ANALISIS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV
DI GARDU INDUK BATANG
HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk mencapai Derajad Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
M. NASHIRUL HAQ
20120120054
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
i
ANALISIS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV DI GARDU INDUK BATANG
HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk mencapai Derajad Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
M. NASHIRUL HAQ
20120120054
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA
iii
HALAMAN MOTTO
Your future is your unknown paradise -Unknown
Keepyour eyes on the stars, and your feet on the ground
-Theodore Roosevelt
Berusaha dengan keras adalah -Mahatma Gandhi
-QS. An Najm: 39
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, karunia, serta petunjuk Nya sehingga penyusunan tugas akhir ini telah terselesaikan dengan baik. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapatkan arahan, bantuan, serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapan terima kasih kepada:
1. Allah SWT yang telah memberikan karunia, rahmat, dan hidayah Nya. 2. Kedua orang tua saya, Ibu Siti Muripah dan Bapak Imanudin yang tidak
pernah lelah mendoakan dan mendukung saya dalam penyusunan tugas akhir ini.
3. Ir. Slamet Suripto, M.Eng. dan Rahmat Adiprasetya A.H., S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing yang telah berkenan meluangkan waktu, dan pikiran dalam penyelesaian tugas akhir ini.
4. PT. PLN Area Pekalongan bagian jaringan tempat pengambilan data untuk tugas akhir ini.
5. Mas Faris, pegawai PT. PLN Area Pekalongan yang telah membantu penulis dalam memperoleh data untuk tugas akhir ini.
6. Saudara Teknik Elektro 2012 kelas A dan B 7. Teman teman di grup Koalisi.
v
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum. Wr. Wb.
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, Rahmat, Taufik, dan Hidayah Nya penyusunan Tugas Akhir yang berjudul dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat beriring salam tercurah kepada junjungan kita, Nabi Muhammad SAW beserta para keluarga, sahabat, dan pengikut pengikutnya sampai akhir zaman.
Penulis membuat Tugas Akhir ini guna untuk syarat memperoleh derajat sarjana Teknik ELektro pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan Tugas Akhir ini banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Allah SWT sehingga kendala yang dihadapi tersebut dapat diatasi. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng 2. Bapak Ir. Slamet Suripto, M.Eng.
3. Bapak Rahmat Adiprasetya A.H, S.T., M.Eng.
4. Seluruh dosen program studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
5. Pak Faris
6. Pegawai PT. PLN Area Pekalongan bagian jaringan.
7. Kedua orang tua saya, Ibu Siti Muripah S.Pd dan Bapak Imanudin 8. Saudara Teknik Elektro 2012 Kelas A dan B
9. Semua pihak yang telah secara tidak langsung membantu penulis.
vi
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat.
Waalaikumsalam, Wr. Wb.
Yogyakarta, 20 Agustus 2016 Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... ... ... i
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... ... ii
HALAMAN PENGESAHAN UJIAN PENDADARAN ... ... iii
HALAMAN PERNYATAAN ... ... ... iv
HALAMAN MOTTO ... ... ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... ... ... vi
KATA PENGANTAR ... ... ... vii
BAB IITINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 7
2.1 Tinjauan Pustaka ... ... ... 7
2.2 Dasar Teori... ... ... 8
2.2.1 Saluran Transmisi... ... ... 8
2.2.2 Sistem Distribusi ... ... ... 10
2.2.3 Sistem Jaringan Distribusi Primer ... ... 11
2.2.4 Sistem Jaringan Distribusi Sekunder ... ... 14
2.2.5 Gardu Induk ... ... ... 15
2.2.6 Tipe Jaringan Distribusi Menengah 20 kV ... ... 17
viii
2.2.8 Keandalan Sistem Distribusi ... ... 23
2.2.9 ... ... ... 24
2.2.10 SAIFI (System Average Interruption Index) ... .. 25
2.2.11 SAIDI (System Average Duration Index) ... ... 25
2.2.12 CAIDI (Customer Average Duration Index)... ... 26
2.2.13 ASAI (Average System Avaibility Index) ... ... 27
2.2.14 ASUI (Average System Unavaibility Index) ... .. 27
2.2.15 Standar Perusahaan Listrik Negara (SPLN) ... .... 28
2.2.16 Standar Nilai Indeks Keandalan SAIFI dan SAIDI ... 28
2.2.17 Daftar Penyulang di Gardu Induk Batang ... ... 29
2.2.18 Data Aset Penyulang di Gardu Induk Batang ... . 30
BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN ... ... 31
3.1 Alat dan Bahan Penelitian Tugas Akhir... ... 31
3.2 Lokasi Penelitian Tugas Akhir... ... 31
3.3 Langkah-langkah Penelitian Tugas Akhir ... ... 32
3.4 Jadwal Penelitian Tugas Akhir ... ... 35
BAB IVPEMBAHASAN ... ... ... 36
4.1 Jumlah Pelanggan pada setiap Penyulang di Gardu Induk Batang ... 36
4.2 Gangguan Penyulang Gardu Induk Tambun Tahun 2015 ... 36
4.3 Perhitungan SAIFI pada setiap Penyulang ... ... 42
4.4 Analisis Nilai SAIFI ... ... ... 44
4.5 Perhitungan SAIDI pada setiap Penyulang ... ... 45
4.6 Analisis Nilai SAIDI ... ... ... 47
4.7 Perhitungan CAIDI pada setiap penyulang... ... 48
4.8 Analisis Nilai CAIDI ... ... ... 50
4.9 Perhitungan dan Analisis ASAI dan ASUI di Gardu Induk Batang ... 51
4.10 Analisis SAIFI dan SAIDI di Gardu Induk Batang ... 53
BAB VKESIMPULAN DAN SARAN ... ... 55
5.1 Kesimpulan ... ... ... 55
5.2 Saran ... ... ... ... 56
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Target kinerja Rayon Batang 2015 ... ... 28
Tabel 2.2 Standar Indeks Keandalan SPLN 68 2 : 1986 ... .... 28
Tabel 2.3 Standar Indeks Keandalan IEEE std 1366 2003 ... 29
Tabel 2.4 Standar Indeks Keandalan WCS (World Class Service) ... 29
Tabel 2.5 Daftar Penyulang di GI Batang ... ... 29
Tabel 2.6 Data Aset penyulang di GI Batang ... ... 30
Tabel 3.1 Jadwal Penelitian Tugas Akhir ... ... 35
Tabel 4.1 Data pelanggan pada setiap penyulang di GI Batang tahun 2015... 36
Tabel 4.2 Data gangguan penyulang di GI Batang tahun 2015 ... 37
Tabel 4.3 Frekuensi Gangguan pada setiap penyulang di GI Batang ... 39
Tabel 4.4 Ringkasan Frekuensi gangguan penyulang di GI Batang ... 442
Tabel 4.5 Nilai SAIFI pada setiap penyulang di GI Batang ... 444
Tabel 4.6 Durasi Gangguan Penyulang Tahun 2015 ... ... 45
Tabel 4.7 Nilai SAIDI pada setiap penyulang di GI Batang ... . 47
Tabel 4.8 Nilai SAIFI dan SAIDI pada setiap Penyulang ... .... 48
Tabel 4.9 Nilai CAIDI pada setiap penyulang di GI Batang ... 50
Tabel 4.10 Nilai SAIDI pada setiap penyulang ... ... 51
Tabel 4.11 Nilai ASAI pada setiap Penyulang... ... 53
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi 9 Gambar 2.2 Saluran Udara Tegangan Tinggi 10 Gambar 2.3 Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah 12 13
Gambar 2.5 Jaringan Radial 17
Gambar 2.6 Jaringan Hantaran Penghubung 18
Gambar 2.7 Jaringan Loop 19
20
xiii
INTISARI
Keandalan merupakan faktor yang sangat penting dalam pengoperasian suatu sistem jaringan distribusi. Beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan dalam mengetahui keandalan suatu sistem distribusi yaitu dengan SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) perhitungan indeks jumlah rata – rata gangguan selama satu tahun, SAIDI (System Average Interruption Index) indeks durasi rata – rata gangguan sistem selama satu tahun, CAIDI (Customer Average Interruption Index), ASAI (Average System Avaibility Index), ASUI (Average System Unavailability Index).
Berdasarkan perhitungan dan analisis didapatkan bahwa indeks nilai keandalan penyulang BTG06 dikategorikan kurang handal karena nilai SAIFI dan SAIDI melebihi batas maksimal yang telah ditentukan oleh IEEE.
Kinerja sistem di Gardu Induk PLN Rayon Batang dikategorikan kurang handal karena nilai SAIFI dan SAIDI melebihi dari batas maksimal yang sudah di tentukan oleh WCS dan WCC.
xiv ABSTRACT
Reliability is an important factor in the operation of network distribution system. Some of the parameters that can be used as references to determine the reliability of a distribution system are System Average Interruption Frequency Index (SAIFI), System Average Interruption Index (SAIDI), Customer Average Interruption Index (CAIDI), Average System availability Index (ASAI), and Average System Unavailability Index (ASUI).
Based on the calculation and analysis it can be found that the reliability value index of BTG06 feeder was categorized as less reliable because the SAIFI and SAIDI value exceed the maximum limit specified by IEEE.
The performance of the system in PLN Batang subdistrict considered less reliable because of the SAIFI and SAIDI value exceed the maximum limit specified by WCS and WCC.
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan energi listrik selama ini selalu meningkat dari tahun ke
tahun. Sejalan dengan meningkatnya pertumbuhan ekonomi dan kesejahteraan
masyarakat. Perkembangan permintaan energi listrik tersebut perlu diimbangi
dengan peningkatan pembangkit energi listrik dan kemampuan infrastruktur
yang ada, sehingga penyaluran energi listrik ke konsumen berjalan lancar
dengan kualitas penyaluran energi listrik yang memenuhi standar. Sistem distribusi
yang dikelola oleh PT. PLN (Persero) Distribusi Jawa Tengah & DIY memiliki
andil yang sangat besar dalam memberikan jaminan kualitas penyaluran energi
listrik sehingga memenuhi standar, baik secara teknis maupun non teknis pada
konsumen. Kualitas penyaluran secara teknis ditunjukkan dengan
parameter-parameter besaran tegangan, frekuensi, faktor daya dan indeks keandalan yang
memenuhi standar yang berlaku secara nasional maupun internasional.
Kebutuhan listrik masyarakat Indonesia dari tahun ke tahun semakin
meningkat. Hal tersebut harus ditunjang dengan meningkatkan keandalan suatu alat
di sistem distribusi. Keandalan ini dapat dilihat dari sejauh mana suplai tenaga
listrik bisa menyuplai secara kontinu dalam satu tahun ke konsumen. Permasalahan
yang paling mendasar pada penyaluran daya listrik adalah terletak pada mutu,
kontinuitas dan ketersediaan pelayanan daya listrik pada pelanggan. Keandalan
2 Tingkat keandalan pelayanan tergantung dari berapa lama terjadi pemadaman
selama selang waktu tertentu (satu tahun) atau dikenal dengan SAIDI dan berapa
sering (frekuensi) terjadinya pemadaman selama setahun atau dikenal dengan
SAIFI.
Gonen Toren, (1986) mengemukakan bahwa keandalan sistem distribusi
sebagai kemungkinan perangkat atau sistem melakukan fungsi itu dengan
memadai, untuk periode waktu yang telah ditentukan, dibawah kondisi operasi
yang telah ditentukan pula, dalam pengertian ini tidak hanya kemungkinan
kegagalan tetapi juga besarnya durasi dan frekuensi itu penting. Secara fisik tidak
mungkin memperoleh keandalan 100% karena kegagalan sistem yang kadang
terjadi, peluang terjadinya pemadaman dapat dikurangi secara perlahan dengan
menambah biaya selama masa perencanaan dan masa operasi atau keduanya.
Kontinuitas pelayanan yang merupakan salah satu unsur dari kualitas
pelayanan tergantung pada macam sarana penyalur dan peralatan pengaman.
Jaringan distribusi sebagai sarana penyalur tenaga listrik mempunyai tingkat
kontinuitas tergantung pada susunan saluran dan cara pengaturan operasinya.
Tingkat kontinuitas pelayanan dari sarana penyalur disusun berdasarkan lamanya
upaya menghidupkan kembali suplai setelah mengalami gangguan.
Tingkatan-tingkatan tersebut antara lain:
a. Tingkat 1 : dimungkinkan berjam-jam; yaitu waktu yang diperlukan
untuk mencari dan memperbaiki bagian yang rusak karena gangguan.
b. Tingkat 2 : padam beberapa jam; yaitu waktu yang diperlukan untuk
3 manipulasi untuk menghidupkan kembali dari arah atau saluran yang
lain.
c. Tingkat 3 : padam beberapa menit; yaitu dilakukan manipulasi oleh
petugas gardu, dilakukan deteksi, dilakukan pengukuran dan
pelaksanaan manipulasi jarak jauh.
d. Tingkat 4 : padam beberapa detik; yaitu pengamanan atau manipulasi
secara otomatis.
e. Tingkat 5 : tanpa padam; yaitu dilengkapi instalasi cadangan terpisah
dan otomatisasi penuh.
Umumnya jaringan distribusi luar kota (pedesaan) terdiri dari jenis saluran
udara dengan sistem jaringan radial mempunyai kontinuitas tingkat 1, sedangkan
untuk pelayanan dalam kota susunan jaringan yang dipakai adalah jenis kabel tanah
dengan sistem jaringan spindel yang mempunyai kontinuitas tingkat 2.
Keandalan suatu penyulang dapat ditetapkan dengan suatu indeks
keandalan yaitu besaran untuk membandingkan penampilan suatu sistem
distribusi. Indeks keandalan pada dasarnya adalah suatu angka atau parameter yang
menunjukkan tingkat pelayanan serta tingkat keandalan dari suplai tenaga
listrik sampai ke konsumen. Indeks-indeks keandalan yang sering dipakai dalam
suatu sistem distribusi adalah SAIFI (System Average Interruption Frequency
Index), SAIDI (System Average Interruption Frequency Index), CAIDI
(Customer Average Interruption Frequency Index). Beberapa faktor yang harus
diketahui dan dihitung sebelum melakukan perhitungan analisis keandalan antara
4
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dilakukan evaluasi pada sistem
distribusi tenaga listrik di Gardu Induk Batang, dengan rumusan masalah sebagai
berikut:
1. Berapa besar indeks keandalan beberapa penyulang di Gardu Induk Batang
menggunakan perhitungan SAIFI, SAIDI dan CAIDI berdasarkan data
gangguan operasi.
2. Berdasarkan indeks keandalan yang sudah di targetkan, dapat di ketahui
lokasi-lokasi penyulang yang sudah memenuhi target kerja atau belum.
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, batasan pada tugas
akhir ini adalah wilayah penelitian yaitu Kabupaten Batang tepatnya di P.T. PLN
Rayon Batang. Penelitian ini di lakukan di gardu induk Batang. Setiap penyulang
itu akan dilihat nilai SAIDI, SAIFI dan CAIDI untuk mengetahui tingkat keandalan
yang dimiliki oleh gardu induk Batang di masing-masing penyulangnya. Standar
keandalan yang digunakan meliputi Target Kerja PLN Rayon Batang, SPLN 68
2 : 1986, IEEE std 1366 2003, WCS (World Class Service) & WCC (World Class
5
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan di atas dapat ditentukan penelitian sebagai
berikut:
1. Menghitung indeks keandalan sistem jaringan distribusi Batang pada
masing masing penyulang.
2. Menganalisis lalu membandingkan tingkat keandalan realisasi dengan
standar keandalan Target Kerja PLN Rayon Batang, SPLN 68 2 : 1986,
IEEE std 1366 2003, WCS (World Class Service) & WCC (World Class
Company).
1.5 Manfaat Penelitian
Beberapa manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini sebagai berikut:
1. Manfaat yang dapat diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai bahan
masukan bagi P.T. PLN Rayon Batang dalam mengambil kebijakan
strategis untuk mengembangkan dan meningkatkan nilai perusahaan.
2. Mengetahui seberapa besar tingkat keandalan pada beberapa penyulang di
6
1.6 Sistematika Penulisan
Guna memberikan keterangan yang jelas, maka sistematika penulisan dibuat
dalam 5 bab dengan susunan sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan yang mencakup latar belakang, rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka, yang mencakup landasan teori yang mendukung
penulisan dari pustaka-pustaka yang telah dipublikasikan.
BAB III Metode penelitian yang mencakup bahan/tempat penelitian, alat yang
digunakan selama penelitian, jalanya penelitian, diagram alir
penelitian dan cara pengolahan data.
BAB IV Hasil dan pembahasan.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Berdasarkan topik skripsi yang diambil, terdapat beberapa referensi dari
penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya guna menentukan batasan –
batasan masalah yang berkaitan erat dengan topik yang sedang diambil.
Referensi-referensi ini kemudian akan digunakan untuk mempertimbangkan
permasalahan-permasalahan apa saja yang berhubungan dengan topik yang diambil. Adapun
beberapa referensi nya adalah sebagai berikut:
1. Endra Heri Sulino UGM (2011) melakukan penelitian tentang Evaluasi dan
Studi Keandalan Jaringan Distribusi 4 KV Lex Plant Santan Terminal di
Chevron Indonesia Company, menjelaskan tentang SAIFI, SAIDI dan CAIDI
bahwa ketiga hal tersebut merupakan indeks keandalan yang dapat menentukan
apakah sistem tersebut di nyatakan sesuai harapan atau tidak.
2. Ahmad Fajar Sayidul Yaom UMY (2015) melakukan penelitian tentang
Analisis Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik di P.T. PLN UPJ Rayon
Bumiayu, menjelaskan bahwa hanya dua penyulang yang mempunyai nilai
SAIFI dan SAIDI yang handal. Artinya di setiap Gardu Induk harus dilakukan
analisis guna mengetahui seberapa besar nilai keandalannya, karena hal
8
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Saluran Transmisi
Saluran Transmisi merupakan media yang digunakan untuk
mentransmisikan tenaga listrik dari Generator Station/ Pembangkit Listrik
sampai distribution station hingga sampai pada konsumen listrik. Tenaga
listrik ditransmisikan oleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe
Saluran Transmisi Listrik.
1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi 200kV–500 kV
Pada umumnya saluran transmisi di Indonesia digunakan pada
pembangkit dengan kapastas 500 kV. Dimana tujuannya adalah agar
drop tegangan dari penampang kawat dapat direduksi secara maksimal,
sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien. Akan tetapi
terdapat permasalahan mendasar dalam pembangunan saluran udara
tegangan ekstra tinggi (SUTET) ialah konstruksi tiang (tower) yang
besar dan tinggi, memerlukan tanah yang luas, memerlukan isolator
yang banyak, sehingga memerlukan biaya besar. Masalah lain yang
timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang
9 Gambar 2.1 Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi
2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30 kV - 150 kV
Pada saluran transmisi ini memiliki tegangan operasi antara 30
kV sampai 150 kV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau
doble sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat.
Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya diganti oleh tanah
sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar,
maka penghantar pada masing - masing phasa terdiri dari dua atau
empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut
Bundle Conductor. Jika transmisi ini beroperasi secara parsial, jarak
terjauh yang paling efektif adalah 100 km. Jika jarak transmisi lebih dari
100 km maka tegangan jatuh (drop voltage) terlalu besar, sehingga
tegangan di ujung transmisi menjadi rendah. Untuk mengatasi hal
10
interconnection system. Ini sudah diterapkan di Pulau Jawa dan akan
dikembangkan di Pulau - pulau besar lainnya di Indonesia.
Gambar 2.2 Saluran Udara Tegangan Tinggi
2.2.2 Sistem Distribusi
Pembangkit listrik umumnya memiliki letak yang jauh dari pusat
beban, terlebih-lebih pembangkit listrik berskala besar, sehingga untuk
menyalurkan tenaga listrik tersebut sampai ke konsumen atau pusat beban
maka tenaga listrik tersebut harus disalurkan. Sistem Jaringan distribusi
dapat dibedakan menjadi 2 sistem jaringan distribusi primer dan sistem
jaringan distribusi sekunder. Kedua sistem tersebut dibedakan berdasarkan
tegangan kerjanya. Pada umumnya tegangan kerja pada sistem jaringan
distribusi primer adalah 20 kV, sedangkan tegangan kerja pada sistem
jaringan distribusi sekunder 380 V atau 220 V. Untuk menyalurkan tenaga
11 yang tepat. Kriteria pemilihan ini berdasarkan pada beberapa faktor, antara
lain:
1. Faktor ekonomis
2. Faktor Tempat
3. Kelayakan
Pemilihan sistem jaringan harus memenuhi kriteria persyaratan yaitu:
1. Keandalan yang tinggi
2. Kontinuitas pelayanan
3. Biaya investasi yang rendah
4. Fluktuasi frekuensi dan tegangan rendah
2.2.3 Sistem Jaringan Distribusi Primer
Sistem jaringan distribusi primer adalah bagian dari sistem tenaga
listrik diantara Gardu Induk (GI) dan Gardu Distribusi. Jaringan distribusi
primer ini umumnya terdiri dari jaringan tiga phasa, yang jumlahnya tiga
kawat atau empat kawat. Penurunan tegangan sistem ini dari tegangan
transmisi, pertama-tama dilakukan pada gardu induk sub transmisi, dimana
tegangan diturunkan ke tegangan yang lebih rendah mulai sistem tegangan
500 kV ke sistem tegangan 150 kV atau ke tegangan sistem 70 kV,
kemudian pada gardu induk distribusi kembali dilakukan 20 kV.
Pada sistem jaringan distribusi primer saluran yang digunakan untuk
menyalurkan daya listrik pada masing-masing beban disebut penyulang
12 daerah beban yang dilayani. Hal ini bertujuan untuk memudahkan untuk
mengingat dan menandai jalur-jalur yang dilayani oleh penyulang tersebut.
Sistem penyaluran daya listrik pada sistem jaringan distribusi primer dapat
dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6 – 20 kV
Jenis penghantar yang dipakai adalah kabel telanjang (tanpa
isolasi) seperti kawat AAAC (All Alumunium Alloy Conductor), ACSR
(AlumuniumConductor Steel Reinforced), dll.
2. Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) 6 – 20 kV
Jenis penghantar yang dipakai adalah kawat berisolasi seperti
MVTIC (Medium Voltage Twisted Insulated Cable).
Gambar 2.3 Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah
3. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6 – 20 kV
Jenis penghantar yang dipakai adalah kabel tanam berisolasi
13 Gambar 2.4 Saluran Kabel Tegangan Menengah
Ditinjau dari segi fungsi , transmisi SKTM memiliki fungsi yang
sama dengan transmisi SUTM. Perbedaan mendasar adalah, SKTM ditanam
di dalam tanah. Beberapa pertimbangan pembangunan transmisi SKTM
adalah :
a. Kondisi setempat yang tidak memungkinkan dibangun SUTM.
b. Kesulitan mendapatkan ruang bebas, karena berada di tengah kota dan
pemukiman padat.
c. Pertimbangan segi estetika.
d. Beberapa hal yang perlu diketahui:
e. Pembangunan transmisi SKTM lebih mahal dan lebih rumit, karena
harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding penghantar udara dan
dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta berkoordinasi
dengan banyak pihak.
f. Pada saat pelaksanaan pembangunan transmisi SKTM sering
14 g. Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan) transmisi SKTM relatif
sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan SUTM.
h. Hampir seluruh (sebagian besar) transmisi SKTM telah terpasang di
wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi DKI Jakarta & Tangerang.
2.2.4 Sistem Jaringan Distribusi Sekunder
Jaringan distribusi sekunder merupakan bagian dari jaringan
distribusi primer dimana jaringan ini berhubungan langsung dengan
konsumen tenaga listrik. Pada jaringan distribusi sekunder, sistem tegangan
distribusi primer 20 kV diturunkan menjadi sistem tegangan rendah
380/220V. Sistem penyaluran daya listrik pada jaringan distribusi sekunder
dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
1. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR)
Jenis penghantar yang dipakai adalah kawat berisolasi, seperti
kabel berisolasi seperti kabel LVTC (Low Voltage Twisted Cable).
Transmisi SUTR adalah bagian hilir dari sistem tenaga listrik pada
tegangan distribusi, yang langsung memasok kebutuhan listrik
tegangan rendah ke konsumen. Di Indonesia, tegangan operasi
transmisi SUTR saat ini adalah 220/380Volt. Radius operasi jaringan
distribusi tegangan rendah dibatasi oleh:
a. Susut tegangan yang disyaratkan.
b. Susut tegangan yang diijinkan adalah + 5% dan – 10 %, dengan
15 c. Luas penghantar jaringan.
d. Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi.
e. Sifat daerah pelayanan (desa, kota, dan lain-lain).
2. Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR)
Ditinjau dari segi fungsi, transmisi SKTR memiliki fungsi yang
sama dengan transmisi SUTR. Perbedaan mendasar adalah SKTR di
tanam didalam di dalam tanah. Jika menggunakan SUTR sebenarnya
dari segi jarak aman / ruang bebas (ROW) tidak ada masalah, karena
SUTR menggunakan penghantar berisolasi.
2.2.5 Gardu Induk
Gardu induk di sebut juga gardu unit pusat beban yang merupakan
gabungan dari transformer dan rangkaian switchgear yang tergabung dalam
satu kesatuan melalui sistem kontrol yang saling mendukung untuk
keperluan operasional. Pada dasarnya gardu induk bekerja mengubah
tegangan yang dibangkitkan oleh pusat pembangkit tenaga listrik menjadi
tenaga listrik menjadi tegangan tinggi atau tegangan transmisi dan
sebaliknya mengubah tegangan menengah atau tegangan distribusi.
Gardu Induk juga merupakan sub sistem dari sistem penyaluran
(transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem
penyaluran (transmisi). Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari
sistem tenaga listrik. Gardu induk merupakan sub – sub sistem dari sistem
16 induk mempunyai peranan penting, dalam pengoperasiannya tidak dapat
dipisahkan dari sistem penyaluran (transmisi) secara keseluruhan.
Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainnya melalui tegangan tinggi dan
gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah.
Gardu Induk (GI) merupakan bagian yang tak terpisahkan dari
saluran transmisi distribusi listrik. Dimana suatu system tenaga yang
dipusatkan pada suatu tempat berisi saluran transmisi dan distribusi
perlengkapan hubung bagi transformator dan peralatan pengaman serta
peralatan control. Fungsi utama dari gardu induk:
1. Untuk mengatur aliran daya listrik dari saluran transmisi ke saluran
transmisi lainnya yang kemudian didistribusikan ke konsumen.
2. Sebagai tempat control.
3. Sebagai pengaman operasi system.
4. Sebagai tempat untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi
tegangan distribusi.
Dilihat dari segi manfaat dan kegunaan dari gardu induk itu sendiri,
maka peralatan dan komponen dari gardu induk harus memiliki keandalan
yang tinggi serta kualitas yang tidak diragukan lagi, atau dapat dikatakan
harus optimal dalam kinerjanya sehingga masyarakat sebagai konsumen
tidak merasa dirugikan oleh kinerjanya. Oleh karena itu, sesuatu yang
berhubungan dengan rekonstruksi pembangunan gardu induk harus
17 diperhatikan besarnya beban. Maka perencanaan suatu gardu induk harus
memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Operasi, yaitu dalam segi perawatan dan perbaikan mudah.
2. Fleksibel.
3. Konstruksi sederhana dan Kuat.
4. Memiliki tingkat keandalan dan daya guna yang tinggi.
5. Memiliki tingkat keamanan yang tinggi.
2.2.6 Tipe Jaringan Distribusi Menengah 20 kV
Jaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20kV)
dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan
hantaran penghubung (Tie Line), Jaringan Lingkaran (Loop), Jaringan
Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster.
1. Jaringan Radial
Sistem distribusi jenis Radial adalah sistem distribusi yang
paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa
penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.
18 Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi
untuk konsumen. Gardu distribusi adalah tempat dimana trafo untuk
konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton atau diletakkan diatas
tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan lebih
murah dibanding dengan sistem yang lain. Namun keandalan sistem ini
lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya keandalan
disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai
gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami
gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam.
2. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)
Sistem distribusi Tie Line ini digunakan untuk pelanggan
penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lain
lain). Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan
tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch,
setiap penyulang terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut
sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan
listrik akan di pindah ke penyulang lain.
19 3. Jaringan Loop
Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop)
ini dimungkinkan pemasokan nya dari beberapa gardu induk, sehingga
dengan demikian kontinuitas pelayanan lebih terjamin serta kualitas
dayanya menjadi lebih baik, karena drop tegangan dan rugi daya pada
saluran menjadi lebih kecil.
Gambar 2.7 Jaringan Loop 4. Jaringan Spindel
Sistem Spindel seperti pada Gambar di bawah ini adalah suatu
pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari
beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari Gardu
Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubung (GH).
Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan
sebuah penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui
gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada jaringan tegangan
menengah (JTM) yang menggunakan kabel tanah/saluran kabel tanah
20 Gambar 2.8 Jaringan Spindel
Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi
sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari
gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan
kepada konsumen baik konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan
menengah (TM).
5. Jaringan Gugus
Konfigurasi Gugus banyak digunakan untuk kota besar yang
mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat
Saklar Pemutus Beban, dan penyulang cadangan. Dimana penyulang
cadangan ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu
penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang
21 Gambar 2.9 Jaringan Kluster
Dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada
salah satu penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang
menggantikan fungsi suplai ke konsumen.
2.2.7 Gangguan Pada Sistem Distribusi
Gangguan pada sistem distribusi adalah terganggunya system tenaga
listrik yang menyebabkan bekerjanya rele pengaman penyulang bekerja
untuk membuka circuit breaker di gardu induk yang menyebabkan
terputusnya suplai tenaga listrik.Hal ini untuk mengamankan peralatan yang
dilalui arus gangguan tersebut untuk dari kerusakan. Sehingga fungsi dari
peralatan pengaman adalah untuk mencegah kerusakan peralatan dan tidak
meniadakan gangguan.
Gangguan pada jaringan distribusi lebih banyak terjadi padas aluran
distribusi yang dibentangkan di udara bebas (SUTM) yang umumnya tidak
22 tanah (SKTM) dengan menggunakan isolasi pembungkus Sumber
gangguan pada jaringan distribusi dapat berasaldari dalam sistem maupun
dari luar sistem distribusi.
1. Gangguan dari dalam sistem antara lain :
a. Tegangan lebih atau arus lebih
b. Pemasangan yang kurang tepat
c. Usia peralatan atau komponen
2. Gangguan dari luar sistem antara lain :
a. Dahan/ranting pohon yang mengenai SUTM
b. Sambaran petir
c. Hujan atau cuaca
d. Kerusakan pada peralatan
e. Gangguan binatang
Berdasarkan sifatnya gangguan sistem distribusi dibagi menjadi dua,
yaitu:
1. Gangguan Temporer
Gangguan yang bersifat sementara karena dapat hilang dengan
sendirinya dengan cara memutuskan bagian yang terganggu sesaat,
kemudian menutup balik kembali, baiksecara otomatis (autorecloser)
maupun secara manual olehoperator. Bila gangguan tidak dapat
dihilangkan dengan sendirinya atau dengan bekerjanya alat pengaman
23 pemutusan tetap.Bila gangguan sementara terjadi terjadi
berulang-ulang.
2. Gangguan permanen
Gangguan bersifat tetap, sehingga untuk membebaskanya perlu
tindakan perbaikan atau penghilangan penyebab gangguan. Hal ini
ditandai dengan jatuhnya (trip) kembali pemutus daya setelah operator
memasukkan sistem kembali setelah terjadi gangguan. Untuk
mengatasi gangguan- gangguan sebuah peralatan harus dilengkapi
dengan system pengaman relay, dimana sistem pengaman ini
diharapkan dapat mendeteksi adanya gangguan sesuai dengan fungsi
dan daerah pengamannya.
2.2.8 Keandalan Sistem Distribusi
Keandalan merupakan tingkat keberhasilan kinerja suatu sistem atau
bagian dari sistem, untuk dapat memberikan hasil yang lebih baik pada
periode waktu dan dalam kondisi operasi tertentu. Untuk dapat menentukan
tingkat keandalan dari suatu sistem, harus diadakan pemeriksaan dengan
cara melalui perhitungan maupun analisis terhadap tingkat keberhasilan
kinerja atau operasi dari sistem yang ditinjau, pada periode tertentu
kemudian membandingkannya dengan standar yang ditetapkan sebelumnya.
Keandalan sistem distribusi erat kaitannya dengan masalah pemutusan
beban yang merupakan akibat adanya gangguan pada sistem. Keandalan
24 sistem. Semakin tinggi frekuensi pemutusan beban pada sistem, maka
keandalan sistem semakin berkurang, begitu juga sebaliknya. Untuk dapat
mengetahui dari mutu pelayanan tersebut, maka kita perlu mengetahui
keandalan dari sistem tersebut dalam menanggapi atau melayani konsumen.
Pengertian keandalan itu sendiri menurut sudut pandang kelistrikan adalah
kemungkinan dari suatu atau kumpulan benda akan memuaskan kerja pada
keadaan tertentu dan periode waktu yang telah ditentukan.
Untuk mengetahui keandalan dari suatu distribusi diantaranya dapat
dilakukan dengan menghitung rata-rata durasi frekuensi gangguan
(interruptions) yang sering terjadi pada beban (customer) atau sering kita
sebut dengan perhitungan SAIDI – SAIFI. Tentu saja sistem dengan tingkat
keandalan yang rendah bisa merugikan pihak konsumen dan pihak produsen
juga, apalagi pelanggan dengan konsumsi daya yang tinggi untuk produksi,
padamnya sistem bisa berpengaruh pada proses produksi.
2.2.9 Laju Kegagalan (λ)
Laju kegagalan adalah banyaknya kegagalan operasi yang terjadi pada
suatu alat dalam suatu periode tertentu. Bila dimisalkan (f) adalah jumlah
kegagalan selama selang waktu percobaan dan total waktu percobaannya adalah
(T), maka laju kegagalannya adalah:
25 Dimana:
λ = Angka kegagalan.
F = Jumlah kegagalan selama selang waktu percobaan.
T = Jumlah lamanya selang waktu.
2.2.10 SAIFI (System Average Interruption Index)
SAIFI adalah indeks keandalan yang merupakan jumlah dari perkalian
frekuensi padam dan pelanggan padam dibagi dengan jumlah pelanggan yang
dilayani. Dengan indeks ini gambaran mengenai frekuensi kegagalan rata-rata yang
terjadi pada bagian-bagian dari sistem bisa dievaluasi sehingga dapat
dikelompokkan sesuai dengan tingkat keandalannya. Satuannya adalah
pemadaman per pelanggan. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
SAIFI =Jumlah dari Perkalian Frekuensi Angka Kegagalan dan Pelanggan PadamJumlah Pelanggan
����� =��. ����
Dimana:
� = Angka kegagalan rata-rata / frekuensi padam.
�i = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban.
�t = Jumlah konsumen yang dilayani.
2.2.11 SAIDI (System Average Duration Index)
SAIDI adalah indeks keandalan yang merupakan jumlah dari perkalian
26 Dengan indeks ini, gambaran mengenai lama pemadaman rata-rata yang
diakibatkan oleh gangguan pada bagian-bagian dari sistem dapat dievaluasi. Secara
matematis dapat dirumuskan sebagai berikut:
SAIDI =Jumlah dari Perkalian Jam Pemadaman dan Pelanggan PadamJumlah Pelanggan
����� = �. ����
Dimana:
U = Durasi gangguan.
�i = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban.
�t = Jumlah konsumen yang dilayani.
Indeks keandalan merupakan suatu indikator keandalan yang dinyatakan
dalam suatu besaran probabilitas. Sejumlah indeks telah dikembangkan untuk
menyediakan suatu kerangka untuk mengevaluasi keandalan jaringan sistem
distribusi.
2.2.12 CAIDI (Customer Average Duration Index)
Indeks ini memberikan informasi lama waktu (durasi) rata – rata setiap
pemadaman. Indeks ini dirumuskan dengan:
CAIDI =Jumlah Dusari Gangguan PelangganJumlah Interupsi Pelanggan =∑ ����∑ ����
Indeks ini juga sama dengan perbandingan antara SAIDI dengan SAIFI, yaitu:
27 Dimana:
U � = Durasi gangguan
�� = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban �
�� = Angka kegagalan rata-rata / frekuensi padam
Besarnya nilai CAIDI ini dapat digambarkan sebagai besar durasi
pemadaman (r) sistem distribusi keseluruhan ditinjau dari sisi pelanggan. Indeks
keandalan merupakan suatu indikator keandalan yang dinyatakan dalam suatu
besaran probabilitas. Sejumlah indeks telah dikembangkan untuk menyediakan
suatu kerangka untuk mengevaluasi keandalan jaringan sistem distribusi.
2.2.13 ASAI (Average System Avaibility Index)
ASAI merupakan suatu indeks yang menyatakan kemampuan suatu sistem
untuk menyediakan/menyuplai suatu sistem dalam jangka waktu 1 tahun.
���� =∑ ���∑ �� � − ∑ �� ��
ASAI dapat juga dihitung dengan persamaan:
���� = − �����
Pada umumnya ASAI dinyatakan dalam persentase.
2.2.14 ASUI (Average System Unavaibility Index)
ASUI merupakan indeks yang menyatakan ketidakmampuan suatu sistem
untuk menyediakan/menyuplai suatu sistem. Persamaan ASUI:
28 2.2.15 Standar Perusahaan Listrik Negara (SPLN)
SPLN adalah standar perusahaan PT PLN (Persero) yang ditetapkan
Direksi bersifat wajib. Dapat berupa peraturan, pedoman, instruksi, cara pengujian
dan spesifikasi teknik. Sejak tahun 1976 sudah lebih dari 264 buah standar berhasil
dirampungkan. 61 standar bidang pembangkitan, 71 standar bidang transmisi, 99
standar bidang distribusi dan 33 standar bidang umum.
Standar ini dimaksudkan untuk menjelaskan dan menetapkan tingkat keandalan
sistem distribusi tenaga listrik. Tujuannya ialah untuk memberikan pegangan yang
terarah dalam menilai penampilan dan menentukan tingkat keandalan dari sistem
distribusi dan juga sebagai tolak ukur terhadap kemajuan atau menentukan
proyeksi yang akan dicapai PLN
2.2.16 Standar Nilai Indeks Keandalan SAIFI dan SAIDI
Target kerja PLN Rayon Batang 2015
Tabel 2.1 Target kinerja Rayon Batang 2015
Indikator Kerja
Standar
Nilai Satuan
SAIFI 13.88 kali/pelanggan/tahun
SAIDI 16.33 jam/pelanggan/tahun
Standar Nilai Indeks Keandalan SPLN 68 – 2 : 1986
29 Standar Nilai Indeks Keandalan IEEE std 1366 – 2003
Tabel 2.3 Standar Indeks Keandalan IEEE std 1366 – 2003
Indikator Kerja
Standar
Nilai Satuan
SAIFI 1.45 kali/pelanggan/tahun SAIDI 2.30 jam/pelanggan/tahun
CAIDI 1.47 Jam/Gangguan
ASAI 99.92 Persen
Standar Nilai Indeks Keandalan WCS (World Class Service) &
WCC (World Class Company)
Tabel 2.4 Standar Indeks Keandalan WCS (World Class Service)
Indikator Kerja
Standar
Nilai Satuan
SAIFI 3 kali/pelanggan/tahun
SAIDI 1.666 jam/pelanggan/tahun
2.2.17 Daftar Penyulang di Gardu Induk Batang
Tabel 2.5 Daftar Penyulang di GI Batang
No Nama Penyulang
30 2.2.18 Aset Penyulang di Gardu Induk Batang
Data ini meliputi jenis penghantar yang digunakan oleh setiap penyulang
dan panjang penghantar setiap penyulang dalam satuan kms (kilometer sirkuit).
Tabel 2.6 Data Aset penyulang di GI Batang
31
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan Penelitian Tugas Akhir
Alat dan bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini terdiri atas
perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu sebagai berikut:
1. Perangkat Keras (Hardware)
Perangkat keras yang digunakan adalah 1 (satu) unit komputer (laptop)
yang telah dilengkapi dengan peralatan printer.
2. Perangkat Lunak (Software)
Perangkat lunak yang digunakan adalah Perangkat lunak sistem yaitu
Microsoft Office 2013.
3.2 Lokasi Penelitian Tugas Akhir
Adapun lokasi yang dipilih sebagai lokasi dalam penelitian dilaksanakan di
PT. PLN (Persero) Batang Gardu Induk 150/20 kV Batang yang berlokasi di Jalan
Raya Kandeman, Kabupaten Batang, Jawa Tengah.
Sedangkan untuk pengambilan data-data yang berkaitan dengan distribusi
secara keseluruhan yang bertanggung jawab adalah Kantor PLN Area Pekalongan,
32
3.3 Langkah-langkah Penelitian Tugas Akhir
Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas maka di bawah ini diberikan
penjelasan yang lebih menyeluruh dari setiap langkah-langkah penelitian tugas
akhir:
1. Studi Pendahuluan
Studi pendahuluan adalah tahap awal dalam metodologi penulisan.
Pada tahap ini dilakukan studi dan pengamatan di lapangan secara langsung
untuk melakukan pengumpulan data di PT. PLN Area Pekalongan dan Gardu
Induk 150/20 kV Batang yang berkaitan dengan sistem distribusi 20 kV.
2. Identifikasi dan Perumusan Masalah
Setelah studi pendahuluan, permasalahan pada area sistem distribusi
listrik Gardu Induk Batang dapat diidentifikasi. Kemudian penyebab dari
permasalahan dapat ditelusuri. Dalam menelusuri akar penyebab
permasalahan, dilakukan melalui pengumpulan data mengenai sistem distribusi
tenaga listrik.
Dalam tugas akhir ini, permasalahan yang diangkat menjadi topik
adalah Analisis Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik di Gardu Induk
Batang khususnya pada setiap penyulang (feeder) 20 kV di Gardu Induk
Batang.
3. Studi Pustaka
Studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan referensi-referensi yang
berkaitan dengan penelitian untuk mencari informasi-informasi tentang teori
33 distribusi tenaga listrik, komponen pada gardu induk, keandalan sistem
distribusi tenaga listrik 20 kV, standar nilai indeks keandalan, metode, dan
konsep yang relevan dengan permasalahan. Sehingga dengan
informasi-informasi tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam penyelesaian
permasalahan.
4. Pengumpulan Data
Jenis data pada penelitian ini ada 2 (dua) macam, yaitu data primer dan
data sekunder.
a. Data Primer
Data yang diperoleh dari hasil studi dan pengamatan langsung
terhadap objek penelitian. Salah satu metode yang digunakan untuk
mendapatkan data primer adalah wawancara (interview) pada saat berada
lapangan. Berikut ini data primer yang diperlukan pada penelitian tugas
akhir:
1) Jumlah trafo daya dan kapasitas daya setiap trafo pada Gardu Induk
150/20 kV Batang.
2) Jumlah penyulang (feeder) 20 kV pada Gardu Induk 150 kV Batang.
b. Data Sekunder
1) Dokumentasi
Pengambilan data dilakukan secara langsung di PT. PLN Area
Pekalongan tujuan dari pengambilan data ini adalah untuk
memperoleh data-data yang berkaitan dengan penelitian tugas akhir
34 kV di masing-masing penyulang (feeder) 20 kV pada Gardu Induk
Pekalongan. Berikut ini data-data yang diperlukan sebagai
dokumentasi:
a) Jumlah pelanggan yang disuplai oleh Gardu Induk 150/20 kV
Batang.
b) Data setiap penyulang (feeder) 20 kV Gardu Induk 150/20 kV
Batang, meliputi :
Panjang setiap penyulang (feeder) 20 kV (SKTM &
SUTM).
Single line diagram per penyulang.
Daya Beban per penyulang.
Jumlah trafo distribusi setiap penyulang.
Data jumlah pelanggan per penyulang.
Sistem jaringan yang digunakan
c) Data gangguan penyulang selama satu tahun, meliputi : Penyulang yang mengalami gangguan.
Lama Padam
Jumlah Pelanggan dari masing – masing penyulang.
5. Analisis Data
Berdasarkan dari data-data yang diperoleh dalam penelitian ini, akan
dilakukan analisis untuk memperoleh nilai SAIDI, SAIFI, CAIDI, ASAI dan
ASUI untuk mengetahui seberapa besar tingkat keandalan realisasi sistem
35 150/20 kV Batang dan membandingkan dengan standar nilai indeks keandalan
yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini. Standar nilai indeks nilai
keandalan yang digunakan adalah IEEE std 1936-2003, standar world-class
company (WCC) dan world class service (WCS), SPLN 68 - 2 : 1986 dan target
P.T PLN Rayon Batang, tahun 2015.
6. Penulisan Tugas Akhir
Setelah selesai melakukan pengolahan data dan analisis data maka
langkah berikutnya adalah menyusun tugas akhir sesuai dengan peraturan yang
baku.
3.4 Jadwal Penelitian Tugas Akhir
Tabel 3.1 Jadwal Penelitian Tugas Akhir
36
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Jumlah Pelanggan pada setiap Penyulang di Gardu Induk Batang
Data jumlah pelanggan dari masing – masing penyulang di gardu Induk
Batang berjumlah 153.143 pelanggan.
Tabel 4.1 Data pelanggan pada setiap penyulang di GI Batang tahun 2015
No Penyulang Jumlah Pelanggan
1 BTG01 20951
2 BTG02 28953
3 BTG03 6457
4 BTG04 1
5 BTG06 27015
6 BTG07 20220
7 BTG08 1
8 BTG09 24794
9 BTG10 24751
Total 153143
4.2 Gangguan Penyulang Gardu Induk Tambun Tahun 2015
Berdasarkan tabel 4.2 yang menunjukan data trip trafo selama tahun 2015,
meliputi data waktu pemadaman dan waktu masuk kembali pada masing – masing
feeder atau penyulang. Dusari lama padam dan frekuensi di setiap penyulang dapat
37 dalam satuan menit dari berapa lama waktu pemadaman, sedangkan frekuensi
padam didapat dari perhitungan berapa kali trip atau padam pada masing – masing
penyulang setiap bulannya dan di total dalam satu tahun.
Tabel 4.2 Data gangguan penyulang di GI Batang tahun 2015
39 Berdasarkan tabel 4.3 frekuensi gangguan setiap penyulang di GI Batang
akan dikelompokkan dengan penyulang yang mengalami gangguan, guna untuk
memudahkan dalam pengamatan dan perhitungan.
Tabel 4.3 Frekuensi gangguan penyulang di GI Batang
40
6 BTG06 3-May-15 12:56 13:32 36
7 BTG06 4-Jun-15 9:43 10:14 31
8 BTG06 19-Jun-15 4:00 4:56 56
9 BTG06 20-Jul-15 13:48 15:53 125
10 BTG06 10-Sep-15 9:08 12:22 194
11 BTG06 12-Dec-15 10:52 11:23 31
12 BTG06 15-Dec-15 0:04 7:52 468
1 BTG07 11-Jan-15 18:25 19:55 90
2 BTG07 4-Mar-15 19:01 20:47 106
3 BTG07 20-Mar-15 14:35 15:44 69
4 BTG07 15-Apr-15 10:25 11:02 37
5 BTG07 5-May-15 8:49 9:23 34
6 BTG07 4-Sep-15 5:24 6:53 89
7 BTG07 7-Oct-15 11:59 13:26 87
8 BTG07 10-Oct-15 1:36 1:55 19
1 BTG08 4-Mar-15 19:01 20:50 109
2 BTG08 30-Nov-15 22:09 23:07 58
1 BTG09 21-Feb-15 4:08 5:13 65
2 BTG09 20-Nov-15 22:17 0:54 157
41
42
4.3 Perhitungan SAIFI pada setiap Penyulang
Berdasarkan Tabel 4.4 data frekuensi gangguan setiap penyulang di Gardu
Induk Batang digunakan untuk memudahkan pengamatan dan perhitungan. Nilai
SAIFI didapatkan dari frekuensi gangguan, jumlah pelanggan yang mengalami
gangguan dan jumlah total dari semua pelanggan.
Tabel 4.4 Ringkasan frekuensi gangguan penyulang di GI Batang
No Penyulang Frekuensi
Gangguan Pelanggan
1 BTG01 8 20951
2 BTG02 6 28953
3 BTG03 5 6457
4 BTG04 2 1
5 BTG06 12 27015
6 BTG07 8 20220
7 BTG08 2 1
8 BTG09 2 24794
9 BTG10 1 24751
Total Pelanggan 153143
Nilai SAIFI dari masing
– masing penyulang dapat menggunakan rumusperhitungan sebagai berikut:
SAIFI =Jumlah dari Perkalian Frekuensi Angka Kegagalan dan Pelanggan PadamJumlah Pelanggan
43 Dimana:
� = Angka kegagalan rata-rata / frekuensi padam.
�i = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban.
�t = Jumlah konsumen yang dilayani.
1. BTG01
SAIFI = ∗ = 1.094
2. BTG02
SAIFI = ∗ = 1.134
3. BTG03
SAIFI = ∗ = 0.210
4. BTG04
SAIFI = ∗ = 1.305
5. BTG06
SAIFI = ∗ = 2.116
6. BTG07
SAIFI = ∗ = 1.056
7. BTG08
SAIFI = ∗ = 1.305
8. BTG09
44 9. BTG10
SAIFI = ∗ = 0.161
Tabel 4.5 Nilai SAIFI pada setiap penyulang di GI Batang
No Penyulang Nilai SAIFI
(kali/pelanggan/tahun)
4.4 Analisis Nilai SAIFI
Berdasarkan tabel 4.5 kinerja sistem di Gadu Induk Batang dikategorikan
handal karena nilainya tidak melebihi batas maksimal yang ditentukan oleh PLN
Rayon Batang yaitu 13.88 kali/pelanggan/tahun. Setiap penyulang di Gardu Induk
Batang dapat dikatakan handal karena nilainya tidak melebihi dari batas maksimum
yang ditentukan oleh PLN yaitu 3.2 kali/pelanggan/tahun. Berdasarkan nilai indeks
keandalan IEEE std 1366 – 2003 sebesar 1.45 kali/pelanggan/tahun hanya
penyulang BTG06 (2.116 kali/pelanggan/tahun) yang dikategorikan kurang handal
karena nilainya melebihi batas maksimal yang ditentukan oleh IEEE. Menurut nilai
45 sebesar 3 kali/pelanggan/tahun. Kinerja sistem di Gardu Induk Batang
dikategorikan kurang handal, karena nilainya melebihi dari yang sudah ditentukan.
4.5 Perhitungan SAIDI pada setiap Penyulang
Berdasarkan tabel 4.6 data durasi gangguan setiap penyulang pada tahun
2015 yang telah di konfersi dari satuan menit ke satuan jam guna untuk
memudahkan pengataman dan perhitungan SAIDI.
Tabel 4.6 Durasi Gangguan Penyulang Tahun 2015
No. Nama
SAIDI =Jumlah dari Perkalian Jam Pemadaman dan Pelanggan PadamJumlah Pelanggan
46 Dimana:
U = Durasi gangguan.
�i = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban.
�t = Jumlah konsumen yang dilayani.
1. BTG01
SAIDI = . ∗ = 1.796
2. BTG02
SAIDI = . ∗ = 0.932
3. BTG03
SAIDI = . ∗ = 0.328
4. BTG04
SAIDI = . ∗ = 1.051
5. BTG06
SAIDI = ∗ = 3.351
6. BTG07
SAIDI = . ∗ = 1.168
7. BTG08
SAIDI = . ∗ = 1.815
8. BTG09
47 9. BTG10
SAIDI = . ∗ = 0.206
Tabel 4.7 Nilai SAIDI pada setiap penyulang di GI Batang
No Penyulang Nilai SAIDI
(jam/pelanggan/tahun)
4.6 Analisis Nilai SAIDI
Berdasarkan tabel 4.7 kinerja sistem di Gardu Induk Batang dikategorikan
handal karena nilainya tidak melebihi batas maksimal yang ditentukan oleh PLN
Rayon Batang yaitu 16.33 jam/pelanggan/tahun. Setiap penyulang di Gardu Induk
Batang dikategorikan handal karena nilainya tidak melebihi dari batas maksimum
yang ditentukan oleh PLN yaitu 21.09 jam/pelanggan/tahun. Berdasarkan nilai
indeks keandalan IEEE std 1366 – 2003 sebesar 2.30 kali/pelanggan/tahun hanya
penyulang BTG06 yang dikategorikan kurang handal karena nilainya melebihi
batas maksimal yang ditentukan oleh IEEE. Menurut nilai indeks keandalan WCS
48 jam/pelanggan/tahun. Kinerja sistem di Gardu Induk Batang dikategorikan kurang
handal, karena nilainya melebihi dari yang sudah ditentukan.
4.7 Perhitungan CAIDI pada setiap penyulang
Berdasarkan Tabel 4.8 data nilai SAIFI dan SAIDI pada setiap penyulang
digunakan untuk memudahkan dalam pengamatan dan perhitungan CAIDI.
Tabel 4.8 Nilai SAIFI dan SAIDI pada setiap Penyulang
No Penyulang Nilai SAIFI
(kali/pelanggan/tahun)
Nilai CAIDI dari masing – masing penyulang dapat menggunakan rumus
perhitungan sebagai berikut:
CAIDI =Jumlah Dusari Gangguan Pelanggan Jumlah Interupsi Pelanggan =
49
�� = Jumlah konsumen yang terganggu pada beban �
50
Tabel 4.9 Nilai CAIDI pada setiap penyulang di GI Batang
No Penyulang Nilai CAIDI
(jam/gangguan)
4.8 Analisis Nilai CAIDI
Berdasarkan nilai indeks keandalan IEEE std 1366 – 2003 sebesar 1.47
jam/gangguan. Penyulang BTG01, BTG03, BTG06 dan BTG09 dapat
dikategorikan kurang handal karena nilainya melebihi batas maksimal yang telah di
51
4.9 Perhitungan dan Analisis ASAI dan ASUI di Gardu Induk Batang
Berdasarkan tabel 4.10 data nilai SAIDI pada setiap penyulang digunakan
untuk memudahkan dalam pengamatan dan perhitungan ASAI.
Tabel 4.10 Nilai SAIDI pada setiap penyulang
No Penyulang Nilai SAIDI
(jam/pelanggan/tahun)
1 BTG01 1.796
2 BTG02 0.932
3 BTG03 0.328
4 BTG04 1.051
5 BTG06 3.351
6 BTG07 1.168
7 BTG08 1.815
8 BTG09 0.599
9 BTG10 0.206
Nilai ASAI dari masing – masing penyulang dapat menggunakan rumus
perhitungan sebagai berikut:
ASAI = −����� = . . . %
ASUI = 1 − ASAI
Keterangan : 8760 adalah jumlah jam dalam satu tahun.
52 1. BTG01
ASAI = − . = 0.9997 x 100% = 99.97%
2. BTG02
ASAI = − . = 0.9998 x 100% = 99.98%
3. BTG03
ASAI = − . = 0.9999 x 100% = 99.99%
4. BTG04
ASAI = − . = 0.9999 x 100% = 99.99%
5. BTG06
ASAI = − . = 0.9996 x 100% = 99.96%
6. BTG07
ASAI = − . = 0.9998 x 100% = 99.98%
7. BTG08
ASAI = − . = 0.9999 x 100% = 99.99%
8. BTG09
ASAI = − . = 0.9999 x 100% = 99.99%
9. BTG10
53 Tabel 4.11 Nilai ASAI pada setiap Penyulang
No Nilai ASAI Nilai ASUI
1 99.97% 0.000205054
2 99.98% 0.000106399
3 99.99% 0.000037446
4 99.99% 0.000000001
5 99.96% 0.000382611
6 99.98% 0.00013339
7 99.99% 0.000000002
8 99.99% 0.000068383
9 99.99% 0.999976384
Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, indeks nilai ASAI dalam hal
ketersediaan layanan sistem selama satu tahun pada setiap penyulang di Gardu
Induk Batang sudah memenuhi standar nilai IEEE 1366 – 2003 yaitu lebih dari
99.92 %.
4.10Analisis SAIFI dan SAIDI di Gardu Induk Batang
Berdasarkan indeks keandalan PLN Rayon Batang penyulang di Gardu
Induk Batang dikategorikan handal karena nilai total SAIFI dan total SAIDI tidak
melebihi batas maksimum yang sudah di tentukan. Menurut indeks keandalan
SPLN 68 – 2 : 1986 setiap penyulang dikategorikan handal karena tidak melebihi
batas maksimum yang sudah ditentukan. Berdasarkan indeks IEEE std 1366 – 2003
54 SAIDI melebihi dari batas maksimum yang telah ditentukan. Menurut nilai indeks
keandalan WCS (World Class Service) & WCC (World Class Company) kinerja
sistem di GI Batang dikategorikan kurang handal, karena melebihi batas yang
ditentukan oleh WCS dan WCC. Lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel dibawah
ini.
Tabel 4.12 Penyulang yang dikategorikan handal dan kurang handal
No Penyulang Nilai
= Memenuhi standar yang ditentukan.
= Tidak memenuhi standar yang ditentukan.
- = Tidak ada.
kpt = kali/pelanggan/tahun
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil yang didapatkan dari perhitungan dan analisis, maka
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil perhitungan nilai SAIFI dan SAIDI, kinerja sistem di
Gardu Induk Batang telah sesuai dengan standar yang telah ditentukan oleh
PLN Rayon Batang yaitu dengan nilai SAIFI 13.88l kali/pelanggan/tahun
dan SAIDI 16.33 jam/pelanggan/tahun
2. Berdasarkan hasil perhitungan nilai SAIFI dan SAIDI, setiap penyulang di
Gardu Induk Batang telah memenuhi standar SPLN 68 – 2 : 1986 yaitu
dengan SAIFI 3.2 kali/pelanggan/tahun dan SAIDI 21.09
jam/pelanggan/tahun.
3. Berdasarkan perhitungan nilai SAIFI dan SAIDI pada setiap penyulang di
Gardu Induk Batang, hanya penyulang BTG06 (2.116 kali/pelanggan/tahun,
3.351 jam/pelanggan/tahun) dikategorikan kurang handal karena tidak
memenuhi standar IEEE std 1366 – 2003 yaitu dengan SAIFI 1.45
kali/pelanggan/tahun dan SAIDI 2.30 jam/pelanggan/tahun.
4. Berdasarkan perhitungan nilai CAIDI pada setiap penyulang di Garu Induk
Batang, penyulang BTG01, BTG03, BTG06 dan BTG09 (1.641
jam/gangguan, 1.556 jam/gangguan, 1.583 jam/gangguan, 1.85
jam/gangguan) dikategorikan kurang handal karena tidak memenuhi standar
56 5. Berdasarkan perhitungan nilai SAIFI dan SAIDI, kinerja sistem di Gardu
Induk Batang dikategorikan kurang handal karena nilai SAIFI dan SAIDI
tidak memenuhi WCS (World Class Service) & WCC (World Class
Company) yaitu dengan nilai SAIFI 3 kali/pelanggan/tahun dan SAIDI
1.666 jam/pelanggan/tahun.
6. Berdasarkan perhitungan nilai ASAI, semua penyulang yang ada di Gardu
Induk Batang dapat dikategorikan handal karena nilai ASAI sudah
memenuhi standar IEEE std 1366 – 2003 yaitu 99.92%.
5.2 Saran
1. Standar indeks SPLN 68 – 2 : 1986 tentang nilai keandalan SAIFI perlu
dikaji kembali mengingat pertumbuhan beban yang semakin meningkat
setiap tahunnya dan terus bertambah kerapatan beban, agar pada penelitian
selanjutnya lebih efektif.
2. Penyulang yang dikategorikan kurang handal (BTG06) atau melebihi angka
maksimal yang sudah ditentukan, perlu dilakukan pemeliharaan, perawatan
dan pengecekan secara berkala pada area yang di mungkinkan sering
terjandinya gangguan eksternal (binatang, pepohonan, dll) guna
memperkecil gangguan dan dapat memenuhi target kerja yang sudah
ditentukan.
3. Penyulang BTG06 perlu adanya pemasangan pengaman pada tempat yang
dimungkinkan sering terjadinya gangguan eksternal, seperti perkotaan dan
ANALISIS KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI 20 KV
DI GARDU INDUK BATANG
HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk mencapai Derajad Strata-1 Pada Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh:
M. NASHIRUL HAQ
20120120054
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
NO TGL GI PENYU
Sambungan kabel SKTM rusak di B4-56 (beban
dilimpah ke BTG03) 51 BTG
POHON ROBOH MENGENAI JARINGAN DI
B210/235/1 41a BTG
22 2-May-15 Batang BTG01 11:39 12:31 52 11 20.4 310.929 269.47 OCR GFR >> ULAR Mengenai Jaringan 41b BTG
23 3-May-15 Batang BTG06 12:56 13:32 36 115 20.1 3202.81 1921.69 OCR GFR Isolator Pecah Fasa S 45 BTG
24 5-May-15 Batang BTG07 8:49 9:23 34 171 20.3 4809.83 2725.57 OCR GFR >> High
Set 2
TALANG TERBANG MENGENAI JARINGAN DI
B4-19 41d BTG
25 27-May-15 Batang BTG02 16:52 17:26 34 85 20.6 2426.19 1374.84 OCR Ø S,T >> BURUNG DARA 41b BTG
27 16-Jun-15 Batang BTG03 21:54 22:41 47 0 0.00 - Tikus mengenai jaringan di B3-75/2 41b BTG
28 19-Jun-15 Batang BTG06 4:00 4:56 56 0 0.00 OCR GFR inst Isolator gosong di B6-81 45 BTG
29 20-Jul-15 Batang BTG06 13:48 15:53 125 112 20.6 3196.86 6660.12 Tidak Termonitor Isolator flashover di B6-11 (SEBAGIAN
DILIMPAHKAN KE BTG09 PKL 14:06) 45 BTG
30 2-Sep-15 Batang BTG04 0:07 1:02 55 267 20.0 7399.1 6782.51 Phs C Kabel power BTG04 breakdown 51 BTG
LEBAT DISERTAI ANGIN KENCANG 82 BTG
39 20-Nov-15 Batang BTG09 22:17 0:54 157 131 20.4 3702.88 9689.20 OCR GFR Ø S,T TRAFO TERGANGGU DI B-187 50 KVA, HUJAN
LEBAT DISERTAI ANGIN KENCANG 82 BTG
40 30-Nov-15 Batang BTG01 22:10 0:26 136 120 20.6 3425.2 7763.79 Tidak Termonitor TIDAK DITEMUKAN (BEBAN DILIMPAHKAN KE BTG01 PKL22:48) 82 BTG
41 30-Nov-15 Batang BTG08 22:09 23:07 58 131 20.6 3739.18 3614.54 Tidak Termonitor TIDAK DITEMUKANM (CUACA HUJAN DERAS DISERTAI PETIR) 82 BTG
42 12-Dec-15 Batang BTG02 4:16 6:46 150 88 20.5 2499.62 6249.06 OCR GFR Ø S,T
>> ISOLATOR FLASHOVER DI B-210/30 45 BTG
43 12-Dec-15 Batang BTG06 10:52 11:23 31 139 20.5 3948.27 2039.94 OCR GFR Ø T >> BURUNG PADA BUSHING RECLOSER DI B6-39 41b BTG
44 13-Dec-15 Batang BTG01 4:41 5:59 78 104 20.3 2925.28 3802.86 OCR GFR >> Konduktor Putus Tertabrak Truk 41d BTG
45 15-Dec-15 Batang BTG06 0:04 7:52 468 123 20.6 3510.83 27384.50 OCR GFR >> ISOLATOR GUMPIL DIPOLE B6-25 (PUKUL 01:52
WIB BEBAN DILIMPAHKAN KE BTG09) 45 BTG
KLASIFIKASI KODE PENYEBAB
KOMPONEN 41d-3 FCO PUTUS TIDAK DIKETAHUI PENYEBABNYA 4
44b JUMPER SUTM RUSAK 2
56 SYMPATHETIC TRIPPING -
38 KERUSAKAN PADA TIANG KECUALI ( ISOLATOR & PENGHANTAR ) -
JUMLAH 16
LAYANG-LAYANG 41d LAYANG-LAYANG ( BALIHO DLL ) 29
RELE KERJA KODE
Tidak Termonitor 1
