Perumahan Instalasi.docx

PERENCANAAN PERUMAHAN DATA PERUMAHAN 1. 2. 3. 4.

Daya rumah 2200 VA sebanyak 25 buah Daya rumah 1300 VA sebanyak 30 buah Daya rumah 900 VA sebanyak 40 buah Jalan pada perumahan mempunyai lebar jalan masuk 10 meter dan jalan perumahan 5 meter, dengan PJU Emin = 11 Lux 5. Jarak GTT permudin terhadap tiang Akhir JTR sebesar 150 meter DATA PADA PABRIK LVMDP 1. Data pabrik pada LVMDP

Kelompok 1 = 100 kVA Kelompok 2 = 200 kVA Kelompok 3 = 300 kVA Kelompok 4 = 400 kVA

2. Jarak antara Gardu distribusi PLN pada pabrik terhadap SUTM yang ada adalah 400 m 3. Lebar jalan menuju pabrik 10 m sepanjang 150 m, dengan PJU Emin = 12 Lux DATA SARANA STADION SEPAKBOLA 1. Data Lapangan 120 m x 70 m 2. E rata-rata min 300 Lux di pakai type 4 Menara (Metode leugi ferari stadium)

PENENTUAN DAYA TRANSFORMATOR GTT Untuk menentukan daya transformator pada GTT, kita harus menentukan faktor ramalan pertumbuhan kebutuhan beban, yaitu: RAMALAN PERTUMBUHAN BEBAN Pertumbuhan beban atau melonjaknya kebutuhan suatu perencanaan pengembangan sistem tenaga listrik adalah merupakan masalah penting bagi suatu perencanaan pengembangan sistem tenaga listrik. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi dan mendorong melonjaknya kebutuhan listrik tersebut, misalnya adanya perdagangan dan industri yang tumbuh dengan pesat, pertambahan penduduk yang semakin meningkat dan sebagainya. Masalah – masalah yang timbul disini adalah untuk perencanaan tahunan untuk memperbesar kapasitas penjualan tenaga listrik, untuk menanggulangi pertambahan beban tersebut. Untuk mengatasi hal tersebut di atas, kita harus mengetahui besar pertambahan beban puncak untuk tahun – tahun mendatang. Untuk meramalkan kebutuhan tahunan, kebutuhan beban sebelumnya harus diketahui terlebih dahulu. Ada beberapa macam cara meramalkan pertumbuhan beban, tetapi secara garis besar dapat dibagi menjadi dua yaitu: 1.

Secara grafis Dengan menggunakan data – data grafis dari tahun sebelumnya, yaitu dari kurva tahunan dan besarnya daya (kW), maka dapat diramalkan pertumbuhan beban untuk tahun – tahun mendatang dengan metode ekstrapolar. Metode ini adalah dengan menarik garis – garis pertumbuhan beban untuk tahun – tahun berikutnya. Dengan sendirinya hasil yang diperoleh dari penganalisaan secara grafis agak kasar. Oleh karena itu cara ini digunakan hanya sebagai pembanding.

2.

Secara analitis Dalam metode ini, peramalan kebutuhan tenaga listrik digolongkan dalam empat grup konsumen, yaitu: a. Konsumen perumahan (residensial)  Jumlah anggota perumahan = A orang per rumah

 Jumlah perumahan =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑢𝑑𝑢𝑘 𝐴

 Jumlah langganan dari perumahan = 2 x electrification ratio  Dimana electrification ratio = perbandingan antara jumlah konsumen rumah tangga yang memakai tenaga listrik dengan jumlah seluruh rumah tangga.  Jadi jumlah kebutuhan tenaga listrik untuk konsumen residensial adalah = 3 x pemakaian maksimum rata – rata untuk seluruh rumah b. Konsumen komersil  Jumlah dari langganan komersial = jumlah langganan perumahan x contituent ratio  Dimana constituent ratio = perbandingan antara jumlah konsumen komersil dengan jumlah konsumen perumahan  Jadi jumlah kebutuhan tenaga listrik untuk konsumen komersil adalah = 5 x pemakaian max rata – rata dari tiap langganan komersil c. Konsumen industri Kebutuhan menurut permintaan dari para konsumen industri d. Konsumen fasilitas umum Kebutuhan untuk fasilitas umum = { 4 + 6 } x 10%

PERHITUNGAN Total daya perumahan

= 130.000 VA

Rata – rata daya maksimum tiap rumah = 

130.000 (𝑉𝐴) 95

= 1368,42 VA

Dengan asumsi setiap rumah memiliki anggota keluarga sebanyak 3 jiwa/rumah, maka jumlah total penduduk = 3 x 95 = 285 jiwa.



Pertumbuhan penduduk tiap tahun (dimisalkan) = 2% per tahun. Dari data – data di atas kita dapat meramalkan pertumbuhan beban pada perumdin

tersebut, yaitu: 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑃𝑒𝑟𝑢𝑚𝑎ℎ𝑎𝑛

95

1.

Electrification ratio =

2.

Jumlah penduduk 2 tahun mendatang = ( 1 + 0,02 )2x 285 jiwa = 296,514 jiwa (dibulatkan 297 jiwa)

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑅𝑢𝑚𝑎ℎ

= 95 = 1

3.

Jumlah tambahan perumahan 2 tahun mendatang 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑢𝑑𝑢𝑘 𝑇𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛

=

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑂𝑟𝑎𝑛𝑔 𝑝𝑒𝑟 𝑅𝑢𝑚𝑎ℎ

=

10 3

= 3,33 rumah (dibulatkan menjadi 4 rumah) 4.

Jumlah tambahan konsumen perumahan 2 tahun mendatang = Jumlah tambahan perumahan x electrification ratio = 4 x 1 = 4 rumah

PERHITUNGAN TRANSFORMATOR Persyaratan transformator GTT adalah dibawah 200kVA, tetapi jika di atas 200kVA, maka transformator tersebut bukan transformator GTT melainkan gardu tersendiri. Dalam pemilihan transformator harus memperhatikan beberapa hal, yaitu faktor keserempakan beban dan faktor perkembangan beban untuk beberapa tahun mendatang. Maka, dari sini kita dapat menentukan transformator dengan tahapan : 1.

Harus mengetahui nilai beban total Nilai beban total dari perumahan dinas tersebut sebagai berikut: 1.

Pelanggan 2200VA

25 buah

55.000VA

2.

Pelanggan 1300VA

30 buah

39.000VA

3.

Pelanggan 900VA

40 buah

36.000VA

4.

Lampu PJU Utama 187 VA

32 buah

5.984 VA

Daya total

=

135.984 VA

2.

Kebutuhan beban maksimum Untuk mengetahui kebutuhan beban maksimum, maka perlu diperhatikan faktor kebersamaan pelanggan sebagai berikut: Jumlah sambungan jenis pelanggan Heterogen

Faktor Kebersamaan

2–4

0,85

6 – 10

0,80

11 – 20

0,70

2 – 40

0,60

>40

0,40 Tabel Faktor Kebersamaan

Dipilih faktor kebersamaan sebesar 0,40, sehingga: Stotal = 0,70 x 135,984 VA = 95,188 VA

3.

Hubungan dengan prediksi pertambahan beban mendatang (cadangan) Dalam penggunaan energi listrik pada masa mendatang, nilai beban dapat kita prediksi akan bertambah. Pertambahan beban harus diantisipasi dari sekarang dengan memberikan kuota daya lebih dari total nilai daya terpasang. Oleh karena itu, daya terpasang dapat dipertimbangkan agar dibebankan sebesar 80% dari nilai daya maksimum transformator. Diperkirakan pertambahan beban sebesar 20%, sehingga daya transformator yang dibutuhkan sebesar: = Kebutuhan beban maksimum x 120% = 95,188 VA x 1,2 = 114,226 VA

4.

Faktor pembebanan transformator Daya transformator terpasang harus lebih besar daripada daya kontrak tersambung PLN agar transformator tidak bekerja secara maksimum. Faktor

pembebanan transformator sebaiknya 80% dari pembebanan total agar transformator bekerja dengan efektif (IEC 60354 dan SPLN 17:1979).

Jika faktor beban 0,81 (Tabel IEC) maka besarnya transformator yang digunakan adalah: = =

100 81 100 81

𝑥 𝐾𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑑𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑝𝑎𝑠𝑎𝑛𝑔 𝑥 114,226

= 141,019

PEMILIHAN TRANSFORMATOR Dari perhitungan di atas, didapat daya total sebesar 118.708VA, sedangkan untuk GTT yang tersedia dipasaran adalah dengan daya 160kVA, maka dipilih transformator dengan daya 160kVA dengan merk Trafindo dengan spesifikasi sebagai berikut: 1

Standar

SPLN 50/97

2

Kapasitas

160kVA

3

Impedansi

4%

4

No load losses

400watt

5

Load losses

2000watt

6

Total losses

2400watt

7

Efficiency

8

100%

98.52%

75%

98.74%

50%

98.93%

25%

98.70%

Noise level

55 dB

9

Dimension Widht

715 mm

Length

1290 mm

Height

1220 mm

Weight

1045 kg

PERHITUNGAN FUSE CUT OUT Cut-out berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus lebih. Cut-out dipasang pada sisi primer transformator. Dalam menentukan rating fuse cut-out, hal yang perlu dipertimbangkan adalah: 

Arus nominal beban untuk pemilihan rating arus kontinyu fuse cut-out



Tegangan sistem untuk pemilihan rating tegangan



Penggunaan CO tergantung pada arus beban, tegangan sistem, tipe sistem dan arus gangguan yang mungkin terjadi Dalam pemilihan Cut-out, bergantung pada jenis transformator yang dipakai apakah

memakai minyak atau berjenis transformator kering. Di dalam PUIL 2000 hal 190, apabila menggunakan transformator minyak, In CO dikalikan 250% (maksimal). 𝐼𝑛 = 250% 𝑥

160 𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 20𝑘𝑉

= 11,5𝐴

Karena sadapan Lightning Arrester sebelum Cut out, maka dipilih fuse link tipe-K, yaitu pelebur jenis letupan (expulsion) cepat. (IEC 282-2 (1970)/NEMA). Sehingga menggunakan fuse link tipe-K dengan rating arus 8A.

PERHITUNGAN PENGHANTAR INCOMING DAN OUTGOING TRAFO GTT Perhitungan penghantar pada incoming transformator Untuk menghitung besar KHA penghantar pada JTM, maka kita harus mengetahui terlebih dahulu berapa daya transformator GTT yang dipakai, sehingga kita dapat menghitung besar arus nominal yang akan melewati penghantar tersebut.

Daya transformator GTT adalah sebesar 160kVA, maka dari data tersebut dapat kita hitung besar arus nominalnya sebagai berikut: 𝐼𝑛 =

160𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 20𝑘𝑉

= 4,6𝐴

𝐾𝐻𝐴 = 1,25 𝑥 𝐼𝑛 = 1,25 𝑥 4,6 = 5,75𝐴 Dari katalog Kabelindo AAAC, didapat luas penampang penghantar sebesar 16mm2 dengan KHA sebesar 105A. Tetapi dalam praktiknya dilapangan untuk penghantar SUTM paling kecil adalah 35mm2, maka dipilih penghantar AAAC 35mm2. Hal tersebut bertujuan untuk mengurangi drop voltage sepanjang jalur SUTM.

Perhitungan penghantar pada outgoing transformator Sama dengan menghitung KHA penghantar pada SUTM, untuk dapat menghitung KHA penghantar pada jaringan SUTR juga harus mengetahui berapa daya transformator yang digunakan pada GTT agar kita dapat mengetahui besa arus nominal yang akan melewati penghantar tersebut. Tetapi, tegangan yang digunakan adalah tegangan sekundernya. Daya transformator GTT adalah sebesar 160kVA, maka dari data tersebut dapat kita hitung besar arus nominalnya sebagai berikut: 𝐼𝑛 =

160𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 380

= 243𝐴

𝐾𝐻𝐴 = 1,25 𝑥 𝐼𝑛 = 1,25 𝑥 243 = 304𝐴 Dari katalog Supreme NYY, didapat penghantar sebesar 95mm2 dengan KHA sebesar 335A. Tetapi dalam praktiknya digunakan satu atau dua tingkat di atasnya untuk menghindari jatuh tegangan yang besar, maka dipilih penghantar NYY sebesar 120mm2. KOMPONEN PHB-TR Pengaman Utama 𝐼𝑛 =

160𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 400𝑉

𝐼𝑛 = 231𝐴 Sehingga dipilih pengaman utama NH Fuse Siba Size 2 dengan rating arus sebesar 250A.

Saklar Utama 𝐼𝑛 =

160𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 400𝑉

𝐼𝑛 = 231𝐴 KHA

= 2,5 x In = 2,5 x 231 =577,5 A

Sehingga dipilih LBS (Load Breaker Switch) merk SIRCO 3-pole dengan rating arus sebesar 630A.

Busbar Karena pada pengaman utama digunakan 1 penghantar tiap fasa, sehingga jumlah batang busbar tiap fasa mengikuti jumlah penghantar tiap fasa, yaitu satu batang tiap fasa. Untuk menghitung KHA busbar, kita harus mengetahui data – data yang diperlukan untuk kebutuhan perhitungan KHA penghantar tersebut, yaitu: 𝐼𝑛 =

160𝑘𝑉𝐴 √3 𝑥 400𝑉

𝐼𝑛 = 231𝐴 KHA pada sisi outgoing transformator : KHA = 1,25 x In = 1,25 x 231 = 288,75A Dari total pembebanan penghantar kontinyu untuk tembaga penamapang persegi. berdasarkan PUIL ukuran busbar yang memenuhi KHA 288,75A minimal adalah 25 x 5mm maka dipilih busbar isoflex TCB dengan ketebalan 30 x 5 x 2000mm.

PEMBAGIAN PEMBEBANAN GTT Pembagian daya ini dimaksudkan agar dicapainya keseimbangan beban sehingga salah satu belitan transformator tidak mendapatkan beban yang berlebih. Untuk dapat menentukan pembagian beban yang seimbang, maka diperlukan rekap seluruh beban yang ada. Rekapitulasi daya sebagai berikut:

No

Beban

Daya (VA)

Jumlah

Daya Total (VA)

1

Rumah 900VA

900

40

36.000

2

Rumah 1300VA

1300

30

39.000

3

Rumah 2200VA

2200

25

55.000

4

PJU

187

32

5.984

Jumlah

135.984

Tabel Rekapitulasi Daya 1.

Pembagian Beban Masing – Masing Fasa

No 1 2 3 4

Beban Rumah 900 VA Rumah 1300 VA Rumah 2200 VA PJU utama 187 Total

R 12600 13000 17600 2057 45.257

S 11700 13000 19800 2057 46.557

T 11700 13000 17600 2057 44.357

VA

136.171

PERHITUNGAN PENGAMAN DAN PENGHANTAR PADA SUTR A.

Pada Group 1  Pengaman fasa R 𝐼𝑛 =

45257 = 205,7 𝐴 220 KHA = 1,25 x In = 1,25 x 205,7 = 257,14 A Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A.

Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.  Pengaman fasa S 𝐼𝑛 =

20139 = 91,54𝐴 220 Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A. Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.  Pengaman fasa T 𝐼𝑛 =

19665 = 89,39𝐴 220 Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A. Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.

B.

Pada Group 2  Pengaman fasa R 𝐼𝑛 =

17939 = 81,54𝐴 220 Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A. Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.  Pengaman fasa S 𝐼𝑛 =

17939 = 81,54𝐴 220 Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A. Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.

 Pengaman fasa T 𝐼𝑛 =

18647 = 84,76𝐴 220 Dari tabel KHA penghantar TC NFA2X-T (katalog kabelindo) didapat luas

penampang penghantar sebesar 35mm2 dengan KHA 125A dan netral 25mm2 dengan KHA 102A. Menggunakan pengaman NH Fuse dengan rating arus 100A.

PENENTUAN JENIS TIANG PADA SUTM DAN SUTR Konstruksi Jaringan Distribusi Dalam perencanaan ini, diketahui bahwa terdapat dua jaringan distribusi tenaga listrik. Pertama adalah jaringan distribusi primer 20kV yang dikenal sebagai jaringan SUTM dan jaringan distribusi sekunder 220/380volt yang dikenal sebagai jaringan SUTR. Adapun dalam perencanaan ini ketentuan untuk kedua jaringan tersebut adalah sebagai berikut: Tinggi tiang SUTM

: 13m

Tinggi tiang SUTR

: 9m

Jarak antar tiang SUTM

: 40m

Jarak antar tiang SUTR

: 40m

Dalam penentuan jumlah tiang dan jarak antar tiang tergantung pada medan yang akan kita pasang jaringan. Dalam hal ini pada daerah yang akan terpasang adalah daerah pinggiran dengan medan cukup rata (pabrik/industri yang terletak pada area persawahan penduduk). Sesuai dengan konstruksi tanahnya untuk jarak antara pabrik dan SUTM yang ada memiliki kerataan tanah yang sudah diratakan untuk area jalan. Jarak antara aspal dan trotoar adalah 2 meter, dengan lebar jalan 12 meter, dan diperkirakan untuk perluasan jalan berkisar 1 meter kesamping, sehingga dapat kita pasang tiang dengan jarak sekitar 3,5 meter dari jalan aspal.

Karena pada posisi tersebut di atas tanah yang akan kita tempati untuk penanaman tiang listrik adalah area persawahan milik penduduk setempat sehingga harus ada jaminan pembebasan tanah bila belum ada keterangan pembebasan tanah, maka dipakai area bebas yatu di sisi jalan. Pemasangan SUTM dan SUTR dengan medan seperti di atas harus mengambil cross jalur terpendek dengan mempertimbangkan beberapa hal yang harus terpenuhi, yakni: 

Jarak antara SUTM dengan tanah harus sesuai dengan standar pemasangan.



Jaringan yang terpasang tidak boleh terlalu rendah dan membahayakan bagi makhluk hidup yang melintas di bawahnya.



Jaringan yang menyebrang jalan raya harus dilengkapi dengan jaring pengaman untuk menghindari kalau nantinya terjadi kabel yang putus pada jaringan yang menyeberang jalan tersebut.



Konstruksi tiang yang terdapat pada jaringan menyesuaikan dengan medan dengan memperhatikan standar pemasangan jaringan yang ada dengan mempertimbangkan keandalan, kemudahan dan keamanan.



Minimal penanaman tiang untuk SUTR dan SUTM adalah 1/6 dari tinggi tiang, selain itu harus dipertimbangkan juga faktor jenis tanah yang akan digunakan sebagai tempat penanaman.

A. Konstruksi Jaringan SUTM Berdasarkan layout denah yang telah dibuat, maka konstruksi tiang jaringan tegangan menengah adalah sebagai berikut: 1. Tabel Nomenklatur Tiang SUTM No

Kode Tiang

Jenis Tiang

Kekuatan Tiang

1

D14A1

TM1

13m 350Dan

2

D14A2

TM1

13m 350Dan

3

D14A3

GTT-2T

13m 350Dan

Penahan Tiang

Keterangan

1.1 Kelengkapan Tiang SUTM 1.1.1

Tiang Beton Dalam perencanaan ini, tiang beton yang digunakan adalah tiang beton dengan tinggi 13 meter dan memiliki 350dAN.

1.1.2

Kelengkapan Tiang TM1 Pada tiang jenis TM1, material yang digunakan adalah: No

Jumlah Satuan

Nama Material

1

Cross Arm 2000 (type tumpu)

1

Pcs

2

Arm Tie Type 750 Pipe Ø ¾”

1

Pcs

3

Bolt & Nut M16x400 + Washer (Double Arm)

2

Set

4

Bolt & Nut M16x50 / M16x120 + Washer

1

Set

5

20kV Pin Insulator

3

Set

6

Alluminium Binding Wire 3,2mm

X

Mtr

7

Alluminium Tape 4,0mm

Y

Mtr

8

Preformet Top Tie 240/150/70/35

3

Pcs

Keterangan: Nomor 6 dan 7 digunakan tanpa nomor 8. Apabila nomor 8 digunakan, maka nomor 6 dan 7 tidak digunakan. B. Konstruksi Jaringan SUTR Berdasarkan layout denah yang telah dibuat, maka konstruksi tiang JTR adalah sebagai berikut: Tabel 1. Nomerklatur Tiang SUTR No

Kode Tiang

Jenis Tiang

Kekuatan Tiang

Penahan Tiang

Keterangan

1

D14A4

TR1

9m 200dAN

-

-

2

D14A5

TR4

9m 200dAN

-

-

3

D14A6

TR3

9m 200dAN

-

-

4

D14A5D1

TR4

9m 200dAN

-

-

5

D14A5D1A1

TR3

9m 200dAN

-

-

6

D14A5D1C1

TR1

9m 200dAN

-

-

7

D14A5D1C2

TR3

9m 200dAN

-

-

8

D14A5D2

TR4

9m 200dAN

-

-

9

D14A5D2A1

TR3

9m 200dAN

-

-

10

D14A5D2C1

TR1

9m 200dAN

-

-

11

D14A5D2C2

TR3

9m 200dAN

-

-

12

D14A5B1

TR4

9m 200dAN

-

-

13

D14A5B1A1

TR3

9m 200dAN

-

-

14

D14A5B1C1

TR3

9m 200dAN

-

-

1.1 Kelengkapan Tiang SUTR 1.1.1 Tiang Beton Dalam perencanaan ini, tiang beton yang digunakan adalah tiang beton dengan tinggi 9 meter dan memiliki kekuatan 350dAN

1.1.2 Kelengkapan Tiang TR1 Pada tiang TR1, material yang digunakan adalah: No

Nama Material

Jumlah

Satuan

1

Suspension Clamp Bracket

1

Set

2

Suspension Clamp

1

Set

3

Stainless Steel Strip 0,75 Mtr

2

Pcs

4

Stopping Buckle

2

Pcs

5

Plastic Strap

3

Pcs

Jumlah

Satuan

1.1.3 Kelengkapan Tiang TR3 Pada tiang TR3, material yang digunakan adalah: No

Nama Material

1

Tension Bracket

1

Set

2

Strain Clamp

1

Set

3

Stainless Steel Strip 0,75 Mtr

4

Pcs

4

Stopping Buckle

4

Pcs

5

Plastic Strap

2

Pcs

6

PVC 2” – 50cm

1

Pcs

7

Link

2

Pcs

8

Dead End Tubes

4

Pcs

Jumlah

Satuan

1.1.4 Kelengkapan Tiang TR4 Pada tiang TR4, material yang digunakan adalah: No

Nama Material

1

Tension Bracket

2

Set

2

Strain Clamp

2

Set

3

Stainless Steel Strip 0,75 Mtr

2

Pcs

4

Stopping Buckle

2

Pcs

5

Plastic Strap

3

Pcs

PERHITUNGAN BREAKING CAPASITY Hubung singkat pada suatu penyulang dapat terjadi pada sisi atas transformator, kabel, rel dan pemutus sirkit. Dalam hal ini perhitungan breaking capasity ini digunakan untuk menentukan besarnya arus hubung singkat pada suatu titik dan breaking capasity pengaman sehingga pengaman tersebut dapat mengamankan sirkit tanpa merusak pengaman tersebut pada saat hubung singkat. Pehitungan arus hubung singkat memerlukan data daya hubung singkat pada sisi LV, panjang dari penghantar dan jenis penghantar tersebut. Untuk menentukan daya hubung singkat dapat melalui tiga cara yaitu: 1)

Melihat data pada gardu induk

2)

Melihat MVA peralatan

3)

Dengan cara permisalan Pada perhitungan ini dilakukan dengan cara yang ketiga yaitu dengan cara permisalan.

Data yang diketahui adalah sebagai berikut: 

Daya hubung singkat

= 500∠81° MVA



S

= 160kVA



V0

= 400V



Load Loss Trafo (Pk)

= 25000watt



VSC

= 4%

1. Jaringan sisi atas (tegangan menengah) 𝑉0 2 𝑥 cos 81° 𝑥 10−3 𝑅1 = 𝑃𝑠𝑐 4002 𝑥 cos 81° 𝑥 10−3 𝑅1 = 500 = 0,05mΩ 𝑉0 2 𝑥 sin 81° 𝑥 10−3 𝑋1 = 𝑃𝑠𝑐 4002 𝑥 sin 81° 𝑥 10−3 𝑋1 = 500 = 0,32mΩ

2. Transformator S

= 160kVA

Usc

= 4%

U

= 400V

Wc

= 2350W

𝑅2 =

𝑊𝑐 𝑥𝑉0 2 𝑥10−3 𝑆2

𝑅2 =

2350 𝑥 4002 𝑥10−3 1602

= 14,68mΩ

2

𝑋2 = √(

𝑉𝑠𝑐 𝑥 𝑉0 2 ) − 𝑅2 2 100 𝑥 𝑆 2

4 𝑥 4002 𝑋2 = √( ) − 14,682 100 𝑥 160 = 37,2mΩ

3. Penghantar 𝑙 𝐴

𝑅3 = 𝜌

10

= 22,5𝑥 120 = 1,87mΩ X3 =

0,12 1

𝑥10

=1,2mΩ

4. Pemutus daya utama 80% pembebanan trafo = 80% x 160kVA = 128kVA R4 = 0mΩ X4 = 0mΩ

5. Busbar utama KHA minimal

= 288,75A

Panjang (l)

= 2m

𝑙

R5 = 𝜌 𝐴 2

= 22,5𝑥 200 = 0,225mΩ X5 =

0,15𝑥2 1

=0,3mΩ

6. Perhitungan arus hubung singkat 𝑅𝑡 = 0,05 + 14,68 + 1,87 + 0 + 0,225

= 16,825mΩ 𝑋𝑡 = 0,32 + 37,2 + 1,2 + 0 + 0,3 = 39,02mΩ

𝐼𝑆𝐶 = 𝐼𝑆𝐶 =

𝑉𝑜 √3 𝑥 𝑍𝑡 400 √3 𝑥 √16,8252 + 39,022

𝐼𝑆𝐶 = 5,43𝑘𝐴 Jadi, arus hubung singkat yang digunakan sebagai rating pengaman minimal sebesar 5,43kA.

PERHITUNGAN, PERENCANAAN ARRESTER

Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih. Oleh karena itu, pemilihan arrester harus sesuai dengan peralatan yang dilindunginya. Karena kepekaan arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem. Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan yang baik. Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan 200 KV dalam waktu 0,1μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km. 

Tegangan Dasar Arrester Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer) yaitu 20 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah 20 KV sama seperti tegangan pada sistem. Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 20 KV arrester tersebut masih bisa bekerja sesuai dengan karakteristinya yaitu tidak bekerja pada tegangan maksimum sistem yang direncanakan, tetapi masih tetap mampu memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif.



Tegangan Sistem Tertinggi

Umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem. Pada arrester yang dipakai PLN adalah : Vmaks = 110% x 20 kV = 22 kV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 24Kv



Koefisien Pentanahan Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa sehat ke tanah dalam keadaan gangguan pada tempat dimana penagkal petir, dengan tegangan rms fasa ke fasa tertinggi dari sistem dalam keadaan tidak ada gangguan Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms) antar fasa dengan ground digunakan persamaan Vrms

= 20 kV

Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan : Vm(L - G) =

=

Vrms 2 3 20kV  2 3

= 16,33 KV Koefisien pentanahan =

16,33KV 20 KV

= 0,82 Keterangan :



Vm

= Tegangan puncak antara phasa dengan ground (kV)

Vrms

= Tegangan nominal sistem (kV)

Tegangan Pelepasan Arrester Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir. Tegangan yang sampai pada arrester : E =

e K .e.x

E =

200 KV 0,0006  5Km

= 66,6 KV

Keterangan : I

= arus pelepasan arrester (A)

e

= tegangan surja yang datang (KV)

Eo

= tegangan pelepasan arrester (KV)

Z

= impedansi surja saluran (Ω)

R

= tahanan arrester (Ω)

Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi teganagn flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah : e =1,2 BIL saluran Keterangan :



e

= tegangan surja yang datang (KV)

BIL

= tingkat isolasi dasar transformator (KV)

Arus Pelepasan Nominal (Nominal Discharge Current) I

= 2e  Eo Z R

Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8 KM sampai 10 KM. (SPLN 52-3,1983 : 11) R =

=

tegangankejutimpuls100% aruspemuat

105KV 2,5KA

= 42 ohm

I = 2  200 KV  66,6 KV 0  42

= 7,95 kA

Keterangan : E

= tegangan yang sampai pada arrester (KV)

e

= puncak tegangan surja yang datang

K

= konsatanta redaman (0,0006)

x

= jarak perambatan

Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : V =IxR Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan : ea = Eo + (I x R) (25) Keterangan :



I

= arus pelepasan arrester (KA)

Eo

= tegangan arrester pada saat arus nol (KV)

ea

= tegangan pelepasan arrester (KV)

Z

= impedansi surja (Ω)

R

= tahanan arrester (Ω)

Pemilihan Tingkat Isolasi Dasar (BIL) “Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut.



Pemilihan Tingkat Isolasi Dasar (BIL) Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator, maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah :

e =1,2 BIL saluran e = 1,2 x 125 KV e = 150 KV Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage (tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,2/50 μs. Sehingga isolasi dari peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator yaitu 125 KV 

Margin Perlindungan Arrester Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : MP

= (BIL / KIA-1) x 100%

MP

= (125 KV/ 133,3 – 1) x 100% = 94,5 %

Keterangan : MP

= margin perlindungan (%)

KIA

= tegangan pelepasan arrester (KV)

BIL

= tingkat isolasi dasar (KV)

Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang berlaku untuk MP > 20% dianggap cukup untuk melindungi transformator. 

Jarak penempatan Arrester dengan Peralatan Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan persamaan sebagai berikut : Ep

= ea +

2 A x v

= 133,3 KV+ 8,3

= 26,6x

x

= 0,31 m

2  4000 KV / s  x 300m / s

Jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi.

Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan menggunakan kabel tanah. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah. Impuls Petir

BIL Arrester

BIL Trafo

(KV)

(150 KV)

(125 KV)

120 KV

< 150 KV

<125 KV

Kondisi

Keterangan

Aman

Tegangan masih di bawah rating transformator maupun arrester

125 KV

<150 KV

=125 KV

Aman

Tegangan masih memenuhi batasan keduanya

130 KV

<150 KV

>125 KV

Aman

Tegangan lebih diterima arrester dan dialirkan ke tanah

150 KV

=150 KV

>125 KV

Aman

Masih memenuhi batas tegangan tertinggi yang bisa diterima arrester.

200 KV

>150 KV

>125 KV

Tidak

Arrester rusak, transformator rusak

aman Tabel Batas Aman Arrester



Pemilihan Arrester Dalam hal ini pemilihan arrester yang digunakan untuk sistem tegangan menengah yaitu arrester katup. Arrester ini terdiri dari atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri dengan resistor tak-linier. Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah bila dialiri arus besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil. Resistor tak-linier umumnya digunakan untuk arrester yang terbuat dari bahan silikon karbid. Kerja arrester ini tidak dipengaruhi keadaan udara sekitar karena sela percik dan resistor tak-linier keduanya ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup.

Sehingga dipilih arrester dengan spesifikasi berikut: Merk

: Elpro

Rated Voltage

: 21 kV

MCOV

: 17 kV

Ref. Voltage

: 21 kV

Arus Pelepasan

: 10 kA

Switching Impulse : 125 A

Sedangkan berdasarkan teori buku PLN : Pembumian titik netral transformator sisi tegangan rendah. Kedua elekroda pembumian tersebut dihubungkan dengan penghantar yang berfungsi sebagai ikatan penyama potensial yang digelar di bawah tanah. Nilai pengenal LA 5 kA untuk posisi di tengah jaringan dan 10 kA untuk posisi pada akhir jaringan. Nilai tahanan pembumian tidak melebihi 1 ohm. Proteksi jaringan kabel tanah hanya dilindungi dari 2 penyebab gangguan, gangguan fasa-fasa dan gangguan fasa-tanah.

Proteksi Surja Petir Gardu portal dan gardu cantol dilindungi dari surja petir dengan menggunkan lightning arrester. Lightning arrester mempunyai karakteristik dengan parameter sebagai berikut : 

Rated Voltage

: 18 kV



Rated Current

: 5 kA, 10 kA, 15 kA



Discharge Voltage

:

o

Positive polarity : 59 kV Rms maksimum

o

Negative polarity : 60 kV Rms maksimum

Lightning arrester dibumikan dengan menggunakan penghatar BC berukuran luas penampang 35 mm2 dan memakai elektroda pembumian tersendiri dengan nilai tahanan pembumian tidak melebihi 1 Ohm. Lightning arrester ditempatkan sedekat mungkin pada peralatan yang dilindungi. Lightning arrester dipergunakan pada gardu konstruksi luar (gardu portal dan cantol) untuk menghindari over voltage akibat adanya surja petir. Sadapan penghantar lightning arrester dengan penghantar transformator dapat sebelum atau sesudah pemasangan fuse cut out. Berikut ini diberikan beberapa pertimbangan keuntungan dan kerugian masing-masing cara di atas. 

Pemasangan LA sebelum FCO Keuntungan

: Pengamanan terhadap surja petir tidak dipengaruhi oleh kemungkinan FCO putus.

Kerugian

: Kegagalan LA memadamkan sistem penyulang Penghantar LA lebih panjang



Pemasangan LA setelah FCO Keuntungan

: Jika LA rusak / gagal, FCO putus tidak memadamkan sistem SUTM

Kerugian

: fuse link rentan terhadap surja petir

NB: o Untuk saluran udara sangat panjang, pemasangan LA sesudah FCO dapat dipertimbangkan dengan menggunakan fuse link type – H. o Untuk saluran udara pendek pemasangan LA sebelum FCO lebih baik sebagai pilihan dengan menggunakan fuse link type - K Pemilihan Arrester : Sehingga dipilih LA (sesuai katalog diatas) namun dengan arus pelepasan cukup 5 kA. Pertimbangan didasarkan berdasarkan penempatan GTT berada di tengah jaringan (5 kA) dan pemasangan dipasang sebelum FCO .

PENTANAHAN ARRESTER Agar bahaya sambaran petir tidak masuk ke dalam sistem, maka arrester harus ditanahkan. Pada pentanahan arrester, harus mempunyai tahanan maksimal 1ohm. Dalam pentanahan ini, menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan: 

Setelah dilakukan pengukuran tahanan jenis tanah selama beberapa bulan, diketahui rata – rata tahanan jenis tanah (ρ) pada tanah perumahan sebesar 19ohm/m3.



Luas penampang elektroda adalah 1” Cu telanjang (r = 12,5mm)



Panjang elektroda 4 meter



Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda 𝑥=

1+𝑙 1+4 = = 1,25 𝑙 4

𝑦=

𝑙 + 2𝑙 4+8 = =3 𝑙 4

𝑧=

1 + 2𝑙 1+8 = = 1,125 2𝑙 8

𝑚=

ln 𝑥 ln 1,25 = = 0,03 4000 𝑙 ln ln 𝑟 12,5

𝑛=

ln 𝑦 ln 3 = = 0,19 4000 𝑙 ln ln 𝑟 12,5

𝑞=

ln 𝑧 ln 1,125 = = 0,02 4000 𝑙 ln ln 12,5 𝑟

Factor pengali konfigurasi cross cycle (fk) =

=

1 + 2𝑞 + 𝑛 − 4𝑚2 5 + 2𝑞 + 𝑛 − 8𝑚 1 + 2 . 0,02 + 0,19 − 4 . 0,032 5 + 2 . 0,02 + 0,19 − 8 . 0,03

= 0,24

Factor pengali elektroda batang tunggal (fe) 𝑙 𝑟

=

4000 12,5

= 320

Berdasarkan tabel faktor pengali elektroda batang tunggal fe = 5,3 𝑘 = 𝑓𝑘 𝑥 𝑓𝑒 = 0,24 𝑥 5,3 = 1,27

Sehingga tahanan pembumian total konfigurasi cross cycle (Rpt) =

𝜌𝑘 19 . 1,27 = 2𝜋𝑙 2 . 3,14 . 4

= 0,96 Ω (𝑚𝑒𝑚𝑒𝑛𝑢ℎ𝑖)

Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan pentanahan elektroda batang tunggal sistem konfigurasi cross cycle pentanahan netral langsung adalah sebesar 0,96ohm. Karena Rpt < 1ohm, maka memenuhi syarat PUIL.

PENTAHANAN TITIK BINTANG TRANSFORMATOR, BODI PANEL PHB-TR DAN TIANG Untuk menghindari tegangan sentuh pada peralatan, maka bodi panel harus ditanahkan. Pentanahan tiang digunakan untuk mengurangi drop voltage pada konsumen dan pada pentanahan PJU ini harus mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal dengan catatan: 

Setelah dilakukan pengukuran tahanan jenis tanah selama beberapa bulan diketahui rata – rata tahanan jenis tanah (ρ) pada tanah perumahan sebesar = 19ohm/m3.



Luas penampang elektroda adalah 1” Cu telanjang (r=12,5mm)



Panjang elektroda adalah 4 meter



Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda 𝜌 4𝐿 𝑥 (𝑙𝑛 − 1) 2𝜋𝐿 𝑎 19 4𝑥4 = 𝑥 (𝑙𝑛 − 1) 2 𝑥 3,14 𝑥 4 0,125

𝑅𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑎ℎ𝑎𝑛 =

= 2,89𝛺 (𝑚𝑒𝑚𝑒𝑛𝑢ℎ𝑖 𝑠𝑦𝑎𝑟𝑎𝑡, 𝑘𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑘𝑢𝑟𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑎𝑟𝑖 5𝛺

Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan pentanahan elektroda batang tunggal sistem pentanahan netral langsung adalah sebesar 2,89Ω. Karena Rpt < 5Ω, maka memenuhi syarat PUIL.