

= =

(88 x 223 )+ (90 x 220 )+ (78 x 218) 1000 19624 + 19800 + 17004 1000

= 56,4 kVA

Sehingga, total beban terukur pada setiap jurusan di gardu distribusi I.1913 didapatkan: total beban

= beban jurusan B + beban jurusan D = 107,8 kVA + 56,4 kVA = 164,2 KVA.

53

Selanjutnya, dengan mengetahui jumlah dari kapasitas daya pada masingmasing jurusan dapat diketahui besar presentase pembebanan pada transformator. Untuk menghitung presentasi pembebanan trafo dapat digunakan Persamaan 2.3. Persentase Pembebanan Trafo (%)

=

162,4 160

𝑥 100 %

= 102,6 % Berdasarkan hasil perhitungan, maka pada transformator ini terjadi pembebanan yang melebihi kapasitasnya. Menurut standar PLN, pembebanan pada transformator tidak boleh melebihi 80% dari rating transformator tersebut.

4.1.2 Perhitungan pembebanan transformator distribusi I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan Berdasarkan hasil pengukuran beban pada gardu I.762 seperti pada Tabel 3.6, maka dapat dihitung besarnya kapasitas daya pada tiap jurusan menggunakan Persamaan 2.2. Pada gardu distribusi I.762 ini terdapat dua jurusan yakni jurusan A dan jurusan B. Pembebanan transformator setiap jurusannya yakni sebagai berikut: 1.

Beban jurusan A kVA beban terukur

= =

(186 x 230 )+ (156 x 229)+ (102 x 228) 1000 42780 + 35724 + 23256 1000

= 101,7 kVA

2.

Beban jurusan B kVA beban terukur

= =

(12 x 230 )+ (0 x 229)+ (46 x 228) 1000 2760 + 0 + 10488 1000

= 13,3 kVA

Sehingga, total beban terukur pada setiap jurusan di gardu distribusi I.762 didapatkan:

54

total beban

= beban jurusan A + beban jurusan B = 101,7 kVA + 13,3 kVA = 115 kVA.

Selanjutnya, dengan mengetahui jumlah dari kapasitas daya pada masingmasing jurusan dapat diketahui besar presentase pembebanan pada transformator. Untuk menghitung presentasi pembebanan trafo dapat digunakan Persamaan 2.3. Persentase Pembebanan Trafo (%)

115

= 200 𝑥 100 % = 57,5 %

4.2. Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Gardu distribusi I.1913 dan I.762 Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan Sebelum dilakukannya pemasangan gardu sisipan, maka perlu diketahui seberapa besar drop tegangan dan rugi daya yang terjadi dengan pembebanan yang ada pada perhitungan di atas. Namun, untuk melakukan perhitungan drop tegangan dan rugi daya, maka perlu diketahui besar resistansi yang ada pada penghantar yang digunakan. Untuk mengetahui berapa besar resistansi pada saat arus maksimum saat beban puncak sebagai berikut : 1. Berdasarkan Tabel 3.16, resistansi untuk penghantar jenis NFA2X atau penghantar jenis LVTC ukuran 3x70 mm2 sebesar 0,443 ohm/km pada temperatur 200 C. 2. Berdasarkan buku PLN 1 hal 3 bab 3, temperatur saat beroperasi pada waktu beban puncak (WBP) adalah 350 C. Dimana tahanan saluran dapat dihitung menggunakan koreksi pada kenaikan temperatur 200C – 350C dengan menggunakan Persamaan 2.19 dan menggunakan data pada Tabel 3.16 didapat: 𝑅𝑡2

228+35

0,443

=

Rt2

=

Rt2

= 0,46 ohm/km

228+20 0,443 ( 263 ) 248

55

Karena kabel twisted yang digunakan di gardu I.1913 dan I.762 menggunakan jenis dan ukuran kabel yang sama tiap jurusan, jadi Rt semua kabel sama antara satu dengan yang lainnya.

4.2.1 Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan Adapun gardu I.1913 sebelum ditambah pemasangan transformator sisipan melayani beban sebanyak 91 pelanggan. Pada gardu distribusi ini terdapat dua jurusan yakni jurusan B dan D. Pada jurusan B terdapat 62 pelanggan dan pada jurusan D terdapat 29 pelanggan. Perhitungan drop tegangan dan rugi daya akan dibagi menjadi dua berdasarkan jurusan tersebut, mengingat beban dan panjang jurusan berbeda. Untuk perhitungan drop tegangan sendiri menggunakan Persamaan 2.23 dan untuk menghitung rugi daya menggunakan Persamaan 2.27. Pada jurusan B, titik tiang dimulai dari angka 1 sampai 23. Kemudian untuk jurusan D, titik tiang dimulai dari 24 sampai 34. Keterangan pelanggan pada masing-masing titik dapat dilihat pada Tabel 3.5 Sebelumnya diketahui bahwa jumlah arus pada jarak yang terdekat dengan transformator distribusi merupakan arus total dari semua daya yang terpasang pada suatu jurusan. Sehingga, drop tegangan dan rugi daya pada masing-masing titik dapat dicari sebagai berikut. 

Jurusan B Gardu I.1913

Titik 23 (Jarak terjauh dari gardu I.1913) Beban terpasang pada fasa R

= 3500 VA

Beban terpasang pada fasa S

= 6600 VA

Beban terpasang pada fasa T

= 0 VA

Impedansi Penghantar (Z)

= (0,46 + j0,3572) Ω/km

Jarak titik 23 dari titik 22

= 54 m = 0,054 km

Langkah pertama, mencari arus beban maksimum yang melalui penghantar: IR

=

3500𝑉𝐴 220𝑉

= 15,9 A

56

6600𝑉𝐴

IS

=

IT

=0A

220𝑉

= 30 A

Selanjutnya mencari impedansi penghantar; = (0,46 + j0,3572) Ω/km x L

Z

= (0,46 + j0,3572) x 0,054 = 0,02484 + j 0,0193 = √(0,02484)2 + (0,0193)2

Z

= 0,031 Ω Drop tegangan pada masing-masing fasa di titik 23 adalah sebagai berikut: ∆VR

= IR x Z = 15,9 x 0,031 = 0,5 V

∆VS

= IS x Z = 30 x 0,031 = 0,94 V

∆VT

= IT x Z = 0 x 0,031 =0V Rugi daya pada masing-masing fasa di titik 23 adalah sebagai berikut,

menggunakan Persamaan 2.30: ∆PR

= (15,9)2 x (0,46 x 0,054) = 6,287 W

∆PS

= (30)2 x (0,46 x 0,054) = 22,356 W

∆PT

= (0)2 x (0,46 x 0,054) =0W



Titik 22

Beban terpasang pada fasa R

= 2600 VA

Beban terpasang pada fasa S

= 0 VA

Beban terpasang pada fasa T

= 5700 VA

57

Impedansi Penghantar (Z)

= (0,46 + j0,3572) Ω/km

Jarak titik 22 dari titik 21

= 55 m = 0,055 km

Langkah pertama, mencari arus beban maksimum yang melalui penghantar, pada titik 22, arus yang melalui penghantar bukan hanya untuk beban terpasang di titik tersebut melainkan berpengaruh juga dari beban terpasang yang ada di titik 23; IR

=

2600 𝑉𝐴 220𝑉

+ IR titik 23

= 11,8 A + 15,9 A = 27,7 A IS

= 0 + IS titik 23 = 0 + 30 A = 30 A

IT

=

5700𝑉𝐴 220𝑉

+ IS titik 23

= 25,9 A + 0 A = 25,9 A Selanjutnya mencari impedansi penghantar; Z

= (0,46 + j0,3572) Ω/km x L = (0,46 + j0,3572) x 0,055

Z

= 0,0253+0,019646j = √(0,0253)2 + (0,0195)2 = 0,032 Ω

Drop tegangan pada masing-masing fasa di titik 22 adalah sebagai berikut: ∆VR

= IR x Z = 27,7 x 0,032 = 0,89 V

∆VS

= IS x Z = 30 x 0,032 = 0,96 V

∆VT

= IT x Z = 25,9 x 0,032 = 0,83 V

58

Rugi daya pada masing-masing fasa di titik 22 menggunakan Persamaan 2.30 adalah sebagai berikut; ∆PR

= (27,7)2 x (0,46 x 0,055) = 19,451 W

∆PS

= (30)2 x (0,46 x 0,055) = 22,77 W

∆PT

= (25,9)2 x (0,46 x 0,055) = 16,983 W Selanjutnya, perhitungan dilakukan per titik dengan memperhatikan

penjumlahan arus dari titik yang terjauh. Hasil perhitungan telah dirangkum untuk jurusan B pada Tabel 4.1 dan untuk jurusan D pada Tabel.4.2.

59

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.1913 Sebelum Trafo Sisipan

Titik 1

2

3

4

5

9

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN B Arus Arus L Z Fasa Total Daya (VA) Z (R+jXl) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (A) Total (m) (ohm) R 3100 14,091 198,182 29 0,01334+0,0103588j 0,017 3,35 523,942 S 2200 10,000 177,273 29 0,01334+0,0103588j 0,017 2,99 419,218 T 0 0 153,182 29 0,01334+0,0103588j 0,017 2,59 313,019 R 0 0 184,091 50 0,023+0,01786j 0,029 5,36 779,458 S 5700 25,909 167,273 50 0,023+0,01786j 0,029 4,87 643,544 T 5700 25,909 153,182 50 0,023+0,01786j 0,029 4,46 539,687 R 4800 21,818 184,091 59 0,02714+0,0210748j 0,034 6,33 919,760 S 4800 21,818 141,364 59 0,02714+0,0210748j 0,034 4,86 542,357 T 0 0 127,273 59 0,02714+0,0210748j 0,034 4,37 439,623 R 1300 5,909 162,273 55 0,0253+0,019646j 0,032 5,20 666,211 S 0 0 119,545 55 0,0253+0,019646j 0,032 3,83 361,565 T 3900 17,727 127,273 55 0,0253+0,019646j 0,032 4,08 409,818 R 10500 47,727 156,364 49 0,02254+0,0175028j 0,029 4,46 551,094 S 6100 27,727 119,545 49 0,02254+0,0175028j 0,029 3,41 322,122 T 900 4,091 109,545 49 0,02254+0,0175028j 0,029 3,13 270,485 R 4400 20,000 108,636 62 0,02852+0,0221464j 0,036 3,92 336,589 S 2200 10,000 91,818 62 0,02852+0,0221464j 0,036 3,32 240,440 T 11400 51,818 105,455 62 0,02852+0,0221464j 0,036 3,81 317,161

60

15

19

20

21

22

23

R S T R S T R S T R S T R S T R S T

0 1300 2200 9000 7000 0 4400 0 2600 0 3100 1300 2600 0 5700 3500 6600 0

0 5,909 10,000 40,909 31,818 0 20,000 0 11,818 0 14,091 5,909 11,818 0 25,909 15,909 30,000 0

88,636 81,818 53,636 88,636 75,909 43,636 47,727 44,091 43,636 27,727 44,091 31,818 27,727 30,000 25,909 15,909 30,000 0

115 115 115 41 41 41 37 37 37 71 71 71 55 55 55 54 54 54

0,0529+0,041078j 0,0529+0,041078j 0,0529+0,041078j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01702+0,0132164j 0,01702+0,0132164j 0,01702+0,0132164j 0,03266+0,0253612j 0,03266+0,0253612j 0,03266+0,0253612j 0,0253+0,019646j 0,0253+0,019646j 0,0253+0,019646j 0,02484+0,0192888j 0,02484+0,0192888j 0,02484+0,0192888j

0,067 0,067 0,067 0,024 0,024 0,024 0,022 0,022 0,022 0,041 0,041 0,041 0,032 0,032 0,032 0,031 0,031 0,031

5,94 5,48 3,59 2,12 1,81 1,04 1,03 0,95 0,94 1,15 1,82 1,32 0,89 0,96 0,83 0,50 0,94 0,00

415,604 354,124 152,186 148,172 108,675 35,912 38,770 33,087 32,408 25,109 63,491 33,065 19,451 22,770 16,983 6,287 22,356 0,000

61

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan D I.1913 Sebelum Trafo Sisipan

Titik

24

25

26

27

28

29

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN D Daya L Fasa Terpasang Arus (A) Arus Total Z (R+jXl) Z (ohm) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (m) (VA) R 3900 17,727 92,727 19 0,00874+0,0067868j 0,011 1,03 75,150 S 0 0 92,727 19 0,00874+0,0067868j 0,011 1,03 75,150 T 0 0 81,818 19 0,00874+0,0067868j 0,011 0,91 58,507 R 1800 8,182 75,000 30 0,0138+0,010716j 0,017 1,31 77,625 S 3500 15,909 92,727 30 0,0138+0,010716j 0,017 1,62 118,657 T 0 0 81,818 30 0,0138+0,010716j 0,017 1,43 92,380 R 0 0 66,818 35 0,0161+0,012502j 0,020 1,36 71,881 S 4800 21,818 76,818 35 0,0161+0,012502j 0,020 1,57 95,007 T 0 0 81,818 35 0,0161+0,012502j 0,020 1,67 107,777 R 0 0 66,818 28 0,01288+0,0100016j 0,016 1,09 57,505 S 5500 25,000 55,000 28 0,01288+0,0100016j 0,016 0,90 38,962 T 900 4,091 81,818 28 0,01288+0,0100016j 0,016 1,33 86,221 R 3500 15,909 66,818 54 0,02484+0,0192888j 0,031 2,10 110,902 S 0 0 30,000 54 0,02484+0,0192888j 0,031 0,94 22,356 T 3500 15,909 77,727 54 0,02484+0,0192888j 0,031 2,44 150,072 R 11200 50,909 50,909 18 0,00828+0,0064296j 0,010 0,53 21,460 S 0 0 30,000 18 0,00828+0,0064296j 0,010 0,31 7,452 T 0 0 61,818 18 0,00828+0,0064296j 0,010 0,65 31,642

62

30

31

32

33

34

R S T R S T R S T R S T R S T

0 3500 0 0 3100 4400 0 0 4400 0 0 2600 0 0 2200

0 15,909 0 0 14,091 20,000 0 0 20,000 0 0 11,818 0 0 10,000

0 30,000 61,818 0 14,091 61,818 0 0 41,818 0 0 21,818 0 0 10,000

35 35 35 43 43 43 35 35 35 39 39 39 41 41 41

0,0161+0,012502j 0,0161+0,012502j 0,0161+0,012502j 0,01978+0,0153596j 0,01978+0,0153596j 0,01978+0,0153596j 0,0161+0,012502j 0,0161+0,012502j 0,0161+0,012502j 0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j

0,020 0,020 0,020 0,025 0,025 0,025 0,020 0,020 0,020 0,023 0,023 0,023 0,024 0,024 0,024

0,00 0,61 1,26 0,00 0,35 1,55 0,00 0,00 0,85 0,00 0,00 0,50 0,00 0,00 0,24

0,000 14,490 61,526 0,000 3,927 75,589 0,000 0,000 28,155 0,000 0,000 8,540 0,000 0,000 1,886

63

Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui besar total drop tegangan dan rugi daya pada masing-masing fasa di jurusan B maupun jurusan D, yakni dengan menjumlahkan total drop sesuai dengan masing-masing fasanya. Kemudian untuk rugi daya juga dapat langsung ditambahkan, dalam hal ini penulis memisahkannya untuk masing-masing fasa. Adapun hasil perhitungan tersebut ditampilkan pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.3 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Sebelum Trafo Sisipan Jurusan pada Gardu I.1913

Hasil

Fasa

Perhitungan ∆V Drop Tegangan (V)

Rugi Daya (W)

B

D

R

40,23

7,42

S

35,25

7,33

T

30,15

12,82

R

4430,45

414,52

S

3133,75

376,00

T

2560,35

702,30

Sehingga, dapat diketahui presentase pembebanan untuk drop tegangan pada masing-masing fasa menggunakan Persamaan 2.27: - Jurusan B % ∆VR

=

40,23 220

x 100 %

= 18,29 % % ∆VS

=

35,25 220

x 100 %

= 16,02 % % ∆VT

=

30,15 220

x 100 %

= 13,71 % Sedangkan untuk rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 4430,45 + 3133,75 + 2560,35 = 10.124,54 W

64

= 10,12 kW

-Jurusan D Perhitungan presentase

drop tegangan pada

masing-masing

fasa

menggunakan Persamaan 2.27: % ∆VR

=

7,42 220

x 100 %

= 3,37 % % ∆VS

=

7,33 220

x 100 %

= 3,33 % % ∆VT

=

12,82 220

x 100 %

= 5,83 % Sedangkan untuk rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 414,52 + 376,00 + 702,30 = 1492,82W = 1,5 kW Drop tegangan pada jurusan B telah melewati batas standar tegangan drop

yang diizinkan oleh PT PLN. Sesuai SPLN 1987, drop tegangan yang diizinkan untuk JTR adalah 4%. Selanjutnya, untuk jurusan D, pada fasa R dan S masih memenuhi standar PLN, namun pada fasa T, telah melewati dari 4%. Dari hasil perhitungan rugi daya, didapatkan rugi daya saluran pada jurusan B yakni sebesar 10,12 kW. Kemudian pada jurusan D, sebesar 1,5 kW. Sehingga dapat dijumlahkan rugi daya saluran pada gardu I.1913 sebelum pemasangan transformator sisipan yakni sebesar 10,62 kW.

4.2.2 Perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan Gardu distribusi I.762 sebelum ditambah pemasangan transformator sisipan melayani beban sebanyak 86 pelanggan. Pada gardu distribusi ini terdapat dua jurusan yakni jurusan A dan B. Pada jurusan A terdapat 72 pelanggan dan pada jurusan B terdapat 14 pelanggan.

65

Perhitungan drop tegangan dan rugi daya akan dibagi menjadi dua berdasarkan jurusan tersebut, mengingat beban dan panjang jurusan berbeda. Untuk perhitungan drop tegangan sendiri menggunakan Persamaan 2.23 dan untuk menghitung rugi daya menggunakan Persamaan 2.30. Pada jurusan A, titik tiang dimulai dari angka 39 sampai 55. Kemudian untuk jurusan B, titik tiang dimulai dari 35 sampai 38. Setelah diketahui jumlah pelanggan pada masing-masing titik, yang dapat dilihat pada Tabel 3.10 maka perhitungan drop tegangan dapat dilakukan berdasarkan total arus yang mengalir pada titik tersebut. Perhitungan ini pada dasarnya sama dengan perhitungan yang dilakukan untuk gardu distribusi I.1913 pada subbab 4.2.1. Hasil perhitungan telah dirangkum pada tabel, untuk jurusan A pada Tabel 4.4 dan jurusan B pada Tabel 4.5.

66

Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A I.762 Sebelum Trafo Sisipan

Titik

39

40

41

42

43

44

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN A Daya L Fasa Terpasang Arus (A) Arus Total Z (R+jXl) Z (ohm) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (m) (VA) R 7700 35,000 170,455 73 0,03358+0,0260756j 0,043 7,25 975,659 S 0 0 161,591 73 0,03358+0,0260756j 0,043 6,87 876,828 T 1800 8,182 155,000 73 0,03358+0,0260756j 0,043 6,59 806,760 R 2600 11,818 135,455 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,05 219,441 S 0 0 161,591 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,45 312,295 T 2200 10,000 146,818 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,22 257,805 R 0 0 123,636 46 0,02116+0,0164312j 0,027 3,31 323,451 S 2600 11,818 161,591 46 0,02116+0,0164312j 0,027 4,33 552,522 T 0 0 136,818 46 0,02116+0,0164312j 0,027 3,67 396,099 R 4800 21,818 123,636 25 0,0115+0,00893j 0,015 1,80 175,788 S 2600 11,818 149,773 25 0,0115+0,00893j 0,015 2,18 257,967 T 0 0 136,818 25 0,0115+0,00893j 0,015 1,99 215,271 R 3100 14,091 101,818 74 0,03404+0,0264328j 0,043 4,39 352,891 S 5700 25,909 137,955 74 0,03404+0,0264328j 0,043 5,95 647,831 T 7900 35,909 136,818 74 0,03404+0,0264328j 0,043 5,90 637,202 R 13200 60,000 87,727 66 0,03036+0,0235752j 0,038 3,37 233,653 S 18950 86,136 112,045 66 0,03036+0,0235752j 0,038 4,31 381,145 T 4400 20,000 100,909 66 0,03036+0,0235752j 0,038 3,88 309,145

67

49

50

51

52

53

54

55

R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T

1300 900 0 0 3500 4400 4800 0 0 0 1300 2600 0 0 5400 0 0 5400 6500 0 0

5,909 4,091 0 0 15,909 20,000 21,818 0 0 0 5,909 11,818 0 0 24,545 0 0 24,545 29,545 0 0

27,727 25,909 80,909 21,818 21,818 80,909 21,818 5,909 60,909 0,000 5,909 60,909 0,000 0,000 49,091 41,000 41,000 65,545 29,545 0,000 0,000

39 39 39 31 31 31 32 32 32 41 41 41 26 26 26 52 52 52 41 41 41

0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01426+0,0110732j 0,01426+0,0110732j 0,01426+0,0110732j 0,01472+0,0114304j 0,01472+0,0114304j 0,01472+0,0114304j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01196+0,0092872j 0,01196+0,0092872j 0,01196+0,0092872j 0,02392+0,0185744j 0,02392+0,0185744j 0,02392+0,0185744j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j

0,023 0,023 0,023 0,018 0,018 0,018 0,019 0,019 0,019 0,024 0,024 0,024 0,015 0,015 0,015 0,030 0,030 0,030 0,024 0,024 0,024

0,63 0,59 1,84 0,39 0,39 1,46 0,41 0,11 1,14 0,00 0,14 1,45 0,00 0,00 0,74 1,24 1,24 1,99 0,71 0,00 0,00

13,792 12,043 117,440 6,788 6,788 93,350 7,007 0,514 54,610 0,000 0,659 69,969 0,000 0,000 28,823 40,210 40,210 102,765 16,464 0,000 0,000

68

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B I.762 Sebelum Trafo Sisipan PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN B Daya Arus L Z ∆V Drop per Rugi Daya Titik Fasa Terpasang Arus (A) Z (R+jXl) Total (m) (ohm) titik (W) (VA) R 3500 15,909 15,909 61 0,02806+0,0217892j 0,036 0,57 7,102 35 S 0 0,000 0,000 61 0,02806+0,0217892j 0,036 0,00 0,000 T 1300 5,909 58,182 61 0,02806+0,0217892j 0,036 2,07 94,987 R 0 0,000 0,000 45 0,0207+0,016074j 0,026 0,00 0,000 36 S 0 0,000 0,000 45 0,0207+0,016074j 0,026 0,00 0,000 T 4900 22,273 52,273 45 0,0207+0,016074j 0,026 1,37 56,561 R 0 0,000 0,000 32 0,01472+0,0114304j 0,019 0,00 0,000 37 S 0 0,000 0,000 32 0,01472+0,0114304j 0,019 0,00 0,000 T 4400 20,000 30,000 32 0,01472+0,0114304j 0,019 0,56 13,248 R 0 0,000 0,000 54 0,02484+0,0192888j 0,031 0,00 0,000 38 S 0 0,000 0,000 54 0,02484+0,0192888j 0,031 0,00 0,000 T 2200 10,000 10,000 54 0,02484+0,0192888j 0,031 0,31 2,484

69

Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui besar total drop tegangan dan rugi daya pada masing-masing fasa di jurusan A dan B, yang ditampilkan pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.6 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Sebelum Trafo Sisipan Jurusan pada Gardu I.762

Hasil

Fasa

Perhitungan ∆V Drop Tegangan (V)

A

B

R

25,55

0,57

S

28,55

0,00

T

32,86

4,31

2348,68

7,10

3088,80

0,00

3089,24

167,28

R Rugi Daya (W)

S T

Sehingga, dapat diketahui presentase untuk drop tegangan pada masingmasing fasa menggunakan Persamaan 2.27: -Jurusan A % ∆VR

=

25,55 220

x 100 %

= 11,61 % % ∆VS

=

28,55 220

x 100 %

= 12,98 % % ∆VT

=

32,86 220

x 100 %

= 14,94 % Sedangkan untuk rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 2348,68 + 3088,80+ 3089,24 = 8526,72 W = 8,5 kW

70

-Jurusan B % ∆VR

=

0,57 220

x 100 %

= 0,26 % % ∆VS

0

= 220 x 100 % = 0%

% ∆VT

=

4,31 220

x 100 %

= 1,96 % Total Rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 7,108 + 0 + 167,28 = 174,38 W = 0,17 kW Dari hasil perhitungan di atas, dapat dilihat bahwa drop tegangan yang pada

jurusan A melebihi standar PLN mengenai batas drop tegangan yang diizinkan. Terlihat drop tegangan tertinggi yakni sebesar 14,94% pada fasa T. Namun drop tegangan pada jurusan B di gardu I.762 telah memenuhi standar yakni dibawah 4%. Kemudian sebelum pemasangan transformator sisipan maka rugi daya yang dihasilkan pada jurusan A yakni 8,5 kW dan pada jurusan B sebesar 0,17 kW. Sehingga total dari rugi daya pada gardu distribusi I.762 sebelum pemasangan transformator sisipan yakni 8,67 kW.

4.3 Pengaruh Pemasangan Transformator Distribusi Sisipan PC0777 Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, pada gardu distribusi sisipan PC0777 terdapat 3 buah jurusan yakni jurusan B, C1, dan C2. Beban pada jurusan B merupakan pemecahan dari jurusan A gardu distribusi I.762, yakni sejumlah 72 pelanggan dipindahkan ke gardu sisipan PC0777 ini. Untuk beban pada jurusan C1 dan C2 merupakan beban dari jurusan B gardu I.1913 sebanyak 26 pelanggan. Untuk diketahui bahwa kapasitas daya transformator sisipan ini yakni sebesar 200 kVA.

71

4.3.1 Pembebanan pada transformator distribusi sisipan PC0777 Perhitungan pembebanan ini berdasarkan hasil pengukuran yang dilakukan pada Tabel 3.11, yakni dalam keadaan waktu beban puncak. Besarnya kapasitas daya pada tiap jurusan dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.2. 1. Beban jurusan B kVA beban terukur

= =

(146 x 215)+ (131 x 217 )+ (147 x 215) 1000 31390 + 28427 + 31605 1000

= 91,4 kVA

2. Beban jurusan C1 kVA beban terukur

= =

(0 x 215)+ (4 x 217 )+ (5 x 215) 1000 0 + 868 + 1075 1000

= 1,9 kVA

3. Beban jurusan C2 kVA beban terukur

= =

(82 x 215)+ (71 x 217 )+ (35 x 215) 1000 17630 + 15407 + 7525 1000

= 40,6 kVA

Sehingga, total beban terukur pada setiap jurusan di gardu distribusi sisipan PC0777 didapatkan: Total Beban

= beban jurusan B + beban jurusan C1 + beban jurusan C2 = 91,4 kVA + 1,9 kVA + 40,6 kVA = 133,9 kVA

72

Selanjutnya, dengan mengetahui jumlah dari kapasitas daya pada masingmasing jurusan dapat diketahui besar presentase pembebanan pada transformator. Untuk menghitung presentasi pembebanan trafo dapat digunakan Persamaan 2.3. Persentase Pembebanan Trafo (%)

=

133,93 200

𝑥 100 %

= 66,96 %

4.3.2 Perhitungan pembebanan di gardu I.1913 dan I.762 setelah pemasangan transformator sisipan Adapun pengaruh pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 setelah ditambahkan transformator sisipan, yakni untuk gardu distribusi I.1913 hanya melayani beban pada jurusan D. Sedangkan untuk jurusan A I.762 melayani sebanyak 48 pelanggan dari jurusan B I.1913 dan jurusan B I.762 masih sama seperti sebelum pemasangan transformator sisipan. Berdasarkan hasil pengukuran pada waktu beban puncak di gardu I.1913 setelah pemasangan transformator sisipan seperti pada Tabel 3.3, maka dapat dihitung presentase pembebanan pada transformator setelah dilakukan pemasangan transformator sisipan. -

Beban jurusan D kVA beban terukur

= =

(83 x 218 )+ (69 x 219 )+ (59 x 222) 1000 18094 + 15111 + 13098 1000

= 46,3 kVA

Besar beban terpakai (KVA) setelah dilakukan pemasangan transformator sisipan yakni 46,3 kVA. Untuk menghitung presentasi pembebanan trafo dapat digunakan Persamaan 2.2. Persentase Pembebanan Trafo (%)

=

46,3 160

𝑥 100 %

= 29 %

73

Terjadi penurunan pembebanan transformator pada gardu I.1913, karena jumlah pelanggan yang dilayani berkurang. Selanjutnya, berdasarkan hasil pengukuran beban pada gardu I.762 yang dilakukan seperti pada tabel 3.8, maka dapat dihitung presentase pembebanan pada transformator setelah dilakukan pemasangan transformator sisipan. 1.

Beban Jurusan A Beban jurusan A pada gardu I.762 setelah pemasangan transformator

sisipan yakni merupakan beban dari gardu I.1913 yang dipindahkan sebagian dari total beban awalnya, sedangkan untuk beban A pada awalnya pada gardu I.762 ini dipindah ke gardu sisipan PC 0777. Sehingga didapatkan pembebanan yang baru, yakni sebagai berikut: kVA beban terukur

= =

(118 x 228 )+ (139 x 229 )+ (81 x 233) 1000 26904 + 31831 + 18873 1000

= 77,6 kVA 2.

Beban Jurusan B kVA beban terukur

= =

(16 x 228 )+ (0 x 229 )+ (35 x 233) 1000 3648 + 0 + 8155 1000

= 11,8 kVA

Besar beban terpakai (KVA) yakni jumlah total beban setiap jurusan setelah pemasangan transformator sisipan dan presentasenya adalah sebagai berikut: Total Beban

= beban jurusan A + beban jurusan B = 77,6 + 11,8 = 89,4 KVA

Persentase Pembebanan Trafo (%)

=

89,4 200

𝑥 100 %

= 44,7 %

74

Dari hasil perhitungan tersebut dapat dilihat perubahan keadaan pembebanan pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 setelah pemasangan transformator sisipan yakni sebagai berikut.

Tabel 4.7 Perubahan Presentase Pembebanan Transformator (%) pada I.1913 dan I.762 Gardu

Kapasitas

Presentase Pembebanan Transformator (%)

Transformator

Sebelum Pemasangan

Setelah Pemasangan

(KVA)

Transformator Sisipan

Transformator Sisipan

I.1913

160

102,6

29

I.762

200

57,5

44,7

PC0777

200

-

66,96

Distribusi

4.3.3 Drop tegangan dan rugi daya pada gardu distribusi sisipan PC0777 Perhitungan drop tegangan menggunakan Persamaan 2.23 dan rugi daya dengan Persamaan 2.30. Prinsip perhitungan sama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Berikut dibawah ini dirangkum hasil perhitungan pada masing-masing jurusan di PC0777 pada Tabel 4.8, 4.9 dan 4.10

75

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan B Gardu Sisipan PC0777

Titik 39

40

41

42

43

44

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN B Total Daya L Fasa Arus (A) Arus Total Z (R+jXl) Z (ohm) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (VA) (m) R 7700 35,000 170,455 49 0,02254+0,0175028j 0,029 4,86 654,894 S 0 0 161,591 49 0,02254+0,0175028j 0,029 4,61 588,556 T 1800 8,182 155,000 49 0,02254+0,0175028j 0,029 4,42 541,524 R 2600 11,818 135,455 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,05 219,441 S 0 0 161,591 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,45 312,295 T 2200 10,000 146,818 26 0,01196+0,0092872j 0,015 2,22 257,805 R 0 0 123,636 46 0,02116+0,0164312j 0,027 3,31 323,451 S 2600 11,818 161,591 46 0,02116+0,0164312j 0,027 4,33 552,522 T 0 0 136,818 46 0,02116+0,0164312j 0,027 3,67 396,099 R 4800 21,818 123,636 25 0,0115+0,00893j 0,015 1,80 175,788 S 2600 11,818 149,773 25 0,0115+0,00893j 0,015 2,18 257,967 T 0 0 136,818 25 0,0115+0,00893j 0,015 1,99 215,271 R 3100 14,091 101,818 74 0,03404+0,0264328j 0,043 4,39 352,891 S 5700 25,909 137,955 74 0,03404+0,0264328j 0,043 5,95 647,831 T 7900 35,909 136,818 74 0,03404+0,0264328j 0,043 5,90 637,202 R 13200 60,000 87,727 66 0,03036+0,0235752j 0,038 3,37 233,653 S 18950 86,136 112,045 66 0,03036+0,0235752j 0,038 4,31 381,145 T 4400 20,000 100,909 66 0,03036+0,0235752j 0,038 3,88 309,145

76

49

50

51

52

53

54

55

R S T R S T R S T R S T R S T R S T R S T

1300 900 0 0 3500 4400 4800 0 0 0 1300 2600 0 0 5400 0 0 5400 6500 0 0

5,909 4,091 0 0 15,909 20,000 21,818 0 0 0 5,909 11,818 0 0 24,545 0 0 24,545 29,545 0 0

27,727 25,909 80,909 21,818 21,818 80,909 21,818 5,909 60,909 0,000 5,909 60,909 0,000 0,000 49,091 41,000 41,000 65,545 29,545 0,000 0,000

39 39 39 31 31 31 32 32 32 41 41 41 26 26 26 52 52 52 41 41 41

0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01794+0,0139308j 0,01426+0,0110732j 0,01426+0,0110732j 0,01426+0,0110732j 0,01472+0,0114304j 0,01472+0,0114304j 0,01472+0,0114304j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01196+0,0092872j 0,01196+0,0092872j 0,01196+0,0092872j 0,02392+0,0185744j 0,02392+0,0185744j 0,02392+0,0185744j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j 0,01886+0,0146452j

0,023 0,023 0,023 0,018 0,018 0,018 0,019 0,019 0,019 0,024 0,024 0,024 0,015 0,015 0,015 0,030 0,030 0,030 0,024 0,024 0,024

0,63 0,59 1,84 0,39 0,39 1,46 0,41 0,11 1,14 0,00 0,14 1,45 0,00 0,00 0,74 1,24 1,24 1,99 0,71 0,00 0,00

13,792 12,043 117,440 6,788 6,788 93,350 7,007 0,514 54,610 0,000 0,659 69,969 0,000 0,000 28,823 40,210 40,210 102,765 16,464 0,000 0,000

77

Tabel 4.9 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C1 Gardu Sisipan PC0777

Titik 15

16

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN C1 Arus Arus L Z Fasa Total Daya (VA) Z (R+jXl) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (A) Total (m) (ohm) 41 R 0 0 0 0,01886+0,0146452j 0,024 0,00 0,000 41 S 1300 5,90909 5,909 0,01886+0,0146452j 0,024 0,14 0,659 41 T 0 0 10,000 0,01886+0,0146452j 0,024 0,24 1,886 39 R 0 0 0 0,01794+0,0139308j 0,023 0,00 0,000 39 S 0 0 0,000 0,01794+0,0139308j 0,023 0,00 0,000 39 T 2200 10 10,000 0,01794+0,0139308j 0,023 0,23 1,794 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan C2 Gardu Sisipan PC0777

Titik 19

20

PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN C2 Arus Arus L Z Fasa Total Daya (VA) Z (R+jXl) ∆V Drop per titik Rugi Daya (W) (A) Total (m) (ohm) 41 0,01886+0,0146452j R 9000 40,909 88,636 0,024 2,12 148,172 41 0,01886+0,0146452j S 7000 31,8182 75,909 0,024 1,81 108,675 41 0,01886+0,0146452j T 0 0 43,636 0,024 1,04 35,912 37 0,01702+0,0132164j R 4400 20,000 47,727 0,022 1,03 38,770 37 0,01702+0,0132164j S 0 0,000 44,091 0,022 0,95 33,087 37 0,01702+0,0132164j T 2600 11,8182 43,636 0,022 0,94 32,408

78

21

22

23

R S T R S T R S T

0 3100 1300 2600 0 5700 3500 6600 0

0 14,091 5,90909 11,8182 0,000 25,909 15,909 30 0,000

27,727 44,091 31,818 27,727 30,000 25,909 15,909 30 0,000

71 71 71 55 55 55 54 54 54

0,03266+0,0253612j 0,03266+0,0253612j 0,03266+0,0253612j 0,0253+0,019646j 0,0253+0,019646j 0,0253+0,019646j 0,02484+0,0192888j 0,02484+0,0192888j 0,02484+0,0192888j

0,041 0,041 0,041 0,032 0,032 0,032 0,031 0,031 0,031

1,15 1,82 1,32 0,89 0,96 0,83 0,50 0,94 0,00

25,109 63,491 33,065 19,451 22,770 16,983 6,287 22,356 0,000

79

Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui besar total drop tegangan dan rugi daya pada masing-masing fasa di jurusan B, C1 dan C2, yakni dengan menjumlahkan total drop sesuai dengan masing-masing fasanya. Kemudian untuk rugi daya juga dapat langsung ditambahkan, dalam hal ini penulis memisahkannya untuk masing-masing fasa. Adapun hasil perhitungan tersebut ditampilkan pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.11 Total Drop Tegangan dan Rugi Daya Jurusan pada Gardu Sisipan PC0777 Jurusan pada Gardu Sisipan PC0777

Hasil Perhitungan

Fasa

Drop Tegangan (V)

Rugi Daya (W)

B

C1

C2

R

23,17

0,00

5,68

S

26,30

0,14

6,49

T

30,70

0,47

4,13

R

2044,38

0,00

237,79

S

2800,53

0,66

250,38

T

2824,00

3,68

118,37

Sehingga, dapat diketahui presentase pembebanan untuk drop tegangan pada masing-masing fasa menggunakan Persamaan (2.26): - Jurusan B % ∆VR

=

23,17 220

x 100 %

= 10,53 % % ∆VS

=

26,3 220

x 100 %

= 11,95 % % ∆VT

=

30,7 220

x 100 %

= 13,95 % - Jurusan C1 % ∆VR

0

= 220 x 100 %

80

=0% % ∆VS

=

0,14 220

x 100 %

= 0,06 % % ∆VT

=

0,47 220

x 100 %

= 0,21 % - Jurusan C2 % ∆VR

=

5,68 220

x 100 %

= 2,58 % % ∆VS

=

6,49 220

x 100 %

= 2,95 % % ∆VT

=

4,13 220

x 100 %

= 1,88 % Sedangkan untuk rugi daya pada masing-masing jurusan adalah sebagai berikut; - Jurusan B ∆P

= 2044,38+ 2800,53+ 2824,00 = 7.668,41 W = 7,7 kW

- Jurusan C1 ∆P

= 0 + 0,66 + 3,68 = 4,34 W = 0,004 kW

- Jurusan C2 ∆P

= 63,82 + 228,58+ 43,82 = 336,22 W = 0,34 kW

Total Rugi Daya

= 7,7 kW + 0,004 kW + 0,34 kW = 8,044 kW

81

4.3.4 Perubahan drop tegangan dan rugi daya pada gardu I.1913 dan I.762 1. Gardu Distribusi I.1913 Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa, pada gardu distribusi ini setelah pemasangan transformator sisipan, hanya melayani 29 pelanggan yakni pada jurusan D. Dalam hal ini tidak terjadi perubahan pada konfigurasi jaringan di jurusan D. Sehingga, untuk drop tegangan dan rugi daya masih sama pada perhitungan sebelumnya di subbab 4.2.1 Tabel 4.12 Drop Tegangan dan Rugi Daya I.1913 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Fasa

Drop Tegangan (V)

Rugi Daya (W)

R

7,42

414,52

S

7,33

376,00

T

12,82

702,30

Hal ini menyebabkan rugi daya pada saluran di gardu distribusi I.1913 ini menjadi 1,5 kW.

2.

Gardu Distribusi I.762 Setelah dipasang transformator sisipan PC0777, maka pada gardu I.762

terdapat perubahan jurusan yakni jurusan A melayani 36 pelanggan beban jurusan B I.1913. Namun, untuk jurusan B pada gardu ini tidak mengalami perubahan. Sehingga, dilakukan perhitungan ulang hanya untuk jurusan A yang baru pada gardu I.762. Perhitungan dilakukan mulai dari titik terdekat dengan gardu I.762, yakni titik 9 sampai titik 1 dapat dilihat pada Gambar 4.3. Hasil perhitungan drop tegangan dan rugi daya pada jurusan A yang baru yakni dirangkum pada Tabel 4.13

82

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Drop Tegangan dan Rugi Daya pada Jurusan A (Baru) Gardu I.762 Setelah Trafo Sisipan PERHITUNGAN ARUS, DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA PADA SETIAP TITIK PERCABANGAN JTR JURUSAN A (Baru) Arus Arus L Z ∆V Drop per Rugi Daya Titik Fasa Total Daya (VA) Z (R+jXl) (A) Total (m) (ohm) titik (W) 41 0,01886+0,0146452j 0,024 R 4400 20,000 109,545 2,62 226,324 41 0,01886+0,0146452j 0,024 9 S 2200 10 95,455 2,28 171,844 41 0,01886+0,0146452j 0,024 T 11400 51,8182 99,545 2,38 186,889 37 0,01702+0,0132164j 0,022 R 10500 47,727 89,545 1,93 136,473 37 0,01702+0,0132164j 0,022 5 S 6100 27,727 85,455 1,84 124,288 37 0,01702+0,0132164j 0,022 T 900 4,09091 47,727 1,03 38,770 71 0,03266+0,0253612j 0,041 R 1300 5,90909 41,818 1,73 57,115 71 0,03266+0,0253612j 0,041 4 S 0 0,000 57,727 2,39 108,837 71 0,03266+0,0253612j 0,041 T 3900 17,7273 43,636 1,80 62,189 55 R 4800 21,8182 35,909 0,0253+0,019646j 0,032 1,15 32,623 55 3 S 4800 21,818 57,727 0,0253+0,019646j 0,032 1,85 84,311 55 T 0 0,000 25,909 0,0253+0,019646j 0,032 0,83 16,983 54 0,02484+0,0192888j 0,031 R 0 0,000 14,091 0,44 4,932 54 0,02484+0,0192888j 0,031 2 S 5700 25,9091 35,90909 1,13 32,030 54 0,02484+0,0192888j 0,031 T 5700 25,909 25,909 0,81 16,675 54 0,02484+0,0192888j 0,031 R 3100 14,091 14,091 0,44 4,932 54 0,02484+0,0192888j 0,031 1 S 2200 10 10 0,31 2,484 54 0,02484+0,0192888j 0,031 T 0 0,000 0,000 0,00 0,000

83

Dilihat dari hasil perhitungan tersebut, didapatkan total drop tegangan pada jurusan A yang baru. Kemudian, untuk mengetahui perubahan rugi daya saluran yang baru dirangkum pada Tabel 4.14

Tabel 4.14 Drop Tegangan dan Rugi Daya I.762 Setelah Pemasangan Transformator Sisipan Jurusan pada Gardu Sisipan I.762

Hasil Perhitungan

Fasa

Drop Tegangan (V)

Rugi Daya (W)

A (Baru)

B

R

8,31

0,57

S

9,80

0,00

T

6,85

4,31

R

462,40

7,10

S

523,79

0,00

T

321,51

167,28

Sehingga, dapat diketahui presentase untuk drop tegangan pada masingmasing fasa menggunakan Persamaan 2.27: -Jurusan A (Baru) % ∆VR

=

8,31 220

x 100 %

= 3,78 % % ∆VS

9,8

= 220 x 100 % = 4,45 %

% ∆VT

=

6,85 220

x 100 %

= 3,12 % Sedangkan untuk rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 462,40 + 523,79 + 321,51 = 1307,7 W = 1,3 kW

84

-Jurusan B % ∆VR

=

0,57 220

x 100 %

= 0,26 % % ∆VS

0

= 220 x 100 % = 0%

% ∆VT

=

4,31 220

x 100 %

= 1,96 % Total Rugi daya pada jurusan ini sebesar: ∆P

= 7,10 + 0 + 167,28 = 174,38 W = 0,17 kW Setelah pemasangan transformator sisipan maka drop tegangan yang terjadi

di jurusan A baru masih memenuhi standar PLN untuk batas drop tegangan. Sedangkan untuk rugi daya yang dihasilkan pada jurusan A yakni 1,3 kW dan pada jurusan B sebesar 0,17 kW. Sehingga total dari rugi daya pada gardu distribusi I.762 setelah pemasangan transformator sisipan yakni 1,47 kW. Adapun dari semua hasil perhitungan yang telah dilakukan untuk mengetahui keadaan drop tegangan dan rugi daya sebelum dan setelah pemasangan transformator sisipan yakni dapat dilihat pada Tabel 4.15 dan Tabel 4.16. Pada Tabel 4.15, pada bagian sebelum pemasangan transformator sisipan, merupakan keadaan awal dari sebuah jurusan di gardu distribusi, dengan panjang jaringan tertentu. Setelah pemasangan transformator distribusi, terjadi perubahan panjang jaringan namun, tetap melayani sejumlah beban tertentu dengan total jumlah pelanggan yang sama dengan keadaaan sebelum pemasangan transformator sisipan PC0777. Sehingga dapat dilihat perbedaan pada drop tegangannya saat berada pada dua keadaan yang berbeda yang ditunjukkan pada warna kuning. Pada Tabel 4.16 ditampilkan total rugi daya saluran pada masing-masing gardu distribusi, yang dihasilkan pada dua keadaaan, yakni sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan.

85

Tabel 4.15 Perubahan Drop Tegangan pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan

Setelah Pemasangan Transformator Sisipan

Jurusan/ Gardu Distribusi

Jurusan/ Gardu Distribusi

B/I.1913

Drop Tegangan ∆V (V) R

40,23

S

35,25

T

Drop Tegangan ∆V (V) R

S

T

C1/PC0777

0

0,14

0,47

C2/ PC0777

5,68

6,49

4,13

8,31 7,42

9,8 7,33

6,85 12,82

30,15

D/I.1913

7,42

7,33

12,82

A/I.762 D/I.1913

A/I.762

25,88

28,55

32,86

B/PC0777

23,17

26,3

30,7

B/I.762

0,57

0

4,31

B.I762

0,57

0

4,31

Tabel 4.16 Perubahan Rugi Daya pada Keadaan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan Total Rugi Daya (kW) Gardu Distribusi

Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan

Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan

I.1913

10,62

1,5

I.762

8,67

1,47

PC0777

-

8,044

86

4.4 Analisa 1. Berdasarkan hasil pengukuran pada waktu beban puncak pada masingmasing gardu, dapat dilihat terjadi perubahan presentase pembebanan yang terpakai (terukur) pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 seperti yang dapat dilihat pada Tabel 4.7.

Perubahan Presentasi Pembebanan Transformator 120

102,6

KVA terukur (%)

100 66,96

80

57,5

60

44,7 29

40 20

0

0

I.1913

I.762

PC0777

Gardu Distribusi Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan

Setelah Pemasangan Transformator Sisipan

Gambar 4.3 Grafik Presentasi Pembebanan Transformator Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan

Dapat dilihat bahwa sebelum dipasang transformator sisipan, pada gardu I.1913 terjadi overload yakni pembebanan yang ada pada transformator tersebut melebihi kapasitas dari ratingnya yakni 160 kVA. Pembebanan transformator I.1913 mencapai 102,6%. Hal ini tentu berbahaya pada transformator tersebut, berdasarkan standar PLN, bahwa transformator tidak boleh dibebani melebihi 80% dari kapasitas ratingnya. Selanjutnya, pada gardu I.762, pembebanan yang terukur yakni 57,5% dari kapasitasnya 200 kVA. Meskipun, kapasitas dari trafo ini masih cukup untuk menerima sebagian beban dari transformator I.1913, namun hal ini tidak menyelesaikan masalah karena pembebanan berlebih akan terjadi di

87

gardu I.762. Sehingga, solusi yang terbaik adalah dengan menambah gardu distribusi atau dikenal dengan transformator sisipan Setelah dipasangnya transformator sisipan PC0777, beban pada gardu I.1913 berkurang menjadi 29%. Kemudian, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa beberapa beban dari gardu I.762 dipindah ke gardu distribusi sisipan PC0777, menyebabkan pembebanan transformator I.762 pun berkurang yakni menjadi 44,7%. Sedangkan untuk transformator sisipan PC0777 sendiri memiliki beban terukur dalam kVA sebesar 66,96% dari kapasitasnya 200 kVA. 2. Setelah dilakukan perhitungan tentang drop tegangan pada keadaan sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan, maka jurusan yang mengalami perubahan drop tegangan yakni jurusan B I.1913 dan jurusan A I.762. Hasil perhitungan keadaan sebelum dan sesudah pemasangan transformator sisipan dapat dilihat pada Tabel 4.15.

Perubahan Drop Tegangan pada Jurusan B I.1913 45 40

Drop Tegangan (V)

35

40,23 35,25 30,15

30 25 20 15 10

5,68 6,49

5

8,31

9,8 6,85

4,13

0 0,14 0,47

0 B/I.1913

C1/PC0777

R

C2/ PC0777

S

A (Baru)/I.762

T

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan B I.1913

88

Perubahan Drop Tegangan Jurusan A I.762 35

32,86 30,7 28,55

30

26,3

Drop Tegangan (V)

25,88 23,17

25 20 15 10 5

0 A/I.762

B/PC0777 R

S

T

Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Drop Tegangan Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan pada Jurusan A I.762

Dapat dilihat pada Gambar 4.4, drop tegangan R pada jurusan B I.1913 sebelum dilakukan pemasangan transformator yakni 40,23 V atau sebesar 18,29 %, fasa S 35,25 V atau sebesar 16,02%, dan fasa T 30,15 V atau sebesar 13,71%. Terjadi drop tegangan yang cukup besar pada jurusan B Gardu I.1913, dan hal ini telah melewati standar PLN mengenai batas drop tegangan yang diizinkan yakni 4% pada jaringan tegangan rendah. Setelah dipasang transformator sisipan maka terjadi perubahan saluran tegangan rendah jurusan tersebut ke beban. Dalam hal ini, perubahan drop tegangan untuk jurusan C2 yakni fasa R sebesar 5,68 V atau 2,58%, pada fasa S sebesar 6,49 V atau 2,95% dan fasa T sebesar 4,13 V atau sebesar 1,88% dan hal ini telah memenuhi syarat drop tegangan. Untuk jurusan C1, drop tegangan fasa R sebesar 0V atau 0%, pada fasa S sebesar 0,14 V atau 0,06% dan fasa T sebesar 0,47 V atau sebesar 0,21%. Untuk saluran tegangan yang dipindah jurusan A (Baru) I.762 didapatkan fasa R sebesar 8,31 V atau

89

3,78%, pada fasa S sebesar 9,8 atau 4,45% dan fasa T sebesar 6,85 V atau sebesar 3,12% Untuk jurusan A pada gardu I.1762, dapat dilihat pada Gambar 4.7 drop tegangan pada masing-masing fasa R,S,T berturut-turut sebesar 11,61%, 12,98%, dan 14,94%. Setelah dipasang transformator sisipan dan jurusan A dipindah menjadi B PC0777 maka drop tegangan pada masing-masing fasa R,S,T berturut-turut sebesar 10,53%, 11,95%, 13,95%. Dalam hal ini tidak terjadi perubahan tegangan yang signifikan ketika dipindah pada transformator sisipan. Drop tegangan masih melewati standar PLN. Perubahan drop tegangan pada jurusan yang dipindah ke transformator sisipan PC077, terjadi karena perubahan pada tahanan saluran, arus saluran, dan panjang saluran. Dengan pemasangan transformator sisipan dapat mengurangi drop tegangan, untuk suatu jurusan dapat membuat drop tegangan yang awalnya melewati standar PLN, menjadi memenuhi standar PLN. Namun, pada jurusan yang lain hanya membuat drop tegangan berkurang, tetapi standar PLN masih belum dipenuhi. 3. Perubahan rugi daya yang terjadi dengan penambahan transformator sisipan

PC0777 dapat dilihat pada Tabel 4.16.

Perubahan Rugi Daya (kW) 12

10,62

Rugi Daya (kW)

10

8,67

8,044

8 6

Sebelum Pemasangan Transformator Sisipan

4

Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan

2

1,5

1,47 0

0 I.1913

I.762

PC0777

Gambar 4.6 Grafik Perubahan Rugi Daya (kW) Sebelum dan Sesudah Pemasangan Transformator Sisipan

90

Sebelum pemasangan transformator sisipan, rugi daya yang terjadi pada gardu distribusi I.1913 adalah sebesar 10,62 kW, setelah dipasang transformator sisipan maka rugi daya berkurang menjadi 1,5 kW. Kemudian pada gardu distribusi I.762 terjadi penurunan rugi daya dari 8,67 kW menjadi 1,47 kW. Selanjutnya rugi daya yang ada pada jaringan di gardu sisipan PC0777 8,044 kW. Dengan terjadinya perubahan pada arus yang mengalir di jurusan, dan perubahan pada panjang saluran yang menyebabkan perubahan resistansi, sehingga didapatkan pengurangan pada rugi daya dengan pemasangan transformator sisipan semula sebesar 19,29 kW menjadi 11,014 kW.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan dari hasil perhitungan yang telah dilakukan adalah sebagai berikut; 1. Sebelum pemasangan transformator sisipan, pembebanan pada gardu distribusi I.1913 yakni sebesar 102,6% dalam hal ini terjadi pembebanan berlebih (overload) dan pada gardu distribusi I.762 yakni sebesar 57,5%. Sehingga perlu dipasang transformator sisipan untuk mengurangi pembebanan yang berlebih. 2. Drop tegangan tertinggi sebelum pemasangan transformator sisipan pada gardu distribusi I.1913 dan I.762 masing-masing sebesar 18,29% dan 14,94% melebihi standar jatuh tegangan yang diizinkan oleh PT PLN yakni sebesar 4%. Sedangkan untuk rugi daya yang terjadi sebesar 19,29 kW. 3. Dengan pemasangan transformator sisipan, membuat pembebanan transformator pada masing-masing gardu distribusi I.1913 dan I.762 menurun menjadi 29% dan 44,7%. Untuk drop tegangan terjadi penurunan di jurusan B I.1913 dengan pemindahan beban ke transformator sisipan sehingga drop tegangan menjadi 2,58%, namun pada jurusan A I.762 drop tegangan masih 13,95%. Pada rugi daya terjadi penurunan menjadi 11,014 kW.

5.2 Saran 1. Hendaknya penelitian ini lebih dikembangkan dan disempurnakan. 2. Hendaknya dalam melakukan tinjauan terhadap transformator sisipan, terdapat data yang lebih lengkap dan spesifik meliputi data pelanggan dan peta jaringannya. 3. Hendaknya bagi PT PLN (Persero) untuk tidak hanya melakukan pemindahan beban ke transformator sisipan, tapi juga melakukan penyeimbangan pada beban transformator yang tidak seimbang. 91

DAFTAR PUSTAKA Hutauruk, T.S. 1996. Transmisi Daya Listrik. Jakarta: Erlangga Kadir, Abdul. 2000. Distribusi dan Utilitas Tenaga Listrik. Jakarta: UIP Suhadi, dkk. 2008. Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Sumardjati, Prih, dkk. 2008. Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik Jilid 3. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan. Thamrin, Fanoeel. 2012. Studi Inferensi Fuzzy Tsukamoto untuk Penentuan Faktor Pembebanan Trafo PLN. [Tesis] Semarang: Universitas Diponegoro diterbitkan. Tim Penyusun. 2010. Buku 4 Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik. Jakarta: PT.PLN (Persero). Tim Penyusun. Teknik Listrik Terapan. PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan Pelatihan. Ardiansyah, Ahmad. 2010. Analisis Keandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV. [Skripsi] Medan: Universitas Sumatera Utara diterbitkan. Panitia Revisi PUIL. 2000. Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional Tim Penyusun. Teori Dasar Listrik. PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali. Tim Penyusun. 1993. SPLN 42-10,1993, Kabel Pilin Udara Tegangan Pengenal 0,6/1 kV (NFA2X-T/NFA2X/NF2X). Jakarta: Departemen Pertambangan dan Energi Perusahaan Umum Listrik Negara. Tim Penyusun. 1993. SPLN 72, 1987, Spesifikasi desain untuk Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dan Jaringan Tegangan Rendah (JTR). Jakarta: Departemen Pertambangan dan Energi Perusahaan Umum Listrik Negara. Tim Penyusun. 1993. SPLN 3, 1978, Pentanahan Jaring Tegangan Rendah PLN dan Pentanahan Instalasi. Jakarta: Departemen Pertambangan dan Energi Perusahaan Umum Listrik Negara.