analisa jatuh tegangan jaringan distribusi primer …
TRANSCRIPT
i
ANALISA JATUH TEGANGAN JARINGAN
DISTRIBUSI PRIMER 20kV PADA
PENYULANG INDRAPURI
(Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi sebagai persyaratan akademik guna
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh
RAHMAT AKBAR
1004105020011
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM - BANDA ACEH
SEPTEMBER 2016
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji beserta syukurkepada Allah SWT yang telah melimpahkan nikmat dan
rahmatnya serta salawat beriring salam penulis ucapkan kepangkuan Rasulullah
SAW, sehingga pada kesempatan kali ini penulis dapat menyelesaikan penulisan
laporan tugas akhir dengan judul “Analisa Jatuh Tegangan Jaringan Distribusi
Primer20kV PadaPenyulang Indrapuri(Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero)
Rayon Lambaro)”. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan laporan
Tugas Akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan, bimbingan dan
dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan
terimakasih kepada:
1. Ayahanda Zainuddin ABD (alm) serta Ibunda Nuraini, S. Pd dan seluruh
keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moral, materil,
maupun doa.
2. Dekan Fakultas Teknik, Bapak Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA.MLA.
3. Bapak Dr. Nasaruddin,S.T., M.Eng. Ketua Jurusan Teknik Elektro.
4. Bapak Ramdhan Halid Siregar, S.T.,M.T, Ketua Bidang Teknik Energi
Listrik.
5. Pembimbing satu Bapak Mahdi Syukri, S.T,. M.T dan pembimbing dua
Bapak Rakhmad Syafutra L, S.T., M.T.
6. Ketua sidang Dr. Ira Devi Sara, S.T., M.Eng.Sc. serta Bapak Ir.Syahrizal,
M.T. dan Bapak Ir. Mansur Gapy, M.T. selaku penguji.
7. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
UNSYIAH.
8. Seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2010.
Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan, namun penulis berharap buku ini dapat bermanfaat bagi penulis
dan juga untuk semua pembaca.
Banda Aceh, 28 September 2016
Rahmat Akbar
v
PERSEMBAHAN
Ku persembahkan untuk yang tercinta
Ayahanda Zainuddin ABD (alm) dan Ibunda Nuraini S.Pd
vi
ABSTRAK
Penelitian ini akan membahas analisa jatuh tegangan jaringan distribusi primer
20kV pada Penyulang Indrapuri (Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon
Lambaro). Penelitian ini akan menggunakan data saluran distribusi primer jatuh
tegangan dan rugi-rugi daya pada Penyulang Indrapuri Gardu Hubung Lambaro. Besar jatuh tegangan yang terjadi sangat dipengarui oleh besar arus dan nilai impedansi
Jatuh tegangan yang terjadi pada Penyulang Indrapuritidak boleh melebihi acuan standar
SPLN No. 72 Tahun 1987 yang telah ditentukan yaitu sebesar lebih tinggi 21kV (+5%)
dan lebih rendah 18kV (-10%) dari tegangan nominal 20kV.Berdasarkan analisa
menggunakan software ETAP 12.6 jatuh tegangan yang paling besar terjadi pada
gardu IDR 040 sebesar 8,3 % yang disebabkan oleh arus beban berlebih. Untuk IDR 018
jatuh tegangan sebesar 7,4% disebabkan panjang saluran serta pembebanan trafo berlebih,
akan tetapi jatuh tegangan tersebut tidak melebihi standar yang telah dibuat oleh pihak
perusahaan listrik negara (PLN). Sehingga jatuh tegangan masih dianggap layak untuk
Penyulang Indrapuri.
Kata kuci: jatuh tegangan, SPLN No.72 Tahun 1987, software ETAP 12.6
vii
ABSTRACT
This research will address the analysis drop voltage in 20 kV primary distribution
at Indrapuri’s feeder (a case study atPT. PLN(Persero)Lambaro area). This
research will use the drop voltage and loses power data from the
primary distribution atIndrapuri’s substation at Lambaro distribution station.The
increasing of drop voltage will be affected by current and resistance. The value of
drop voltage should be less than standard value of SPLN No.72 years 1987. The
standard value is between 21 kV (+5%)and 18 kV (-10%) from normally voltage
of 20 kV. Based on an analysis using software ETAP 12.6. the greater drop
voltagevalues are in IDR 040station with value 8,3% caused by a current overload
and in IDR 018 station with value of 7,4% which caused by length of the channel
and tansformator impedance.However, this drop voltage still in standard’s rule. So
the fall of voltage is still considered worthy to Indrapuri’s substation.
Keywords: drop voltage, SPLN No. 72 years 1987, software ETAP 12.6
viii
DAFTAR ISI
JUDUL i
PERNYATAAN KEASLIAN PROPOSAL TUGAS AKHIR ii
HALAMAN PENGESAHAN iii
KATA PENGANTAR iv
PERSEMBAHAN v
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR SINGKATAN xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 LATAR BELAKANG 2
1.2 RUMUSAN MASALAH 2
1.3 RUANG LINGKUP 2
1.4 TUJUAN 3
1.5 MANFAAT PENELITIAN 3
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN 3
BAB 2 DASAR TEORI 5
2.1 SISTEM TENAGA LISTRIK 5
2.2 TRANSMISI DAN DISTRIBUSI 6
2.2.1 Saluran Distribusi 7
2.2.2 Pembagian Dari Sistem Distribusi 8
2.2.3 Sistem Distribusi Primer 8
2.2.4 Tipe Jaringan Distribusi Primer 9
2.2.4.1 Radial 9
2.2.4.2 Struktur Gelang 9
2.2.4.3 Spindle 10
2.3 JATUH TEGANGAN 10
2.4 PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI 11
2.5 BATAS PERSENTASE TEGANGAN JATUH 11
2.6 RENDAHNYA TEGANGAN UJUNG 15
2.7 USAHA MEMPERBAIKI TEGANGAN 16
2.7.1 Penyeimbangan Beban 16
2.7.2 Memperbesar Tegangan Kirim 16
2.7.3 Memperbesar Penampang Hantaran 17
ix
2.8 STUDI ALIRAN DAYA 17
2.8.1 Aliran Daya Metode Gauss-Seidel 18
BAB 3 METODE PENELITIAN 22
3.1 TAHAPAN PENELITIAN 22
3.2 KEBUTUHAN SISTEM 24
3.3 PROSEDUR PENELITIAN 24
3.3.1 Tahap Studi Literatur 24
3.3.2 Tahap Studi Lapangan 24
3.3.3 Tahap Analisa/Perhitungan 24
3.3.4 Tahap Penyusunan Laporan 25
3.4 RENCANA PENGOLAHAN DATA/ANALISIS 25
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 26
4.1 DATA PENGUJIAN 26
4.2 HASIL DAN ANALISA 27
4.2.1 Analisa Drop Tegangan 27
BAB 5 PENUTUP 31
5.1 KESIMPULAN 31
5.2 SARAN 31
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
RIWAYAT HIDUP
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Pembangkit 7
Gambar 2.2 Toleransi Tegangan Pelayanan Yang Diijinkan 12
Gambar 2.3 Diagram Saluran Distribusi Tenaga Listrik 13
Gambar 2.4 Diagram Vector 14
Gambar 2.5 Sistem 3 Bus Sederhana 17
Gambar 2.6 Tipikal Bus Dalam Sistem Tenaga 18
Gambar 3.1 Flowchart metodologi penelitian 22
Gambar 3.2 Pemodelan Single Line Diagram Dengan ETAP 25
Gambar 4.1 Grafik Jatuh Tegangan 27
Gambar 4.2 Diagram Garis Letak Gardu IDR 040 28
Gambar 4.3 Grafik Jatuh Tegangan 29
xi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Jatuh Tegangan 26
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan %∆V 29
xii
DAFTAR SINGKATAN ETAP : Electric Transient and Analysis Program
VAC : Volt Alternating Current
kV : Kilo Volt
V : Volt
MW : Mega Watt
PT : Perusahaan Terbatas
PLN : Perusahaan Listrik Negara
SPLN : Standar Perusahaan Listrik Negara
STT : Saluran Tegangan Tinggi
GI : Gardu Induk
GH : Gardu Hubung
JTM : Jaringan Tegangan Menengah
JTR : Jaringan Tegangan Rendah
1
BAB 1
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Pusat-pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pusat beban, hal ini
mengakibatkan kerugian yang cukup besar dalam penyaluran daya listrik.
Kerugian tersebut disebabkan oleh saluran yang cukup panjang. Sehingga dalam
penyaluran daya listrik melalui transmisi maupun distribusi akan mengalami
tegangan jatuh sepanjang saluran yang dilalui.
Jatuh Tegangan maksimum merupakan jatuh tegangan tertinggi yang
diperbolehkan timbul sepanjang kabel yang dialiri oleh arus listrik. Bila jatuh
tegangan yang timbul melebih batas maksimum, maka ukuran kabel yang lebih
besar harus dipilih.Jatuh tegangan disepanjang kabel lebih ditentukan karena
beban konsumen (misalnya peralatan) sehingga tegangan yang sampai diinput
peralatan tidak melebihi batas toleransi. Ini berarti, jika tegangan pada alat
tersebut lebih rendah dari tegangan minimum , maka alat tidak dapat beroperasi
dengan benar.Secara umum, sebagian besar peralatan listrik akan beroperasi
normal pada tegangan serendah 80% dari tegangan nominal. Sebagai contoh, jika
tegangan nominal adalah 230VAC, maka sebagian besar peralatan dapat
dijalankan pada >184VAC. Pemilihan ukuran untuk kabel penghantar yang baik
adalah ukuran yang hanya mengalami jatuh tegangan sebesar kisaran 5-10% pada
beban penuh.
Berdasarkan tegangannya sistem distribusi tenaga listrik di Indonesia
dapat dikelompokan menjadi dua macam tegangan yaitu, distribusi tegangan
menengah (distribusi primer) yang bertegangan 20 kV dan distribusi tegangan
rendah (distribusi sekunder) yang bertegangan 220/380 Volt. Pada suatu sistem
penyaluran sistem tenaga listrik baik memakai sistem transmisi, sub tranmisi
maupun distribusi ada kemungkinan besar terjadi jatuh tegangan. Jatuh tegangan
dapat juga terjadi karena penghantar yang dipakai mempunyai tahanan. Oleh
karena itu, penyaluran jarak jauh sangat memungkinkan terjadinya jatuh tegangan
dan memegang peran penting [5].
Untuk itu pada penelitian ini akan memanfaatkan software etep 12.6
untuk analisa nilai jatuh tegangan yang terjadi pada jaringan peyulang indrapuri.
2
Sesuai dengan penelitian terdahulu dari T. Thakur, and Jaswanti Dhiman dengan
risetnya tentang A New Approach to Load Flow Solutions for Radial Distribution
System yang juga menggukakan Software etap [11]. Penelitian tersebut digunakan
sebagai bahan acuan penelitian analisa jatuh tegangan jaringan distribusi primer
20kV pada penyulang indrapuri (Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon
Lambaro). Penelitian ini akan mencari letak terjadinya jatuh tegangan pada
saluran distribusi radial penyulang indrapuri dengan metoda Accelerated gauss-
seidel yang ada pada software etap 12.6.
RUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah :
1. Mencari letak jaringan yang memiliki jatuh tegangan.
2. Mencari titik jatuh tegangan pada jaringan penyulang indrapuri
menggunakan software ETAP12.6.
RUANG LINGKUP
Dalam Penelitian ini, ruang lingkup akan dibatasi dengan menitik beratkan
permasalahan yang akan dibahas. Adapun ruang lingkup penelitian ini antara lain
sebagai berikut:
1. Analisa jatuh tegangan pada saluran sistem distribusi primer hanya dengan
melihat panjang saluran distribusi primer dari gardu hubung sampai pada
penyulang indrapuri.
2. Membahas tegangan jatuh pada sisi primer transformator distribusi, tidak
membahas sistem proteksi, transmisi maupun tentang ketidak seimbangan
beban.
3
TUJUAN
Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah :
1. Menganalisa besar jatuh tegangan sepanjang penyulang indrapuri yang
disuplay dari Gardu Induk menggunakan software ETAP 12.6.
2. Menentukan titik terjadinya jatuh tegangan yang tidak boleh melebihi
acuan standar SPLN No 72 Tahun 1987 yang telah ditentukan yaitu
sebesar -10% dari tegangan nominalnya.
MANFAAT PENELITIAN
Adapun manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui penyebab terjadinya jatuh tegangan pada saluran distribusi.
2. Mengetahui besar jatuh tegangan pada gardu-gardu penyulang indrapuri.
3. Mengetahui batas persentase jatuh tegangan pada saluran distribusi yang
diizinkan dalam batas yang ditolerir PLN.
SISTEMATIKA PENULISAN
BAB 1 PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang, perumusan masalah, ruang lingkup, tujuan,
manfaat dan sistematika penulisan.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas secara ringkas teori yang berkaitan dengan masalah
yang sedang dibahas, Meliputi teori tentang pembahasan mengenai jatuh
tegangan pada jaringan distribusi 20 kV.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang metode penelitian. Data yang didapat
digunakan dalam menganalisa dan juga berisi data-data jaringan distribusi
penyulang indrapuri. Pada bab ini metode penelitian dimulai dari
pengumpulan data dan dilanjutkan dengan cara kerja disamping itu
menjelaskan tentang bentuk jaringan, dan juga penampang yang digunakan
pada jaringan distribusi dan peralatan yang akan dipakai.
4
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil-hasil yang di peroleh dan pembahasan hasil-
hasil.
BAB 5 PENUTUP
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.
DAFTAR PUSTAKA
Berisikan daftar referensi seperti buku-buku, jurnal dan berbagai literatur
yang digunakan dalam penelitian.
5
BAB 2
DASAR TEORI
2.1 SISTEM TENAGA LISTRIK
Jaringan distribusi tenaga listrik merupakan semua bagian dari sistem
tenaga listrik yang menghubungkan sumber daya besar dengan rangkaian
pelayanan pada konsumen. Sumberdaya besar adalah sistem transmisi yang
terhubung dengan pusat-pusat pembangkit listrik dengan kapasitas daya yang di
hasilkan dalam satuan MW. Pembangkit listrik ini digolongkan atas jenis-jenis
tenaga yang digunakan, seperti pembangkit yang menggunakan tenaga air, bahan
minyak bumi/batu bara, panas surya, tenaga angin dan lain-lain. [4]
Fungsi utama dari sistem distribusi adalah untuk menyalurkan energi
listrik dari sumber daya ke pemakai atau konsumen. Baik buruknya suatu sistem
distribusi dinilai dari bermacam-macam faktor, diantaranya menyangkut hal-hal
sebagai berikut :
a. Kontinuitas pelayanan
b. Efisiensi
c. Fleksibilitas
d. Regulasi tegangan
e. Harga sistem
Dari kelima hal diatas, masalah-masalah yang dihadapi dalam suatu sistem
jaringan distribusi adalah bagaimana menyalurkan tenaga listrik ke konsumen
dengan cara sebaik-baiknya untuk saat tertentu dan juga untuk masa yang akan
datang. Pada sistem distribusi, harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :
a. Gangguan terhadap pelayanan (interruption) tidak boleh terlalu sering
b. Gangguan terhadap pelayanan pada suatu daerah tidak boleh terlalu lama
c. Regulasi tegangan tidak terlalu besar
d. Biaya sistem operasional harus serendah mungkin
e. Harus fleksibel (mudah menyesuaikan diri dengan keadaan yang terjadi,
sepertiperubahan beban pada sistem yang tidak menelan biaya yang
tinggi).
6
Jaringan distribusi pada umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu sebagai
berikut :
a) Jaringan Distribusi Primer
Yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu
induk sub tranmisi ke gardu distribusi. Jaringan ini merupakan jaringan tegangan
menengah atau jaringan tegangan primer.
b) Jaringan distribusi sekunder
Yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu
distribusi ke konsumen.Jaringan ini sering disebut jaringan tegangan.
2.2 TRANSMISI DAN DISTRIBUSI
Saluran transmisi berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik
bertegangan tinggi kepusat-pusat beban dalam jumlah besar, sedangkan saluran
distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai
melalui saluran tegangan rendah [6].
Sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama yaitu sistem
pembangkit, sistem transmisi dan sistem distribusi,di pusat pembangkit biasanya
digunakan generator sinkron yang menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan
antara 6-20 kV, kemudian dengan bantuan transformator, tegangan tersebut
dinaikan menjadi 150-500 kV, bahkan dinegara-negara maju sudah mencapai
1000 kV.Saluran tegangan tinggi (STT) pertama diturunkan menjadi tegangan
subtransmisi 70kV pada gardu induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian
diturunkan lagi dan disalurkan menuju transformator distribusi dalam bentuk
tegangan menegah 20 kV, tegangan ini disalurkan disebut juga tegangan distribusi
primer, dari transformator distribusi yang tersebar di berbagai pusat beban
akhirnya tegangan distribusi ini diturunkan menjadi tegangan rendah 220/380 V
sebelum diterima pihak konsumen[6].
Dari sistem yang sudah disebukan, sistem distribusi merupakan bagian
yang letaknya paling dekat dengan konsumen, fungsinya adalah untuk
menyampaikan energi listrik dari suatu gardu induk distribusi ke konsumen.
2.2.1 Saluran Distribusi
7
Energi listrik tegangan 20 kV di busbar gardu induk, disalurkan
melaluipenyulang distribusi ke gardu hubung atau dapat langsung dihubungkan ke
konsumen.Dari gardu hubung, energi disalurkan ke gardu-gardu distribusi.Gardu
distribusi adalah gardu tempat mengubah tegangan primer menjadi tegangan
sekunder, kemudian membaginya kesaluran pengisi primer dan selanjutnya
disalurkan kesetiap titik pelanggan. Gardu distribusi berfungsi melayani
konsumen tegangan rendah dimana tegangan 20 kV diturunkan menjadi 380/220
volt pada trafo distribusi, untuk kemudian disalurkan pada konsumen melalui
jaringan tegangan rendah (jaringan distribusi sekunder). Sistem tegangan
distribusi primer di PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro penyulang indrapuri
adalah grid yang beroperasi secara radial, yang disuplay dari gardu hubung
dengan gardu induk sebagai pusat beban. Gambar 2.1 dibawah ini menunjukkan
sistem pembangkitan dan penyaluran energi listrik. [4]
Gambar 2.1 Sistem Pembangkit [5]
8
2.2.2 Pembagian Dari Sistem Distribusi
Secara singkat fungsi dari bagian-bagian sistem distribusi diatas adalah
sebagai berikut :
a. Gardu Induk Tranmisi
Merupakan sistem yang menyalurkan daya listrik besar.
b. Saluran Sub Tranmisi
Saluran subtranmisi adalah saluran yang berfungsi menyalurkan listrik
darisumber daya besar menuju gardu induk pada suatu tegangan subtranmisiyang
terletak didaerah beban.
c. Gardu Induk Sub Tranmisi
Gardu ini berfungsi menerima daya listrik dari saluran subtranmisi
danmenurunkan tegangan menjadi tegangan saluran distribusi primer.
d. Jaringan Distribusi Primer
Saluran ini adalah saluran yang menghubungkan gardu induk
denganbeberapa gardu distribusi pada suatu tegangan primer. Saluran ini
biasanyatiga fase, terdiri dari kabel tanah, kabel udara, atau penghantar terbuka.
e. Gardu Hubung
Gardu hubung berfungsi menerima daya listrik dari gardu
indukdanmenyalurkan tegangan primer menuju gardu induk.
f. Gardu Distribusi
Gardu distribusi berfungsi mengubah tegangan primer menjadi tegangan
sekunder, kemudian membaginya ke setiap titik langganan.
g. Jaringan Distribusi Sekunder
Saluran sekunder adalah saluran diantara gardu distribusi dan langganan,
saluran ini berfungsi menyalurkan daya dari gardu distribusi ke instalasi pemakai.
2.2.3 Sistem Distribusi Primer
Sistem distribusi primer terdiri dari :
1. Transformator daya, berfungsi untuk menurunkan tegangan dari
tegangantinggi ke tegangan menegah atau sebaliknya.
2. Pemutus tegangan, berfungsi sebagai pengaman yaitu pemutus
daya atau pemisah antara saluran.
3. Penghantar, berfungsi sebagai alat penyalur daya.
9
4. Gardu Hubung, berfungsi menghubungkan dan menyalurkan daya
ke gardu-gardu distribusi tanpamengubah tegangan.
5. Gardu Distribusi, terdiri dari transformator yang berfungsi untuk
menurunkan tegangan menegah menjaditegangan rendah.
2.2.4 Tipe Jaringan Distribusi Primer
Dalam pelayanannya jaringan distribusi primer ini memilikivariasi bentuk,
dimana masing-masing bentuk jaringan memilikikelebihan dan kelemahan
tersendiri. Pada umumnya terdapat empat bentuk dasar dari sistem jaringan
distribusi primer yaitu sebagai berikut :
2.2.4.1 Radial
Jaringan radial adalah bentuk jaringan yang paling sederhana yang
menghubungkan beban-beban ketitik sumber dan biayanya relatif murah.Pada
struktur radial ini tidak ada alternatif pasokan daya, oleh sebab itu tingkat
keandalan relatif rendah. Untuk mengatasi permasalahan ini, maka suatu
perusahaan listrik akan membuat struktur jaringan ganda. Pengamanan untuk
saluran radial dapat dilakukan dengan rele arus lebih atau rele jarak.
2.2.4.2 Struktur Gelang
pada jaringan tegangan menengah struktur gelang, dimungkinkan alternatif
pemasukan dari gardu-gardu distribusi, sehingga tingkat keandalan lebih baik.
Bila terjadi gangguan pada jaringan primernya, maka pemutus beban yang ada di
gardu induk akan membuka dan menyebabkan semua gardu distribusi akan
mengalami pemadaman. Seluruh penyaluran penyulang primer ini biasanya
mengambil daya sama dan perlu didesain agar tidak berbeban lebih bila satu
sirkuitnya tidak berfungsi.
10
2.2.4.3 Spindle
Pada Sistem radial salah satu cara untuk meningkatkan keandalan adalah
dengan membuat semua penyulang yang keluar dari gardu induk menuju kesatu
titik pertemuan sehingga membentuk suatu lingkaran yang terbuka pada titik
pertemuan tersebut. Dengan kata lain, Semua penyulang ini telah direncanakan
berakhir disuatu titik yang disebut titik refleksi. Titik refleksi ini dalam
prakteknya merupakan Gardu Hubung (GH) atau disebut juga switching
substation dan struktur ini dikenal dengan sebutan Spindle.
2.3 JATUH TEGANGAN
Panjang sebuah jaringan tegangan menengah (JTM) dapat didesain dengan
mempertimbangkan jatuh tegangan.Jatuh tegangan adalah perbedaan tegangan
antara tegangan kirim dan tegangan di terima karena adanya impedansi pada
penghantar. Jatuh tegangan selalu terjadi pada jaringan, baik pada pelanggan
maupun pada perusahaan listrik. Jatuh tegangan pada saluran transmisi adalah
selisih antara tegangan pada sisi pengiriman(sending end) dan tegangan pada
besar sisi penerima(receiving end). Semakin besar impedans semakin pula
perbedaan nilai tegangan yang ada pada sisi pengirim dengan yang ada pada sisi
penerima. Apabila perbedaan nilai tegangan tersebut melebihi standar yang
ditentukan, maka mutu penyaluran tersebut rendah.
Persamaan dibawah ini merupakan rumus yang diperlukan untuk
menghitung jatuh tegangan pada jaringan distribusi primer, yaitu :
∆ = √3 cos + sin ......................................2.1
Dimana :
I = Besar arus fase pada sisi primer transformator (A)
L = Panjang saluran (km)
R = Besar resistans saluran (Ohm/km)
X = Besar reaktans induksi (Ohm/Km)
Φ = Sudut faktor daya
11
Sehingga untuk saluran distribusi primer besar jatuh tegangan pada saluran
distribusi primer, adalah:
∆ = ∆ + ∆ + ∆ ................................2.2
2.4 PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
Umumnya jatuh tegangan berbanding lurus dengan besarnya arus dan
sudut fasenya, yaitu arus yang mengalir diseluruh sistem. Agar para pelanggan
pada titik penerima tidak mengalami terlalu banyak penurunan tegangan, maka
tegangan pengirim dinaikkan. Akibat tegangan pengirim dinaikkan, maka
pelanggan yang dekat dengan sumber akan menerima tegangan yang lebih tinggi
bila dibandingkan dengan para pelanggan (konsumen) yang jauh dari sumber.
Dalam kenyataannya, setiap pelanggan menggunakan jenis-jenis peralatan
yang sejenis, oleh karena itu tegangan pelayanan bagi setiap pelanggan paling
sedikit harus sama. Untuk itu perlu adanya toleransi tegangan dari setiap peralatan
yang dipakai, yaitu batas atas dan batas bawah dari tegangan nominalnya, batas
toleransi tegangan suatu peralatan tercantum pada papan namanya.
2.5 BATAS PERSENTASE TEGANGAN JATUH
Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu
penghantar. Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding
lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas
penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen
atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh
kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. Perhitungan jatuh tegangan praktis pada
batas-batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat
dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan
menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya
cukup berarti. [7]
12
Gambar 2.2 Toleransi Tegangan Pelayanan Yang Diijinkan [5]
Sesuai dengan standar tengangan yang ditentukan oleh PLN (SPLN),
perancangan jaringan dibuat agar jatuh tegangan di ujung diterima -10%. Jatuh
Tegangan pada jaringan disebabkan adanya rugi tegangan akibat hambatan listrik
(R) dan reaktansi (X). Jatuh tegangan phasor Vd pada suatu penghantar yang
mempunyai impedansi (Z) dan membawa arus (I) dapat dijabarkan dengan rumus
: =I. Z ...........................................................................................................2.3
Dimana: =Droptegangan (Volt)
I= Arus (Ampere)
Z= Impedansi (Ohm)
Dalam pembahasan ini yang dimaksudkan dengan jatuh tegangan (∆V)
adalah selisih antara tegangan kirim (Vs) dengan tegangan terima (Vt), maka jatuh
tegangan dapat didefinisikan adalah :
∆V = |Vs| – |Vt| .............................................................................2.4
Dimana:
∆V= Drop tegangan (Volt)
Vs= Nilai mutlak tegangan ujung kirim (Volt)
Vt= Nilai mutlak tegangan ujung terima (Volt)
Jatuh tegangan pada sistem distribusi mencakup jatuh tegangan pada:
1. Penyulang Tegangan Menengah (TM)
2. Gardu Distribusi
13
3. Penyulang Jaringan Tegangan Rendah
4. Sambungan Rumah
5. Instalasi Rumah
Adapun penyebab Jatuh Tegangan adalah :
1. Jauhnya jaringan, jauhnya jarak transformator dari Gardu Induk.
2.Rendahnya tegangan yang diberikan GI atau rendahnya tegangan
transformator distribusi (sebenarnya tidak termasuk).
3.Sambungan penghantar yang tidak baik, penjamparan disaluran
distribusi tidak tepat sehingga bermasalah di sisi Tegangan Menegah
dan Tegangan Rendah.
4. Jenis penghantar atau konektor yang digunakan
5. Arus yang dihasilkan terlalu besar.
2.3 Diagram Saluran Distribusi Tenaga Listrik [4]
Dimana :
Vs = tegangan sumber (Volt)
VR = tegangan pada sisi penerima (Volt)
R = resistans saluran (Ω)
X = reaktans saluran (Ω)
Zsal = impedans saluran (Ω)
RL = resistans beban (Ω)
XL = reaktans beban (Ω)
ZL = impedansi beban (Ω)
I = arus beban (A)
ΔV = susut tegangan (volt)
Impedansi masing-masing bagian :
14
= + Ω .........................................................................2.5
Dari rangkaian yang ditunjukkan dalam Gambar 2.2 diperoleh :
= + = + .......................................2.6
VR = I ZL adalah susut tegangan sepanjang ZL atau tegangan beban, dan I
. Zsal adalah susut tegangan sepanjang Zsal atau ΔV. Penurunan persamaan jatuh
tegangan dapat ditentukan dari gambar diagram fasor transmisi daya pada gambar
2.3:
Gambar 2.4 Diagram Vector [4]
Adapun perhitungan losses pada jaringan distribusi primer adalah
sebagai berikut :
a. Persamaan rugi-rugi daya aktif pada saluran : ∆ = 3 ..................................................2.7
Dimana : ∆ = Besar rugi-rugi daya aktif (Watt) = Besar Arus per phasa (Ampere) = Besar Resistansi pada saluran (Ohm)
Maka untuk saluran distribusi primer besar rugi-rugi daya aktif adalah : ∆ = ∆ + ∆ + ∆ ................................2.8
b. Persamaan rugi-rugi daya reaktif ∆ = 3 ............................................2.9
Dimana :
15
∆ = Besar rugi-rugi daya reaktif (VAR) = Besar arus perfase (Ampere)
= Besar reaktans induktif pada saluran (Ohm) ∆ = ∆ + ∆ + ∆ ..........................2.10
Perhitungan persentase jatuh tegangan penyulang montasik pada saluran
distribusi primer : %∆ = ∆ % ......................................2.11
2.6 RENDAHNYA TEGANGAN UJUNG
Rendahnya tegangan ujung ini sering terjadi ,dimana tegangan
ujung tidak sesuai dengan tegangan awal atau tegangan ujung jauh lebih rendah
dari tegangan pangkal pada jaringanini membuat konsumen tidak bisa melakukan
beberapa aktifitas yang menggunakan peralatan elektronik.Adapun penyebab
terjadinya tegangan ujung yang rendah terdiri dari:
a. Ukuran penghantar, diameter penghantar yang dipasang untuk mengalirkan
energi listrik kepada tiap-tiap pelanggan. Jika diameter penghantar kecil maka
akan mengakibatkan rugi-rugi yang besar.
b. Beban tak seimbang adalah dimana beban yang terima pada masing masing
jalur ( R – S – T ) berbeda-beda,ini akan berpengaruh pada tegangan.
c. Regulasi tegangan yang buruk.
d. Faktor daya di beban rendah.
e. Jaringan terlalu panjang, jaringan yang terlalu panjang akan memiliki tahanan
yang cukup banyak, sehingga energi yang tersalur akan berkurang dan akan
menjadi losses
f. Rendahnya perawatan peralatan dan penuaan usia peralatan
g. Rendahnya perawatan material juga akan berpengaruh pada penyaluran
energi yang disalurkan,seperti penghantarjika penghantar yang digunakan
sudah tidak berfungsi dengan baik, maka penyaluran energi akan menemui
kendala dan akan menimbulkan losses.
2.7 USAHA MEMPERBAIKI TEGANGAN
Dalam sistem pengusahaan tenaga listrik, berbagai upaya dilakukan untuk
memperkecil nilai jatuh tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi pada saluran
16
distribusi. Hal tersebut dilakukan karena jatuh tegangan selain merugikan
perusahaan, juga merugikan pihak pelanggan sebagai pengguna jasa listrik yang
selalu menuntut jasa layanan dengan kualitas yang baik. Beberapa langkah upaya
yang harus dilakukan untuk memperkecil jatuh tegangan dan rugi daya adalah :
2.7.1 Penyeimbangan Beban
Pengaruh beban yang tidak seimbang pada masing-masing fase sangat
besar, karena untuk kondisi tersebut pada hantaran netral mengalir arus yang
nilainya tidak terukur dan sangat merugikan pengusahaan. Pada fase yang
berbeban berat, nilai jatuh tegangan akan lebih besar dibandingkan dengan fasa
yang berbeban ringan. Untuk memperkecil nilai rugi tersebut selalu di upayakan
langkah-langkah pengukuran beban secara realtime, terutama pada saat beban
puncak, untuk pelaksanaan daerah pemerataan beban. Dengan keseimbangan
beban maka dapat dihasilkan ;
1. Arus pada setiap phasa akan mendekati harga yang sama.
2. Susut tegangan masing-masing fase akan mendekati sama.
2.7.2 Memperbesar Tegangan Kirim
Untuk nilai impedans saluran yang tetap, maka memperbesar tegangan
pengirim akan memberikan dampak kepada ujung tegangan penerima menjadi
lebih besar, sehingga regulasi tegangan menjadi lebih baik.
17
2.7.3 Memperbesar Penampang Hantaran
Ukuran penampang hantaran berpengaruh terhadap besar kecilnya nilai
jatuh tegangan maupun rugi daya yang terjadi. Oleh karena itu dalam perencanaan
saluran distribusi harus diperhitungkan besar-kecilnya penampang hantaran yang
akan dipasang, dan harus disesuaikan dengan pembebanan program jangka
panjang. Memperbesar penampang penghantar saluran berarti mengurangi
besarnya nilai impedans saluran tersebut. Sehingga untuk beban yang sama pada
masing-masing fase, nilai susut tegangannya akan menjadi semakin kecil.
2.8 STUDI ALIRAN DAYA
Studi aliran daya adalah studi yang dilakukan untuk mendapatkan
informasi mengenai aliran daya atau tegangan sistem dalam kondisi
pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun diharapkan akan terjadi
dimasa yang akan datang karena seiring dengan bertambahnya konsumen akan
kebutuhan listrik, maka akan selalu terjadi perubahan beban, perubahan unit-unit
pembangkit, dan perubahan saluran transmisi/distribusi[13].
Aliran daya memiliki masalah mencakup perhitungan aliran dan
tegangan sistem pada terminal dan bus tertentu. Gambar dibawah menunjukan
sistem 3 bus sederhana. Representasi fasa tunggal dilakukan karena sistem
dianggap seimbang. Di dalam studi aliran daya, bus-bus dibagi dalam 3 macam,
yaitu: Slack bus atau swing bus atau bus referensi, Voltage controlled bus atau bus
generator dan Load bus atau bus beban.
BusBeban
Gambar 2.5 Sistem 3 Bus Sederhana[13]
ncnMjzxh
BBusVoltage
c
Slack Bus
18
Pada tiap-tiap bus terdapat 4 besaran, yaitu:
Daya nyata atau daya aktif P
Daya reaktif Q
Harga skalar tegangan |V|
Sudut fasa tegangan Ɵ
2.8.1 Aliran Daya Metode Gauss-Seidel
Metode Gauss-Seidel merupakan salah satu metode yang digunakan
dalam aliran daya. Penyelesaian digital untuk masalah aliran beban ini, akan
mengikuti proses perulangan dengan menetapkan nilai-nilai perkiraan untuk
tegangan bus yang tidak diketahui dan menghitung suatu nilai baru untuk setiap
tegangan bus dari nilai-nilai perkiraan yang didapat dari proses iterasi
sebelumnya. Jadi diperoleh suatu himpunan baru nilai tegangan untuk setiap bus
dan kemudian digunakan untuk menghitung himpunan tegangan bus iterasi
berikutnya. Setiap perhitungan suatu himpunan baru tegangan itu dinamakan
iterasi (iteration). Proses iterasi ini diulang terus hingga perubahan yang terjadi
pada setiap bus kurang dari suatu nilai minimum yang telah ditentukan[10].
Pemodelan sebuah rel dari suatu sistem tenaga listrik pada gambar
dibawah ini merupakan impedansi pada sistem yang telah dirubah menjadi
admitansi perunit (pu).
Gambar 2.6 Tipikal Bus Dalam Sistem Tenaga[10]
Dari hukum arus kirchoff diperoleh persamaan (2.12): = + − + − + ⋯+ −
19
= + + + ⋯+ − − − …............2.12
Atau: = ∑ = − ∑ − ≠ ………………………………2.13
Daya aktif dan reaktif pada saluran adalah: + = ∗………………………………………………………2.14
Atau: = −∗ ……………………………………………………………2.15
Substitusikan persamaan (2.15) ke persamaan (2.13), diperoleh: −∗ = ∑ = − ∑ = ≠ ……………………………2.16
Dari hubungan di atas terlihat bahwa perumusan matematis dari masalah
aliran daya yang menghasilkan system persamaan aljabar nonlinear yang harus
diselesaikan dengan teknik pengiterasian.
Pada metode Gauss-seidel persamaan diatas (2.16) dipecahkan untuk
mencari nilai Vi, sehingga iterasi sebagai berikut:
+ ℎ− ℎ∗ +∑ ∑ ≠ …………………………………….2.17
Jika persamaan diatas dipecahkan kembali untuk melihat Pi dan Qi, maka
diperoleh persamaan sebagai berikut: + = ℜ∗ [ ∑ − ∑ −− ] ≠ …………..2.18 + = −ℑ∗ [ ∑ − ∑ −− ] ≠ ………....2.19
Dalam matriks atmitansi saluran, = − dan = ∑ . Sehingga
persamaan (2.16) menjadi:
+ ℎ− ℎ∗ +∑ ∑ ≠ ……………………………………2.20
Dan Pi dan Qi menjadi: + = ℜ∗ [ ∑ + ∑ −− ] ≠ ………….2.21 + = −ℑ∗ [ ∑ + ∑ −− ] ≠ ……….2.22
20
Proses iterasi pada persamaan (2.20) akan terus berlangsung bila belum
didapatkan nilai toleransi yang diinginkan. Prosedur selengkapnya dari metode
Gauss Sheidel adalah sebagai berikut:
a. Asumsikan nilai Vi* dan cari penyelesaian untuk mendapatkan Vi(1)
b. Jika (Vi(1)– Vi
(0)) ≤ nilai toleransi, perhitungan dihentikan dan Vi=Vi(1)
c. Proses ini terus berlanjut hingga bus berakhir.
Nilai pada tegangan dari iterasi metode gauss-sidel dari persamaan
(2.20) paling sering digunakan pada iterasi. Persamaan yang sama untuk mencari
bus ℎdapat di tuliskan dengan matrik dibawah ini[14]:
[ − − − −− −− − − − − − − − − −− − − −− − − − − − − −− − − − ]
[ − − −− − − ]
= [ − −− − ]
………………….2.23
Yang mana setiap elemen pada bus Y adalah matrik 3 x 3. Seperti
persamaan berikut:
= [ ]……………………………………….2.24
Karena demikian, bus Y pada persamaan (2.23) dapat disusun sebagai
berikut:
= [ ]…………………………………………….2.25
Yang mana dari setiap elemen adalah matrik n x n. Persamaan =[ ][] akan dikombinasikan dengan persamaan berikut:
[ ] [ ] = [ ]……………………………………2.26
Yang mana A, B, dan C adalah system distribusi 3 fasa. Dengan
menggunakan persamaan (2.23) dalam persamaan (2.26) kita mendapatkan
persamaan sebagai berikut: × + × − + × − = × + × + × − = × + × + × = ………………………...............2.27
Persamaan (2.27) dapat dituliskan sebagai berikut:
21
= − ( − × − − × − )……………………....2.28
Pada rumusan ini menerapkan prinsip super-posisi, untuk mencari
tegangan bus yang didapatkan dengan persamaan berikut: = , + …………………………………………………..2.29
Dengan cara yang sama dapat dilihat VDb dan VDc, sebagai berikut: = − ( − × − × − )…………………………2.30 = , + …………………………………………………...2.31 = − ( − × − × )……………………………2.32 = , + …………………………………………………...2.33
22
BAB 3
METODE PENELITIAN
TAHAPAN PENELITIAN
Objek penelitian merupakan permasalahan yang diteliti. Objek dari
penelitian ini adalah mencari letak buspenyulang berdasarkan jatuh tegangan pada
jaringan 20 kV. Penelitian ini dilaksanakan pada penyulang indrapuri,Rayon
Lambaro, cabang Banda Aceh.
Adapun metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan penelitian
ini dapat dilihat pada gambar flowchat 3.1 dibawah ini :
Mulai
Pengolahan Data
Menggunakan Etap Dan
Analisa
Pengambilan Data
Dengan Wawancara
Studi Literatur
Hasil Dan Pembahasan
Laporan
Selesai
Gambar 3.1 Flowchart metodologi penelitian
Penelitian tugas akhir ini menggunakan metode sebagai berikut :
1. Mulai
23
Mempersiapkan alat penelitian yang digunakan dalam menyusun
tugas akhir dan literatur yang berkaitan dengan peneliti ini.
2. Studi Literatur
Mempelajari teori-teori terkait dengan penelitian yang akan
dilakukan dari berbagai sumber. Adapun studi literatur yang dilakukan
adalah mempelajari tentang jatuh tegangan jaringan distribusi primer 20kV
dari buku, jurnal yang terkait.
3. Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan pada PT. PLN (Persero) Rayon
Lambaro, teknik yang dilakukan dalam pengambilan data dengan wawan
cara kepada beberapa pegawai PLN.
4. Pengolahan Data
Data yang diperoleh berupa nilai jatuh tegangan pada setiap line
dan bus pada penyulang indrapuri. Berdasarkan hasil perhitungan tersebut
akan dianalisa tingkat kelayakan setiap jatuh tegangan pada penyulang
indrapuri sesuai dengan acuan standar dari SPLN 72 : 1987.
5. Hasil dan Pembahasan
Hasil perhitungan berupa nilai dari setiap tegangan pada penyulang
indrapuri. Hasil perhitungan ini akan dibuat dalam bentuk tabel. Penulisan
ini menggunakan penelitian deskriptif analitis, yaitu penelitian yang
bertujuan menggambarkan, menganalisis dan menarik kesimpulan tentang
keadaan objek yang diteliti berdasarkan acuan standar yang ada.
6. Penulisan Laporan
Terakhir yaitu penulisan laporan, yang meliputi penulisan dan
penjelasan tinjauan pustaka, metode, hasil, pembahasan, dan kesimpulan
yang bertujuan untuk menunjukan hasil penelitian sesuai metode yang
digunakan. Laporan menjadi bukti tertulis suatu penelitian dan bisa
dijadikan referensi bagi penelitian berikutnya.
KEBUTUHAN SISTEM
Dalam penelitian tugas akhir ini menggunakan beberapa peralatan
penunjang dan software untuk merancang. Adapun peralatan yang digunakan pada
tugas akhir ini adalah:
24
a. PC atau Laptop
b. Software ETAP 12.6
c. Sistem Operasi Windows 7 Ultimate
d. Software Ms office word 2007.
PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Tahap Studi Literatur
Tahap ini merupakan tahap awal dari penelitian yang akan dilakukan.
Studi literatur ini merupakan langkah awal bagi peneliti untuk menguasai materi
yang akan diteliti seperti tentang : Gardu, Jenis-jenis gardu, Rugi-rugi jatuh
tegangan dan penghantar sehingga memudahkan peneliti dalam menjalankan
penelitiannya.
3.3.2 Tahap Studi Lapangan
Tahap ini merupakan tahap lanjutan setelah peneliti menguasai materi
bidang yang sedang diteliti. Pada tahap ini peneliti melakukan studi lapangan
yaitu melakukan pengambilan beberapa data yang diperlukan untuk proses
selanjutnya.
3.3.3 Tahap Analisa/Perhitungan
Pada tahapan ini peneliti melakukan perhitungan dan simulasi data
dilakukan dengan software ETAP 12.6.
Gambar 3.2 Pemodelan Single Line Diagram Dengan ETAP
25
Hasil dari simulasi data berupa tabel dan grafikyang telah diperoleh
dilapangan baik itu melalui wawancara langsung maupun data hasil pengukuran.
3.1.4 Tahap Penyusunan Laporan
Tahapan penyusunan laporandiharapkan peneliti mampu menarik
kesimpulan dari hasil analisis atau pembahasan yang dilakukan yaitu penelitian
tentang Studi Jatuh Tegangan pada penyulang indrapuri.
3.4 Rencana Pengolahan Data/Analisis
Analisa data pada jaringan distribusi primer 20kV pada penyulang
Indrapuri akan dilakukan dengan menggunakanETAP 12.6.0, dengan input data
parameter dalam ETAP seperti: beban, panjang saluran, kabel saluran, data trafo
pada jaringan distribusi yang disuplai dari gardu hubung Lambaro.
Dalam melakukan simulasi dengan software ETAP 12.6.0, diperlukan
beberapa data untuk diolah antara lain, data jaringan, data trafo distribusi, dan data
beban. Data tersebut diperoleh dari PT. PLN (Persero) Rayon Lambarodengan
cara mengajukan surat permohonan yang dikeluarkan oleh jurusan. Pada simulasi
terdapat dua jenis bus yaitu bus swing/slackdan bus beban. Untuk mendapatkan
hasil aliran daya pada jaringan distribusi, Simulasi ini menggunakan metode
Gauss-Seidel.
26
27
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 DATA PENGUJIAN
Data hasil perhitungan jatuh tegangan menggunakan software ETAP12.6
dengan nilai jatuh tegangan pada penyulang indrapuri ditunjukkan pada tabel 4.1:
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Jatuh Tegangan.
Gardu Panjang Saluran
JTM (KM)
No Jenis Alamat kV Sudut
IDR 001 Tiang 12 Ds. Lampreh 19,971 0,0 0,6
IDR 002 Tiang 17 Ds. Ujung XII Lampreh 19,960 0,0 0,25
IDR 003 Tiang 39 Ds. Bukloh ( Sisip ) 19,914 0,0 1,25
IDR 004 Tiang 64 Ds. Bukloh 19,863 0,0 0,5
IDR 005 Tiang 74 Ds. Aneuk batee 19,843 -0,1 0,05
IDR 006 Tiang 97 Ds. Menasah Bak Thu 19,799 -0,1 0,55
IDR 007 Tiang 98 Ds. Lambaro Sibreh 19,797 -0,1 1,15
IDR 008 Tiang 109 Ds. Weusiteh Sibreh 19,778 -0,1 0,45
IDR 009 Tiang 123 Ds. Aneuk Galong ( Sisip ) 19,754 -0,1 0,2
IDR 010 Tiang 146 Ds. Aneuk Galong Titi 19,716 -0,1 0,2
IDR 011 Tiang 155 Pabrik Ban Aneuk Galong 19,712 -0,1 0,45
IDR 012 Tiang 162 Ds. Aneuk Galong 19,710 -0,1 0,05
IDR 013 Tiang 166 Marhaban Yusuf 19,709 -0,1 0,45
IDR 014 Tiang 170 Tower Telkom Sibreh 19,709 -0,1 0,6
IDR 015 Tiang 179 Ds. Baet Mesjid 19,709 -0,1 1,75
IDR 016 Tiang 197 Pasantren Imam Syafi'i 19,706 -0,1 1,4
IDR 017 Tiang 198 Ds. Sibreh Keumude 19,706 -0,1 0,75
IDR 018 Tiang 207 Sp. Dilip Bukti 19,706 -0,1 0,45
IDR 019 Tiang 218 Ds. ANEUK GLEE MESJID 19,706 -0,1 1,6
IDR 020 Tiang 230 Peukan Samahani 19,702 -0,1 0,85
IDR 021 Tiang 265 Ds. Lubuk Puni 19,662 -0,1 2,5
IDR 022 Tiang 293 Ds. Mon Ie Lam Ara 19,630 -0,1 1,6
IDR 023 Tiang 308 Ds. Lam Ara Cut 19,614 -0,1 0,25
IDR 024 Tiang 317 Ds. Lam Ara Tunong 19,605 -0,1 1,05
IDR 025 Tiang 349 Tower Telkom Tumbo Baro 19,578 -0,1 1,55
IDR 026 Tiang 366 Ds. Tumbo Baro 19,564 -0,1 0,05
IDR 027 Tiang 416 Perum. Wartawan 19,542 -0,2 1,1
IDR 028 Tiang 448 Pasantren Kuta Malaka 19,521 -0,2 0,15
IDR 029 Tiang 453 Pasantren Darul Maryam 19,521 -0,2 3,1
IDR 030 Tiang 474 LPMP 19,520 -0,2 1,1
IDR 031 Tiang 505 Ds.Nron 19,506 -0,2 0,55
IDR 032 Tiang 506 Ds.Meunasah Bhak Tu 19,506 -0,2 0,9
IDR 033 Tiang 528 Simpang Aneuk Galong 19,505 -0,2 0,35
IDR 034 Tiang 531 Ds.Luthu 19,505 -0,2 0,7
IDR 035 Tiang 593 Ds.Lamsiteh COT 19,480 -0,2 1,15
IDR 036 Tiang 642 Ds. Mon Alue Lambunot 19,470 -0,2 2,45
IDR 037 Tiang 658 Mesjid Jruek Balee 19,468 -0,2 0,8
IDR 038 Tiang 668 Ds. Grot 19,467 -0,2 0,5
IDR 039 Tiang 696 Gardu Beton RRI 19,475 -0,2 1,4
IDR 040 Tiang 706 Ds. Aneuk Glee 19,473 -0,2 0,5
IDR 041 Tiang 736 Jamiatul Ulama Village 19,471 -0,2 1,5
IDR 042 Tiang 752 Ds. Indrapuri 19,470 -0,2 0,8
28
Hasil perhitungan dengan software ETAP 12.6 pada tabel 4.1 dapat
digambar diagram bentuk grafik tegangan seperti gambar 4.1 berikut ini:
Gambar 4.1 Grafik Jatuh Tegangan
Pada gambar 4.1 menunjukkan besarnya nilai tegangan pada penyulang
indrapuri secara keseluruhan yang dimulai dari IDR 001 sampai dengan IDR 042.
Berdasarkan pada Tabel 4.1 dapat dilihat sumbu y menunjukan nilai tegangan
pada penyulang indrapuri sedangkan sumbu x menunjukkan nomor gardu yang
ada pada penyulang indrapuri. Dapat diamati pada grafik diatas bahwa nilai
tegangan pada penyulang indrapuri mengalami penurunan tegangan di sepanjang
gardu IDR 001 sampai IDR 038 secara signifikan namun naik sedikit pada IDR
039 dan kembali turun. Hal ini disebabkan oleh jarak antara gardu induk dengan
gardu hubung lambaro tidak jauh berkisar antara 1,5 KM hingga 2 KM sehingga
mempengaruhi keandalan nilai tegangan penyulang indrapuri yang disuplai
tegangannya dari gardu hubung lambaro.
4.2 HASIL DAN ANALISA
4.2.1 Analisa Drop Tegangan
Dari hasil simulasi perhitungan nilai persentase jatuh tegangan
menggunakan software etap 12.6 yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa:
1) Gardu IDR 040
29
Gambar 4.2 Diagram Garis Letak Gardu IDR 040
Seperti yang terlihat pada gambar 4.2 merupakan letak gardu IDR 040
berdasarkan oneline diagram sistem distribusi pada penyulang indrapuri.
Berdasarkan hasil pengolahan data terdapat titik paling besar persentase jatuh
tegangan terjadi pada penyulang indrapuri. Berdasarkan data yang diperoleh jatuh
tegangan yang terjadi pada gardu tersebut dapat ditentukan:
Data Gardu IDR 040 selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.
%∆V = %Vs – %Vt
= 100% –91,7%
%∆V = 8,3%
Besar persentase jatuh tegangan yang terjadi pada IDR 040 adalah sebesar
8,3%. Untuk perhitungan gardu lainnya dapat dilihat dalam tabel 4.2 dibawah ini:
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan %∆V
No Gardu From- To Bus Flow To-From Bus Flow Losses % Bus Voltage Jatuh Tegangan
(%∆V)
MW Mvar MW Mvar kW kvar Vs Vt
1 IDR 001 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0
2 IDR 002 -0,089 -0,055 0,091 0,058 1,6 2,4 97,5 100 2,5
3 IDR 003 -0,012 -0,007 0,012 0,008 0,1 0,1 98,4 100 1,6
4 IDR 004 -0,062 -0,038 0,063 0,040 1,3 1,9 96,6 100 3,4
5 IDR 005 -0,067 -0,041 0,068 0,043 0,9 1,4 97,3 100 2,7
6 IDR 006 -0,046 -0,029 0,047 0,030 0,7 1,0 97,0 100 3
7 IDR 007 -0,066 -0,041 0,068 0,043 1,5 2,2 95,7 100 4,3
8 IDR 008 -0,026 -0,006 0,027 0,017 0,5 0,7 96,3 100 3,7
9 IDR 009 -0,024 -0,015 0,024 0,015 0,1 0,1 98,2 100 1,8
10 IDR 010 -0,055 -0,034 0,055 0,035 0,6 0,9 97,1 100 2,9
11 IDR 011 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0
12 IDR 012 -0,058 -0,036 0,059 0,038 1,1 1,7 96,0 100 4
13 IDR 013 -0,001 0,000 0,001 0,000 0,0 0,0 98,6 100 0
14 IDR 014 -0,005 -0,003 0,005 0,003 0,0 0,0 97,8 100 2,2
15 IDR 015 -0,008 -0,005 0,008 0,005 0,0 0,0 98,1 100 1,9
16 IDR 016 -0,026 -0,016 0,026 0,017 0,1 0,2 97,5 100 2,5
17 IDR 017 -0,069 -0,043 0,070 0,044 1,0 1,5 96,2 100 3,8
18 IDR 018 -0,060 -0,037 0,062 0,041 2,5 3,8 92,6 100 7,4
19 IDR 019 -0,031 -0,019 0,032 0,020 0,7 1,0 95,1 100 4,9
20 IDR 020 -0,059 -0,037 0,060 0,038 0,7 1,1 96,3 100 3,7
21 IDR 021 -0,026 -0,016 0,026 0,017 0,5 0,7 95,5 100 4,5
22 IDR 022 -0,035 -0,022 0,036 0,023 0,4 0,6 96,1 100 3,9
23 IDR 023 -0,018 -0,011 0,018 0,012 0,2 0,3 96,1 100 3,9
24 IDR 024 -0,033 -0,021 0,034 0,022 0,8 1,2 94,6 100 5,4
25 IDR 025 -0,005 -0,003 0,005 0,003 0.0 0,0 96,8 100 3,2
30
26 IDR 026 -0,033 -0,020 0,033 0,021 0,7 1,1 94,6 100 5,4
27 IDR 027 -0,005 -0,009 0,015 0,009 0,1 0,2 96,3 100 3,7
28 IDR 028 -0,006 -0,003 0,006 0,004 0,0 0,0 97,1 100 2,9
29 IDR 029 -0,016 -0,010 0,016 0,010 0,3 0,5 94,6 100 5,4
30 IDR 030 -0,003 -0,002 0,003 0,002 0,0 0,0 99,6 100 0,4
31 IDR 031 -0,012 -0,007 0,012 0,007 0,0 0,1 98,1 100 1,9
32 IDR 032 -0,011 -0,007 0,011 0,007 0,0 0,1 98,2 100 1,8
33 IDR 033 -0,043 -0,026 0,044 0,028 1,2 1,9 94,8 100 5,2
34 IDR 034 -0,008 -0,005 0,008 0,005 0,0 0,1 98,2 100 1,8
35 IDR 035 -0,029 -0,018 0,029 0,018 0,3 O,4 97,9 100 2,1
36 IDR 036 -0,049 -0,030 0,049 0,031 0,8 1,2 95,2 100 4,8
37 IDR 037 -0,051 -0,032 0,053 0,035 1,9 2,8 92,7 100 7,3
38 IDR 038 -0,017 -0,010 0,017 0,011 0,2 0,3 95,9 100 4,1
39 IDR 039 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0
40 IDR 040 -0,061 -0,038 0,064 0,042 2,7 4,1 91,7 100 8,3
41 IDR 041 -0,021 -0,013 0,021 0,013 0,3 0,4 95,6 100 4,4
42 IDR 042 -0,021 -0,013 0,021 0,013 0,3 0,4 95,6 100 4,4
Pada tabel 4.2 dapat di buat grafik persentasi hasil perhitungan jatuh
tegangan %∆V seperti yang ditunjukkan gambar 4.3 dibawah ini:
Gambar 4.3 Grafik Jatuh Tegangan (%∆V)
Hasil perhitungan persentase jatuh tegangan pada IDR 040 adalah sebesar
8,3%. Dari hasil perhitungan dapat dinyatakan bahwa besarnya jatuh tengangan
yang terjadi pada IDR 040 tersebut masih dalam batas yang dapat ditoleransi
dalam standar yang dipakai oleh PLN yaitu sesuai dengan SPLN 72:1987 sebesar
kurang 10% dari tegangan kirim 20 kV.
Pada gardu IDR 040 tersebut terjadi jatuh tegangan sampai dengan 8,3%
yang disebabkan oleh jarak trafo yang cukup jauh dari gardu hubung dan juga
penghantar yang dipakai mempunyai tahanan. Pada IDR 040 ini juga memiliki
arus beban yang terlalu besar dimana pembebanan pada trafo tersebut mencapai
148,68% dari kapasitas trafo yaitu 50 kVA berdasarkan data yang diperoleh dari
31
PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro. Sehingga apabila ada pelanggan yang akan
melakukan pemasangan baru maka dari pihak PLN harus memilih trafo baru yang
terdekat untuk solusi pengurangan beban berlebih pada trafo IDR 040, sehingga
jatuh tegangan yang terjadi masih dalam tahapan toleransi yang telah dicantumkan
dalam SPLN 72:1987 sebesar kurang 10% dari tegangan kirim.
32
BAB 5
PENUTUP KESIMPULAN
Dari hasil pembahasan yang telah dipaparkan maka kesimpulan yang
dapat diambil dari analisa jatuh tegangan pada penyulang indrapuri yaitu:
1. Penyebab utama yang menyebabkan terjadinya jatuh tegangan pada
penyulang indrapuri yaitu disebabkan oleh pajang saluran serta
penghantar yang dipakai mempunyai tahanan.
2. Jatuh tegangan yang terjadi pada penyulang indrapuri diluar toleransi
wajar sesuai dengan SPLN 72: 1987.
3. Jatuh tegangan terbesar yang terjadi pada IDR 040 sebesar 8,3%
disebabkan oleh panjang saluran dan tahanan pada penghantar.
SARAN
1. Dengan memperbesar luas penampang penghantar sehingga nilai resistans
saluran tidak terlalu besar.
2. Karena panjang saluran sangat mempengaruhi jatuh tegangan maka
dengan itu harus diperhatikan dan panjang saluran tersebut yang jatuh
tegangannya terlalu besar harus diperpendek supaya besar jatuh tegangan
yang terjadi tidak terlalu besar.
33
DAFTAR PUSTAKA
D. Marsudi, Pembangkitan Energi Listrik Edisi Kedua. Jakarta, Erlangga, 2011.
S. P. Seno “Optimasi Penempatan Transformator Distribusi Berdasarkan Jatuh
Tegangan,” Skripsi, Universitas Diponegoro, Indonesia, 2006.
Stevenson dan William D, JR, Analisis Sistem Tenaga, Edisi ke Empat , Alih
Bahasa Oleh Ir. Kamal Idris. Jakarta : Erlangga, 1993.
T. Fitriadi, “Studi Penempatan Transformator Distribusi 20 kV Berdasarkan Jatuh
Tegangan Pada Penyulang Ulee Lheue,” Skripsi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia 2015.
D. Peukasa, “Analisa Jatuh Tegangan Jaringan Distribusi 20kV Pada Feeder Syiah Kuala PT. PLN (Persero) UPT Tragi Banda aceh,” Skripsi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia 2014.
Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta : Gramedia
Pustaka Utama, 1995.
Diktat PT. PLN (Persero)Transmisi Tenaga Listrik, Jakarta, 2010.
SPLN 72, Spesifikasi Desain Untuk Jaringan Tegangan Menengah (JTM) Dan
Jaringan Tegangan Rendah (JTR). Jakarta, 1987.
G. Turan, Elektric Power Distribution System Engineering. Colombia, McGraw-
hill Book Company, 1986
H. Saadat, Power System Analysis, milwaukee school of engineering:
WCB/McGraw-Hill.
T. Thakur, and Jaswanti Dhiman., “ A New Approach to Load Flow Solutions for
Radial Distribution System,” IEEE, 2006.
D. Das, D. P. Kothari, and A. Kalam., “Simple and efficient method for
load flow solution of radialdistribution networks,” IEEE, pp. 335-346, 1995.
H. Basri, Sistem Distribusi Daya Listrik, Jakarta: ISTN, 1997.
34
B. A. G, "Three-phase load flow methods for radial distribution networks," IEEE,
2008.
35
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama : Rahmat Akbar
Tempat/Tanggal Lahir : Empe Ara/ 09September 1992
NIM : 1004105020011
Jurusan/ Angkatan : Teknik Elektro/ 2010
Universitas : Syiah Kuala
Jenis Kelamin : Laki - Laki
Agama : Islam
Alamat : Ds. Empe Ara, Kec. Indrapuri, Kab. Aceh Besar
Email : [email protected]
No. HP : 082360719117
RIWAYAT PENDIDIKAN
TK Asyiah Indrapuri 1997 - 1998
SD Negeri 1 Indrapuri 1998 - 2004
SMP Negeri 1 Indrapuri 2004- 2007
SMANegeri 3 Banda Aceh 2003 – 2006
Universitas Syiah Kuala Fakultas Teknik
Jurusan Teknik Elektro, Program S1 2010 - sekarang
PENGALAMAN ORGANISASI
Pengurus Himatektro, 2010 - 2013