Analisis Jatuh Tegangan Dan Rugi-Rugi Pada Penyulang Dengan Menggunakan Etap

(1)

TUGAS AKHIR

ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA

PENYULANG DENGAN MENGGUNAKAN ETAP

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan

pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh :

SETIA SIANIPAR

NIM: 070402071

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS

SUMATERA

UTARA

(2)

ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA

PENYULANG DENGAN MENGGUNAKAN ETAP

Oleh :

SETIA SIANIPAR NIM : 070402071

Disetujui Oleh :

Pembimbing

Ir. Sumantri Zulkarnaen NIP : 19470503 197306 1 001

Diketahui Oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. NIP : 19540531 198601 1 002

DEPATEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(3)

ABSTRAK

Sistem distribusi adalah sistem tenaga listrik yang menyalurkan energi listrik dari pembangkit sampai ke konsumen dengan skala tegangan menengah sampai dengan tegangan rendah. Dalam penyaluran energi listrik menempuh jarak yang cukup jauh dari Gardu Induk untuk sampai ke konsumen, ditambah dengan penyalurannya memerlukan arus yang cukup besar sepanjang saluran sampai ke konsumen, sehingga terdapat jatuh tegangan dan rugi-rugi yang cukup besar sepanjang saluran sampai ke konsumen.

(4)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur bagi Tuhan Yang Maha Kuasa, karena hanya dengan kasih dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:

“ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA

PENYULANG DENGAN MENGGUNAKAN ETAP”.

Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis juga menyadari bahwa selama kuliah dan penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan baik materi, moral, dan spiritual dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada :

1. Teristimewa mama tercinta F. Manurung (+) yang mendukung sampai pertengahan semester 8.

2. Tulang Mangasi Manurung, Angeline Manurung, Goldman Manurung dan Nantulang S. Purba yang selalu mendoakan penulis dan memberi semangat dan dukungan materi selama penyelesaian study.

3. Buat Tante Rohani Manurung, Opung M Sibuea, Maktua R Manurung, bapatua T.Manullang, bapauda L Marpaung, kakak Nurcahaya M, Eka M, Endang M, Samuel M dan Glorya M yang mendukung dalam doa, semangat dan dana.

(5)

5. Bapak Rachmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Ir. Sumantri Zulkarnaen, selaku dosen pembimbing atas segala bimbingan, arahan, dan motivasi kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

7. Bapak Ir. Bonggas L.Tobing, Bapak Ir. Syahrawardi dan Bapak Ir. Hendra Zulkarnaen, selaku staf pengajar di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi. 8. Bapak Ir. Sihar P. Panjaitan, MT, sebagai dosen wali yang telah banyak

membantu penulis selama kuliah.

9. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik penulis menuju jenjang Sarjana.

10.Staf pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam urusan administrasi. 11.Buat teman-teman asisten di Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi, Fakultas

Teknik USU (Bang’Lamringan, Bang’Herman, Bang’Angga, Bang’Andri yang sudah Sarjana, serta Yoakim dan Rumonda yang telah seminar duluan dan asisten-asisten yang baru bergabung: Angel, Eykel dan Harmoko), terima kasih buat semua bantuannya.

(6)

14.Bagi teman-teman stambuk 2007 (Haogoaro, Ramcheys, Ramli, Harapan, Nico, Kendri, Yosua, Habinsaran, Nobel, Sandy, Kaban, Sofyan, Leo, Lamhot, Advent, Reza, Suhendra, Muhajir, Sandro, Francisco, Benito, Hotbe), maaf tidak tersebutkan satu persatu, terima kasih atas persahabatan yang akrab membuat penulis untuk tetap semangat dalam menyelesaikan pendidikan di Teknik Elektro.

15.Buat teman-teman Ind_VC dan Panitia HUT Perkantas yang tak dapat disebut satu persatu.

16.Semua orang-orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis berharap penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

(7)

DAFTAR ISI

ABSTRAK --- i

KATA PENGANTAR --- ii

DAFTAR ISI --- v

DAFTAR GAMBAR--- viii

DAFTAR TABEL ---ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar

Belakang

1

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan --- 1

1.3 Batasan Masalah --- 2

1.4 Metode Penulisan --- 3

1.5 Sistematika Penulisan --- 3

BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 2.1. Distribusi Primer --- 6

2.1.1. Jaringan Distribusi Radial --- 7

2.1.2. Jaringan Distribusi Ring (Loop) --- 12

2.1.3. Jaringan Distribusi Jaring-jaring (NET) --- 15

2.1.4. Jaringan Distribusi Spindle --- 16

2.1.5. Saluran Radial Interkoneksi --- 17

2.2. Distribusi Sekunder --- 19

(8)

2.3. Gardu Distribusi --- 21

2.3.1. Gardu Beton --- 21

2.3.2. Gardu Metal Clad (Gardu Besi) --- 22

2.3.3. Gardu Tipe Tiang Portal --- 22

2.3.4. Gardu Tiang Tipe Cantol --- 23

2.3.5. Gardu Mobil --- 24

BAB III JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA DISTRIBUSI PRIMER 3.1. Dasar Perhitungan Susut Non-Teknis --- 27

3.2. Rugi-rugi Sistem Distribusi --- 29

3.2.1. Rugi-rugi Transformator --- 29

3.2.2. Rugi-rugi Jaringan --- 29

3.2.2.1. Impedansi Saluran--- 29

3.2.2.2. Jatuh Tegangan --- 30

3.3. Rugi-rugi--- 33

BAB IV ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI

PADA PENYULANG DENGAN MENGGUNAKAN

ETAP

4.1. Metodologi Penelitian--- 35

4.2 Rugi-rugi--- 37

4.2. Jatuh Tegangan --- 37

(9)

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan --- 70 5.2. Saran --- 70

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tipikal jaringan distribusi --- 6

Gambar 2.2 Jaringan radial tipe pohon --- 9

Gambar 2.3 Komponen jaringan radial --- 10

Gambar 2.4 Jaringan radial tipe pusat beban --- 11

Gambar 2.5 Jaringan radial tipe phase area (kelompok fasa)--- 12

Gambar 2.6 Jaringan distribusi tipe ring --- 13

Gambar 2.7 Jaringan distribusi ring terbuka --- 13

Gambar 2.8 Jaringan distribusi ring tertutup --- 14

Gambar 2.9 Rangkaian gardu induk tipe ring --- 15

Gambar 2.10 Jaringan distribusi NET --- 15

Gambar 2.11 Jaringan distribusi spindle --- 17

Gambar 2.12 Komponen sistem dsistribusi --- 19

Gambar 2.13 Contoh gambar monogram gardu distribusi --- 21

Gambar 2.14 Gardu Tiang Tipe Portal Dan Midel Panel--- 22

Gambar 2.15 Gardu Tiang Tiga Fasa Tipe Cantol--- 23

Gambar 2.22 Bagan Satu Garis Gardu Tiang Tipe Cantol --- 24

Gambar 3.1 Faktor Daya Tertinggal --- 28

Gambar 3.2 Faktor Daya Mendahului. --- 28

Gambar 3.3 Vektor Diagram--- 29

Gambar 3.4 Diagram Saluran Distribusi Tenaga Listrik --- 30

Gambar 4.1 Oneline diagram sistem kelistrikan --- 35

(11)

Gambar 4.3 Saluran distribusi dan vektor diagram --- 38

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil analisis jatuh tegangan pada setiap penyulang dengan menggunakan perhitungan rumus --- 64 Tabel 4.2 Hasil analisis jatuh tegangan pada setiap penyulang dengan menggunakan ETAP --- 65 Tabel 4.3 Perbandingan hasil analisis jatuh tegangan pada setiap penyulang dengan perhitungan rumus dan menggunakan ETAP--- 66 Tabel 4.4 Hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan perhitungan rumus

--- 67 Tabel 4.5 Hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan menggunakan ETAP

--- 68 Tabel 4.6 Perbandingan hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan

(12)

(13)

ABSTRAK

Sistem distribusi adalah sistem tenaga listrik yang menyalurkan energi listrik dari pembangkit sampai ke konsumen dengan skala tegangan menengah sampai dengan tegangan rendah. Dalam penyaluran energi listrik menempuh jarak yang cukup jauh dari Gardu Induk untuk sampai ke konsumen, ditambah dengan penyalurannya memerlukan arus yang cukup besar sepanjang saluran sampai ke konsumen, sehingga terdapat jatuh tegangan dan rugi-rugi yang cukup besar sepanjang saluran sampai ke konsumen.

(14)

BAB I

PENDAHULLUAN

Pusat-pusat pembangkit tenaga listrik pada umumnya 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 jatuh tegangan dan rugi-rugi sepanjang saluran.

Dalam bab ini menjelaskan latar belakang penulis dalam menulis tugas akhir ini. Di bab ini juga memuat manfaat dan tujuan penulisan dan juga pembatasan-pembatasan yang dilakukan penulis agar pembahasannya tidak meluas. Dalam bab ini juga menuliskan beberapa metodologi penulisan yang dilakukan penulis dan sistematika penulisan.

1.1 Latar Belakang

(15)

1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan

Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:

1. Menganalisis jatuh tegangan tiap penyulang dengan ETAP.

2. Menganalisis rugi-rugi tiap penyulang dengan ETAP.

3. Membandingkan hasil perhitungan manual dan perhitungan menggunakan ETAP terhadap analisis jatuh tegangan dan rugi-rugi.

Tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat untuk memberikan pengertian dan penjelasan kepada penulis dan pembaca tentang analisis jatuh tegangan dan rugi-rugi pada penyulang dalam suatu sistem tenaga listrik dan dapat menjadi sumbangan dalam memperkaya pengetahuan dan memberikan kesempatan untuk mempelajari lebih lanjut.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang dibahas adalah:

1. Tidak membahas bagaimana cara mengurangi jatuh tegangan pada penyulang.

2. Tidak membahas bagaimana cara mengurangi rugi-rugi pada penyulang.

3. Membahas jatuh tegangan pada sisi saluran distribusi primer.

(16)

1.4 Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah: 1. Studi Literatur, berupa studi kepustakaan, junal dari internet dan kajian dari

buku-buku teks pendukung.

2. Studi diskusi berupa tanya jawab dengan Dosen Pembimbing mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan tugas akhir.

3. Belajar software ETAP. 4. Analisis Data.

Melakukan analisis terhadap data.

1.5 Sistematika Penulisan

Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tantang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.

BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

(17)

BAB III JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA DISTRIBUSI

PRIMER DAN ETAP POWER STATION

Bab ini membahas tentang jatuh tegangan dan rugi-rugi secara umum, jatuh tegangan dan rugi-rugi pada distribusi primer dan penjelasan ETAP Power Station .

BAB IV ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA

PENYULANG DENGAN PROGRAM SIMULASI ETAP

Bab ini menjelaskan tentang hasil analisis jatuh tegangan dan rugi-rugi pada penyulang secara manual dan oleh ETAP serta perbandingan hasil kedua analisis tersebut.

BAB V ` KESIMPULAN DAN SARAN

(18)

BAB II

SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Awalnya energi listrik dibangkitkan di pusat-pusat pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP dan PLTD dengan tegangan menengah 13-20 kV. Umumnya pusat pembangkit tenaga listrik jauh dari pelanggan tenaga listrik. Untuk mentransmisikan tenaga listrik diperlukan penggunaan tegangan yang lebih tinggi yaitu Saluran Tegangan Tinggi 150/70 kV (STT) atau Saluran Tegangan Ekstra Tinggi 500 kV (STET).

Dengan menggunakan transformator step up akan diperoleh tegangan yang lebih tinggi. Adapun alasan pemakaian tegangan tinggi adalah untuk efisiensi yaitu: pemakaian penampang penghantar menjadi efisien karena arus yang mengalir menjadi lebih kecil. Jika saluran transmisi sudah dekat dengan pengguna tenaga listrik yang merupakan suatu daerah industri atau kota, tegangan pada gardu induk distribusi diturunkan kembali menjadi tegangan menengah (TM) 20kV.

(19)

menengah. Tegangan menengah (TM) di sisi primer diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/380V melalui gardu distribusi (GD). Tegangan rendah dari gardu distribusi disalurkan ke pelanggan tegangan rendah.

Jaringan transmisi dan jaringan distribusi berfungsi menyalurkan energi listrik dari pusat pembangkit hingga ke pusat-pusat beban. Sistem jaringan distribusi dapat dibedakan menjadi dua yaitu distribusi primer dan distribusi sekunder. Umumnya pada jaringan distribusi primer tegangan kerjanya adalah 20 KV sedangkan tegangan kerja jaringan distribusi sekunder adalah 380/220 V dan ini merupakan perbedaan kedua sistem.

Gambar 2.1 Tipikal jaringan distribusi

2.1 Distribusi Primer

(20)

2.1.1 Jaringan Distribusi Radial

Tipe jaringan yang terdapat satu saluran antara titik sumber dan titik bebannya. Jaringan ini merupakan bentuk dasar, paling sederhana dan paling banyak digunakan. Dinamakan radial karena daya saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik sumber jaringan itu kemudian dibagi dalam bentuk cabang ke setiap titik beban.

Akibat pencabangan tersebut arus beban yang mengalir disepanjang saluran tidak sama besar. Karena arus beban sepanjang salurannya tidak sama besar, menyebabkan luas penampang konduktor pada jaringan radial ukurannya dapat berbeda. Maksudnya, saluran paling dekat sumber memikul arus beban yang lebih besar maka ukuran penampang konduktor yang digunakan lebih besar sedangkan saluran cabang makin ke ujung arus beban semakin kecil sehingga ukuran konduktor yang digunakan akan lebih kecil. Adapun spesifikasi dari jaringan bentuk radial ini adalah:

o Kelebihan:

 Bentuknya sederhana.

 Biaya investasinya relatip murah.

o Kelemahan

 Jatuh tegangan dan rugi daya yang terjadi pada saluran relatif besar.  Kontinuitas pelayanan daya tidak handal karena antara titik sumber dan

(21)

Untuk meminimumkan gangguan, pada jaringan radial ini umumnya dilengkapi dengan peralatan pengaman berupa fuse, sectionaliser,recloser atau alat pemutus beban lainnya, berfungsi untuk membatasi daerah yang mengalami pemadaman total yaitu daerah sesudah/di belakang titik gangguan selama gangguan belum teratasi. Misalkan gangguan terjadi di titik B, maka daerah C, D, E dan lainnya terjadi pemadaman total. Jaringan distribusi radial ini memiliki beberapa bentuk modifikasi, antara lain:

(1). Radial tipe pohon.

(2). Radial dengan tie dan switch pemisah. (3). Radial dengan pusat beban.

(4). Radial dengan pembagian phase area.

2.1.1.1 Jaringan Radial Tipe Pohon

(22)

LOAD

Main Feeder

Lateral Feeder

Secondary Feeder

Load

Gambar 2.2 Jaringan radial tipe pohon

(23)

2.1.1.2 Jaringan Radial Dengan Tie dan Switch Pemisah.

Gambar 2.3 Komponen jaringan radial

Bentuk jaringan ini adalah bentuk modifikasi dengan penambahan tie dan

switch pemisah yang digunakan untuk mempercepat pelayanan ke konsumen jika terjadi gangguan dengan cara menghubungkan daerah yang tidak terganggu dengan penyulang yang terganggu disekitarnya. Oleh karena itu penyulang yang terganggu dapat diminimalkan dan penyulang yang "sehat" segera dapat dioperasikan kembali dengan cara melepas switch yang terhubung ke titik gangguan dan menghubungkan bagian penyulang yang sehat ke penyulang di sekitarnya.

2.1.1.3 Jaringan Radial Tipe Pusat Beban.

(24)

Trafo Distribusi

Ke beban/konsumen

Express Feeder

Load Center Back Feeder

Gambar 2.4 Jaringan radial tipe pusat beban

2.1.1.4 Jaringan Radial Dengan Phase Area

(25)

Single Phasa Feeder Main Feeder (3 Phasa)

Area Beban Fasa R

Area Beban Fasa S

Area Beban Fasa T Lateral

Trafo Distribusi

Ke beban

Gambar 2.5 Jaringan radial tipe phase area (kelompok fasa)

2.1.2 Jaringan Distribusi Ring (Loop)

(26)

Gambar 2.6 Jaringan distribusi tipe ring Bentuk loop ini terdiri dari 2 jenis, yaitu:

2.1.2.1 Bentuk Open Loop

Bentuk ini dilengkapi dengan normally-open switch dimana dalam keadaan normal rangkaian selalu terbuka.

Normally Open Normally

Close

Substation or Source

Consumer or Distribution Transformer Circuit Breaker

or Fuse

Disconecting Device or Fuses Disconect

(27)

2.1.2.2 Bentuk Close Loop

Bentuk jaringan ini diperlengkapi dengan normally-close switch yang dalam keadaan normal rangkaian selalu tertutup.

Gambar 2.8 Jaringan distribusi ring tertutup

Untuk jaringan ini kualitas dan kontinuitas pelayanan daya lebih baik tetapi biaya investasinya lebih mahal karena menggunakan pemutus beban yang lebih banyak. Apabila jaringan dilengkapi dengan pemutus beban otomatis (dilengkapi

(28)

Bulk Power Source Bus

Substransmision Circuit

Distribution Substation

Gambar 2.9 Rangkaian gardu induk tipe ring

2.1.3 Jaringan Distribusi Jaring-Jaring (NET)

Jaringan ini merupakan gabungan dari beberapa saluran mesh dimana terdapat lebih dari satu sumber sehingga berbentuk saluran interkoneksi. Jaringan ini berbentuk jaring-jaring dan merupakan kombinasi antara radial dan loop.

(29)

Sistem ini mempunyai lebih banyak saluran/penyulang alternatif sehingga bila pada salah satu penyulang terjadi gangguan maka dengan cepat dapat digantikan penyulang lain yang tidak terganggu. Dengan demikian kontinuitas penyaluran daya sangat terjamin.

Spesifikasi Jaringan Distribusi Jaring-Jaring (NET) ini adalah:

o Kelebihan:

 Kontinuitas penyaluran daya sangat terjamin.

 Kualitas tegangannya baik, rugi daya pada saluran kecil.

 Dibanding dengan bentuk lain, paling flexible (luwes) dalam mengikuti pertumbuhan dan perkembangan beban.

o Kelemahan:

 Memerlukan koordinasi perencanaan yang teliti dan rumit sebelum pelaksanaannya.

 Memerlukan biaya investasi yang besar (mahal).

 Diperlukan tenaga-tenaga terampil dalam pengoperasiannya.

Dengan spesifikasi di atas maka bentuk ini layak untuk melayani beban yang sangat memerlukan tingkat keandalan dan kontinuitas yang tinggi, antara lain: instalasi militer, pusat sarana komunikasi dan perhubungan, rumah sakit dan sebagainya. Karena bentuk ini merupakan jaringan yang menghubungkan beberapa sumber maka bentuk jaringan ini disebut juga jaringan "interkoneksi".

2.1.4 Jaringan Distribusi Spindle

(30)

Salah satu bentuk modifikasi yang populer adalah bentuk spindle yang pada umumnya terdiri dari maksimum 6 penyulang dalam keadaan berbeban (working feeder) dan satu penyulang dalam keadaan kerja tanpa beban (express feeder). Fungsi "express feeder" selain sebagai cadangan pada saat terjadi gangguan pada salah satu

"working feeder" juga berfungsi untuk memperkecil terjadinya jatuh tegangan pada sistem distribusi.

Gambar 2.11 Jaringan distribusi spindle

2.2.5 Saluran Radial Interkoneksi

(31)

apabila tegangan tidak stabil maka alat listrik yang digunakan tidak dapat beroperasi secara normal bahkan akan mengalami kerusakan.

Secara umum baik buruknya sistem penyaluran dan distribusi tenaga listrik ditinjau dari hal-hal berikut ini:

a) Kontinuitas Pelayanan yang baik, tidak sering terjadi pemutusan, baik karena gangguan maupun karena hal-hal yang direncanakan. Kualitas daya yang baik, antara lain meliputi:

 kapasitas daya yang memenuhi.

 tegangan yang selalu konstan dan nominal (kerugian tegangan yang terjadi pada saluran relatif kecil sekali).

 frekuensi yang selalu konstan (untuk sistem AC).

b) Perluasan dan penyebaran beban yang dilayani seimbang. Khususnya untuk sistem tegangan AC 3 fasa, faktor keseimbangan/kesimetrisan beban pada masing-masing fasa sangat perlu diperhatikan.

c) Fleksibel dalam pengembangan dan perluaan daerah beban. Perencanaan yang baik tidak hanya memperhatikan kebutuhan beban untuk waktu sesaat tetapi perlu dipertimbangkan perkembangan beban yang akan dilayani, bukan hanya menyangkut penambahan kapasitas dayanya tetapi juga dalam hal perluasan daerah beban yang harus dilayani.

(32)

e) Pertimbangan Ekonomis. Faktor ini menyangkut perhitungan untung rugi ditinjau dari segi ekonomis, baik secara komersil maupun dalam rangka penghematan anggaran yang tersedia.

2.2 Distribusi Sekunder

2.2.1 Umum

Sistem distribusi sekunder berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung dihubungkan ke konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sebagai berikut:

1) Papan pembagi pada transformator distribusi.

2) Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder). 3) Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai).

4) Alat Pembatas dan pengukur daya (kWH meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.

(33)

2.2.2 Tegangan Sistem Distribusi Sekunder

Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Factor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima oleh beban apakah mendekati nilai nominal sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan juga bergantung pada jumlah fasanya, yaitu:

1. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt 2. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt 3. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt 4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt 5. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt 6. Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt 7. Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt 8. Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt 9. Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt

(34)

2.3 Gardu Distribusi

Gardu listrik pada dasarnya merupakan rangkaian yang terdiri dari perlengkapan hubung bagi ; a) PHB tegangan menengah; b) PHB tegangan rendah. Masing-masing dilengkapi gawai-gawai kendali dengan komponen proteksinya. Jenis-jenis gardu distribusi didesain berdasarkan maksud dan tujuan penggunaannya sesuai dengan peraturan pemda, yaitu: gardu distribusi konstruksi beton (gardu beton); gardu distribusi konstruksi metal clad (gardu besi); gardu distribusi tipe tiang portal, gardu distribusi tipe tiang cantol (gardu tiang); dan gardu distribusi mobil tipe kios, gardu distribusi mobil tipe trailer (gardu mobil).

Gambar 2.13 Contoh gambar monogram gardu distribusi

Instalasi lain yang ada pada gardu distribusi adalah instalasi penerangan, terdiri dari; 1) Instalasi alat pembatas dan pengukur; 2) Instalasi kabel scada untuk kubikel dengan motor kontrol; 3) Instalasi pengaman pelanggan untuk APP pelanggan tegangan menengah.

2.3.1 Gardu Beton

(35)

dalam bangunan beton. Dalam pembangunannya semua peralatan tersebut didisain dan diinstalasi di lokasi sesuai dengan ukuran bangunan gardu.

2.3.2 Gardu Metal Clad (Gardu Besi).

Gardu metal adalah gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari besi. Gardu besi termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan transformator distribusi terletak di dalam bangunan besi. Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di dalam bangunan besi, sehingga dalam pembangunannya pelaksana pekerjaan tinggal menyiapkan pondasinya saja.

2.3.3 Gardu Tiang Tipe Portal.

(36)

Gardu portal adalah gardu listrik tipe terbuka (outdoor) dengan konstruksi tiang/menara kedudukan transformator minimal 3 meter diatas platform. Umumnya memakai tiang beton ukuran 2x500 daN.

2.3.4 Gardu Tiang Tipe Cantol

Gardu Cantol adalah tipe.gardu listrik dengan transformator yang dicantolkan pada tiang listrik besamya kekuatan tiang minimal 500 daN.

A. Sambungan Gardu Tiang Tipe Cantol

o Gardu cantol 1 fasa dengan transformator CSP (completely self protected) untuk pelayanan satu fasa.

o Untuk pelayanan sistem 3 fasa memakai 3 buah transformator 1 fasa dengan titik netral digabungkan dari tiap-tiap transformator menjadi satu.

Gambar 2.15 Gardu tiang tiga fasa tipe cantol

(37)

 Instalasi kabel tenaga dan kabel kontrol  Instalasi pembumian

 Bangunan fisik gardu.

Gambar 2.16 Bagan satu garis gardu tiang tipe cantol Keterangan:

1. Transformator 2. Sirkit akhir 2 fasa 3. Arrester

4. Cut out fused, sakelar beban TR sudah terpasang di dalam transformator.

Catatan

EL1 - N = 220 Volt EL2 - N = 220 Vol

2.4.5 Gardu Mobil

(38)

(39)

BAB III

JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA DISTRIBUSI PRIMER

Dalam perencanan sistem distribusi seringkali dibantu dengan melakukan pendekatan umum untuk menyederhanakan asumsi tersebut dalam mengembangkan konsep dasar yang kurang jelas dalam kasus-kasus tertentu. Pada penelitian umum, beban pada penyulang diasumsikan seragam dan bentuk geometris teratur, seperti segitiga atau persegi panjang.

Sedangkan pada penelitian umumnya tidak langsung dapat diaplikasikan untuk masalah tertentu, misalnya beban-beban dasar untuk persen susut tegangan, kerapatan beban, sistem tegangan dan ukuran area feeder distribusi dan bentuk.

(40)

Jatuh tegangan dihitung dengan rumus sbb: Jatuh tegangan = x I x l x (R Cos θ + jX Sin θ) I : Arus (ampere)

θ : Sudut phasa antara Arus dan Tegangan. R : Tahanan Jaringan (ohm)

X : Reaktansi Jaringan (ohm)

l : panjang saluran (kms)

Rumus ini diperluas untuk menentukan besarnya faktor jatuh tegangan jika diketahui tegangan, phase, ukuran penghantar dan faktor daya jika beban (kW) dan panjang jaringan (km) diketahui.

Faktor daya adalah perbandingan antara daya nyata dalam satuan watt dan daya reaktif dalam satuan Volt Ampere Reaktif (VAR) dari daya yang disalurkan oleh pusat-pusat pembangkit ke beban. Nilai faktor daya ini mempengaruhi jumlah arus yang mengalir pada saluran untuk suatu beban yang sama. Faktor daya salah satunya disebabkan oleh penggunaan peralatan pada pelanggan yang menyimpang dari syarat-syarat penyambungan yang telah di tetapkan, dapat mengakibatkan pengaruh balik terhadap saluran, antara lain faktor daya yang rendah dan ketidak seimbangan beban.

(41)

dinamakan faktor daya mendahului (leading power factor), seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.2.

V

I

IZ

V

I

φ

Gambar 3.1 Faktor Daya Tertinggal

(42)

3.2 Rugi-rugi Sistem Distribusi

3.2.1 Rugi-rugi Transformator

3.2.2 Rugi-rugi Jaringan

3.2.2.1 Impedansi Saluran

R + jXL = merupakan impedansi saluran

Gambar 3.3 Vektor Diagram

Pada Gambar 3.3 dapat diperhatikan bahwa persamaan tegangan yang mendasari diagram vektor tersebut adalah :

Vs = VR + I R cos φ + I X sin φ

Karena faktor (I R cos φ + I X sin φ) pada Gambar 3.3. sama dengan I Z, maka persamaan menjadi :

Vs = VR + IZ atau Vs - VR = I Z , sehingga:

∆V = I (R cos φ + X sin φ) = I Z

Besarnya impedansi seluruh saluran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

(43)

Jadi untuk menentukan besarnya impedansi harus diketahui harga resistansi, reaktansi dan faktor daya saluran.

3.2.2.2 Jatuh Tegangan

Gambar 3.4 Diagram saluran distribusi tenaga listrik Dimana:

= tegangan sumber (Volt)

= tegangan pada sisi penerima (Volt) R = resistansi saluran (Ω)

(44)

Dari rangkaian yang ditunjukkan dalam Gambar 3.4, diperoleh :

I = atau = I + I

= I adalah susut tegangan sepanjang atau tegangan beban, dan I adalah susut tegangan sepanjang atau ∆V.

Bila penyaluran distribusi dengan keadaan beban tidak merata seperti gambar di bawah ini:

Beban berada pada titik B,C,D dan E, dan IB,IC,ID dan IE adalah arus yang mengalir pada beban.1

Arus dititik E adalah :

IE= IE (cos φ – j sin φ) Ampere Jadi arus yang mengalir pada bagian DE :

IDE = IE . XE – j IE. YE Ampere

e

re Dengan menggunakan hukum kirchoff pertama pada titik D, arus yang mengalir pada bagian CD sebesar :

ICD = IE + ID= (IE . XE – j IE. YE) + (ID . XD – j ID. YD) Amper Sehingga arus yang mengalir pada bagian BC :

IBC = IE + ID + IC

(45)

Dan arus pada bagian AB : IAB = IE + ID + IC + IB

= (IE . XE – j IE. YE) + (ID . XD – j ID. YD)+ (IC – j IC. YC) + (IB . XB – j IB. YB) Ampere

Impedansi masing-masing bagian : Z = (R + jX) Ω/km

Bila tegangan dititik E diambil sebagai referensi maka : Jatuh tegangan di DE = IDE . ZDE (volt) Maka prosentase rugi tegangan :

AV =  100%

Untuk rugi-rugi teknis dalam hubungan kWH adalah :

(46)

VD = jatuh tegangan (KV/V) I = Arus yang mengalir (A) Cos φ1 = power factor mula-mula Cos φ2 = power factor pada pelanggan T = waktu (hours)

3.3 Rugi-rugi

Adanya sesuatu yang hilang selama proses pendistribusian yang melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem tersebut. Ini bisa terjadi karena adanya gesekan-gesekan mekanis, rugi-rugi pada transformator maupun oleh faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor pada kabel-kabel saluran distribusi.

Secara umum rugi-rugi pada feeder dengan beban yang merata dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

Pt = I2R

(47)

BAB IV

ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA PENYULANG

DENGAN MENGGUNAKAN ETAP

Pada penyaluran daya listrik pasti akan terjadi penyusutan tegangan pada saluran. Faktor penyusutan tegangan pada saluran antara lain disebabkan oleh resistansi saluran, luas penampang, panjang saluran, besarnya arus yang mengalir pada saluran serta faktor daya yang dipengaruhi oleh beban induktif, kapasitif dan resistif. Selain itu nilai impedansi juga mempengaruhi besarnya susut tegangan yang tejadi pada penyulang dimana impedansi dipengaruhi oleh nilai resistansi saluran dan reaktansi saluran.

Seperti telah kita ketahui bahwa suatu sistem tenaga listrik terdiri dari: pusat pembangkit listrik, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban. pada saat sistem tersebut beroperasi, maka pada sub-sistem transmisi akan terjadi rugi-rugi daya. Jika tegangan transmisi adalah arus bolak-balik (alternating current, AC) 3 fase, maka besarnya rugi-rugi daya tersebut adalah:

...(watt) Dimana:

I = arus jala-jala transmisi (ampere)

(48)

4.1 Metodologi Penulisan

Gambar 4.1 One Line Diagram Sistem Kelistrikan

Tenaga listrik dihasilkan di pusat pembangkit listrik dengan level tegangan menengah 13-20 kV. Pusat pembangkit tenaga listrik pada umumnya jauh dari pengguna tenaga listrik, untuk mentransmisikan tenaga listrik dari pembangkit ini diperlukan penggunaan saluran tegangan tinggi (STT) atau saluran tegangan ekstra tinggi (STET).

Untuk memperoleh tegangan yang lebih tinggi ini diperlukan transformator penaik tegangan (step up transformator). Tegangan tinggi ini diperlukan untuk berbagai alasan efisiensi yaitu penggunaan penampang penghantar menjadi efisien karena arus yang mengalir menjadi lebih kecil jika menggunakan tegangan tinggi.

(49)

merupakan Pusat Beban untuk satu daerah pelanggan tertentu, bebannya akan berubah sepanjang waktu sehingga daya yang dibangkitkan dalam pusat pembangkit tenaga listrik akan ikut berubah. Perubahan daya yang dihasilkan di pusat pembangkit bertujuan untuk mempertahankan tenaga listrik tetap pada frekuensi 50 Hz. Proses perubahan ini dikoordinasikan dengan Pusat Pengaturan Beban (P3B). Tegangan menengah dari GI ini melalui saluran distribusi primer disalurkan ke gardu distribusi (GD) atau pemakai tegangan menengah. Dari saluran distribusi primer (20 kV) diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/380 V melalui gardu distribusi (GD). Tegangan rendah dari gardu distribusi disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke konsumen tegangan rendah.

Yang menjadi topik bahasan dalam tugas akhir ini adalah jatuh tegangan dan rugi-rugi pada saluran distribusi primer (jaringan 20 kV) di Gardu Induk PLN Sibolga.

Gambar 4.2 Oneline diagram sistem 20 kV PLN Sibolga

(50)

2. Mengambil data arus yang mengalir pada penyulang pada saat beban tersebut. 3. Mengambil data panjang saluran.

4. Mengambil data kawat yang digunakan yaitu: nilai tahanan dan reaktansi. 5. Mengambil data daya pada penyulang.

6. Menentukan nilai cos Ω penyulang. 7. Mengolah data dengan rumus dan ETAP

4.2 Rugi-rugi

Adanya penyusutan, merupakan sesuatu yang hilang selama proses pendistribusian selama melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem tersebut. Ini bisa terjadi karena adanya gesekan-gesekan mekanis, rugi-rugi pada transformator maupun oleh faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor pada kabel-kabel saluran distribusi.

Dimana:

(51)

4.3 Jatuh Tegangan

Jika karakteristik beban listrik resistansi (R) dan reaktansi (X) dari saluran distribusi diketahui dan juga power faktor (Cos φ) beban maka dapat langsung dihitung jatuh tegangannya.

Pada gambar terlihat bahwa beban pada saluran distribusi merupakan beban resistif (R) dan reaktif (X). Contoh beban ini adalah motor yang bersifat reaktif yang mengakibatkan arus lagging terhadap tegangan.

Distribution Line

LOAD

i

(52)

Gambar 4.3 Saluran distribusi dan vektor diagram

Jatuh tegangan sesungguhnya dapat dihitung dengan Es-Er. Dimana apabila Es diproyeksikan pada sumbu axis Er , dapat dilihat pada gambar bahwa jatuh tegangan sesungguhnya hampir sama dengan IxR + IrX dan komponen jatuh tegangan di luar fasa (-j.IxR dan j.IrX) tidak mempengaruhi hasil totalnya. Untuk alasan ini, persamaan berikut ini berlaku bagi hampir semua penggunaan:

Jatuh tegangan = I ( R Cos θ + jX Sin θ )

Formula ini berlaku untuk jatuh tegangan satu konduktor, line to netral. Satu fasa jatuh tegangan adalah 2 kali nilai di atas. Tiga fasa line to line jatuh tegangan adalah kali dari nilai persamaan di atas. Dengan demikian, persamaan untuk Jatuh tegangan 3 fasa:

Jatuh tegangan = x I x l x ( R Cos θ + jX Sin θ ) Dimana: jatuh tegangan = volt

I = arus (ampere)

l = panjang penyulang (kms) R= resistansi (Ω/km)

(53)

Jatuh tegangan itu adalah beda tegangan yang dihitung dari titik sumber sampai ke titik yang dihitung (titik beban) sesuai dengan panjang penyulang.

4.4 Analisis Data

1. Analisis jatuh tegangan pada penyulang

Rumus untuk mencari jatuh tegangan adalah:

∆V = x I x l x (R Cos θ + X Sin θ) Dimana: ∆V = Jatuh Tegangan (volt)

I = Arus (ampere)

l = Panjang Penyulang (kms)

θ = Sudut Power Factor

dengan nilai Cos θ = 0,85; Sin θ = 0,53

 Perhitungan pada seksi I tegangan 20 kV, dengan arus di penyulang, pada saat beban puncak adalah: 363Ampere

Luas penampang penyulang 150 mm2

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,25 km

(54)

= 785,918 x 0,254744 = 200,2079 Volt

 Perhitungan pada seksi II tegangan 20 kV

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,25 km

I yang mengalir = 165 A

∆V = x I x l x (R Cos θ + X Sin θ)

= x 165 x 3 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 857,365 x 0,254744

= 218,4086 Volt

∆VTotal = ∆V Seksi I + ∆V Seksi II = 200,2079 + 218,4086 = 418,6165 Volt = 0,4186 kV

% ∆V = x 100% = 2,093 %

Perhitungan rugi-rugi Pada Penyulang

(55)

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 3632 x 0,2356

= 31044,7764 Watt

= 31,0447 kW

Panjang Penyulang = 1,25 kms

Rugi-rugi = 31044,7764 x 1,25

= 38805.9705 Watt

= 38,8059705 kW

Perhitungan rugi-rugi pada Seksi II penyulang dengan arus sebesar: 165 A

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 1652 x 0,2356

= 6414,21 Watt

= 6,41421 kW

Panjang Penyulang = 3 kms

(56)

= 19242,63 Watt

= 19,24263 kW

Rugi-rugi Total = 38805,9705 + 19242,63

= 58048,6005 Watt

= 58,0486005 kW

Besar Rugi-rugi pada penyulang = 58,0486005 kW

Daya Penyulang Sumber = x 363 x 20 x 0,85 = 10688,48553 kW

%Rugi-rugi = x 100% = 0,543 % Besar %rugi-rugi pada penyulang = 0,543 %

2. Analisis jatuh tegangan pada penyulang

I = Arus (ampere)

(57)

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 2,6 km

= x 262 x 2,6 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 1179,87301 x 0,254744

= 300,56557 Volt

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,37 km

= x 254 x 1,37 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 602,71904 x 0,254744

= 153,53906 Volt

(58)

= 454,10463 Volt = 0,4541 kV

% ∆V = x 100% = 2,2705 %

Perhitungan rugi-rugi pada Seksi I penyulang dengan arus sebesar: 262 A

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2622 x 0,2356

= 16172,5264 Watt

= 16,172 kW

Rugi-rugi = 16172,5264 x 2,6

= 42048,56864 Watt

= 42,048 kW

(59)

Rugi-rugi = I2R

= 2542 x 0,2356

= 16516,096 Watt

= 16,516096 kW

Rugi-rugi = 16516,096 x 1,37

= 22627,0515 Watt

= 22,627 kW

Rugi-rugi Total = 42048,56864 + 22627,05152

= 64675,62016 Watt

= 64,67562016 kW

(60)

I = Arus (ampere)

 Perhitungan pada seksi I tegangan 20 kV, dengan arus di penyulang, pada saat beban puncak adalah: 178 Ampere

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,4 km

= x 178 x 1,4 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 431,627 x 0,254744

= 109,954 Volt

(61)

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,3 km

= x 162 x 1,3 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 364,77 x 0,254744

= 92,92 Volt

 Perhitungan pada seksi III tegangan 20 kV

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,75 km

= x 149 x 1,75 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 451,632 x 0,254744

= 115,05 Volt

(62)

= 0,318 V

% ∆V = x 100% = 1,59 %

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 1782 x 0,2356

= 7464,7504 Watt

= 7,4647 kW

Rugi-rugi = 7464,7504 x 1,4

= 10450,6505 Watt

= 10,45 kW

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

(63)

= 6183,0864 Watt

= 6,183 kW

Rugi-rugi = 6183,0864 x 1,3

= 8038,01 Watt

= 8,038 kW

Perhitungan rugi-rugi pada Seksi III penyulang dengan arus sebesar: 146 A

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 1492 x 0,2356

= 5230,5556 Watt

= 5,23 kW

Rugi-rugi = 5230,5556 x 1,75

= 9153,4723 Watt

= 9,153 kW

(64)

= 27,641kW

%Rugi-rugi = x 100% = 0,527 % Besar %rugi-rugi pada penyulang = 0,527 % 4. Analisis jatuh tegangan pada penyulang

I = Arus (ampere)

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

(65)

= x 250 x 3,75 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 1623,797 x 0,254744

= 413,652 Volt

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 2,08 km

= x 237 x 2,08 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 492,96 x 0,254744

= 125,578 Volt

∆VTotal = ∆V Seksi I + ∆V Seksi II = 413,652 + 125,578 = 539,23 Volt = 0,53923 kV

(66)

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2502 x 0,2356

= 14725 Watt

= 14,725 kW

Rugi-rugi = 14725 x 3,75

= 55218,75 Watt

= 55.219 kW

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2372 x 0,2356

= 13233,4164 Watt

(67)

Rugi-rugi = 13233,4164 x 2,08

= 27525,506 Watt

= 27,525 kW

Rugi-rugi Total = 55.219+ 27,525

= 82,744 kW

I = Arus (ampere)

(68)

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 2,65 km

= x 345 x 2,65 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 1583,527 x 0,254744

= 403,39 Volt

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 1,44 km

(69)

= 209,037 Volt

∆VTotal = ∆V Seksi I + ∆V Seksi II = 403,39 + 209,037

= 612,427 Volt = 0,6124 kV

% ∆V = x 100% = 3,062 %

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 3452 x 0,2356

= 28042,29 Watt

= 28,042 kW

Rugi-rugi = 28042,29 x 2,65

= 74312,0685 Watt

(70)

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 3292 x 0,2356

= 25501,5796 Watt

= 25,501 kW

Rugi-rugi = 25501,5796 x 1,44

= 36722,2746 Watt

= 36,722 kW

Rugi-rugi Total = 73,312 + 36,722

= 110,034 kW

(71)

I = Arus (ampere)

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 2 km

= x 227 x 2 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 786,351 x 0,254744

= 200,318 Volt

R = 0,2356 Ω/km

(72)

l = 1,015 km

= x 223 x 1,015 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 392,041 x 0,254744

= 99,87 Volt

∆VTotal = ∆V Seksi I + ∆V Seksi II = 200,318 + 99,87

= 300,188 Volt = 0,3002 kV

% ∆V = x 100% = 1,501 %

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2272 x 0,2356

= 12140,2324 Watt

(73)

Panjang Penyulang = 2 kms

Rugi-rugi = 12,14 x 2

= 24,28 kW

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2232 x 0,2356

= 11716,1524 Watt

Rugi-rugi = 11716,1524 x 1,015

= 11891,89 Watt

= 11,892 kW

Rugi-rugi Total = 24,28 + 11,892

= 36,172 kW

(74)

Besar %rugi-rugi pada penyulang = 0,54 % 7. Analisis jatuh tegangan pada penyulang

R = 0,2356 Ω/km

(75)

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 2,9 km

= x 282 x 2,9 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 1416,47 x 0,254744

= 360,837 Volt

R = 0,2356 Ω/km

X = 0,1028 Ω/km

l = 3,65 km

= x 275 x 3,65 (0,2356 x 0,85 + 0,1028 x 0,53) = 1738,546 x 0,254744

(76)

= 492,94 + 360,837 + 442,884 = 1296,661 Volt

= 1,297 kV

% ∆V = x 100% = 6,485 %

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2942 x 0,2356

= 20364,3216 Watt

= 20,364 kW

Rugi-rugi = 20,364 x 3,8

= 77,383 kW

R = 0,2356 Ω/km

(77)

= 2822 x 0,2356

= 18735,8544 Watt

= 18,736 kW

Rugi-rugi = 18,736 x 2,9

= 54,334 kW

Perhitungan rugi-rugi pada Seksi III penyulang dengan arus sebesar: 275 A

R = 0,2356 Ω/km

Rugi-rugi = I2R

= 2752 x 0,2356

= 17817,25 Watt

= 17,817 kW

Rugi-rugi = 17,817 x 3,65

= 65,032 kW

Rugi-rugi Total = 77,383 + 54,334 + 65,032

(78)

%Rugi-rugi = x 100% = 2,27 % Besar %rugi-rugi pada penyulang = 2,27 %

8. Analisis perhitungan jatuh tegangan pada setiap penyulang

(79)

No Nama Tegangan

(80)

(81)

10. Tabel 4.3 Perbandingan hasil analisis jatuh tegangan pada setiap penyulang dengan perhitungan rumus dan menggunakan ETAP

(82)

11.Tabel 4.4 Hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan perhitungan rumus

No Nama Tegangan Operasi (kV)

Daya Penyulang

(kW)

Rugi-rugi (kW)

Rugi-rugi

(%)

1 GI 1 20 10688,48553 58,0486005 0,543

2 GI 2 20 7714,554297 62,8725270 0,815

3 GI 3 20 5241,1857 27,641 0,527

4 GI 4 20 7361,215932 82,7442561 1,124

5 GI 5 20 10158,47799 111,034343 1,093

6 GI 6 20 6683,984066 36,1723595 0,541

(83)

12. Tabel 4.5 Hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan menggunakan ETAP

Daya Penyulang

(kW)

Rugi-rugi (kW)

Rugi-rugi

(%)

1 GI 1 20 10579 58 0,548

2 GI 2 20 7616 62,4 0,819

3 GI 3 20 5216 27,5 0,527

4 GI 4 20 7209 82,8 1,148

5 GI 5 20 9969 110,3 1,106

6 GI 6 20 6633 35,8 0,539

(84)

13. Tabel 4.6 Perbandingan hasil analisis rugi-rugi pada setiap penyulang dengan perhitungan rumus dan menggunakan ETAP

Rugi-rugi

(%)

Rugi-rugi

(%)

1 GI 1 20 0,543 0,548

2 GI 2 20 0,815 0,819

3 GI 3 20 0,527 0,527

4 GI 4 20 1,124 1,148

5 GI 5 20 1,093 1,106

6 GI 6 20 0,541 0,539

(85)

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Analisis Jatuh tegangan dan Rugi-rugi dengan menggunakan ETAP jika dibandingkan dengan menggunakan perhitungan manual, maka rata-rata perbedaan hasil perhitungan keduanya adalah cukup kecil.

2. Dengan rata-rata persen (%) errornya yang kecil maka ETAP dapat digunakan sebagai acuan untuk perhitungan Jatuh tegangan dan Rugi-rugi pada sistem kelistrikan.

3. Pada GI 7 nilai jatuh tegangannya sudah melebihi batas standarnya.

V.2 Saran

Setelah mengerjakan tugas akhir ini, penulis menyarankan hal berikut terkait analisis yang telah dilakukan:

1. Pihak Perusahaan yang memiliki sistem kelistrikan yang besar dapat menjadikan ETAP sebagai acuan dalam penyaluran daya kebeban, sehingga pengiriman daya efisien.

(86)

DAFTAR PUSTAKA

1. Gonen, Turan. 1988. “Modern Power System”. Kanada : John Wiley and Sons, Inc,.

2. Marsusdi, Djiteng. 1990. “Operasi Sistem Tenaga Listrik”. Jakarta : Balai Penerbit & Humas ISTN.

3. Stevenson, W. D. Jr. 1975. “Elements Of Power System Analysis”. Third Edition. Tokyo-Jepang : McGraw-Hill.

4. Moelyono W, Nono. 1999 . “Pengantar Sistem Distribusi Tenaga Listrik”. ITS.

5. Blume, Steven W. 2007. “Electrical Power System Basics”. Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, Inc.

6. El-Hawary, Mohamed E. 2008. “Introduction to Electrical Power Systems”.

Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, Inc.

7. http://saranabelajar.wordpress.com/2011/01/02/konfigurasi-jaringan-distribusi-sistem-tenaga-listrik/ diakses tanggal 15 April 2011

8. http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html diakses tanggal 17 April 2011