EVALUASI KEMAMPUAN TRANFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh:
FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA
i
EVALUASI KEMAMPUAN TRANFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh:
FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA
ii
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR
EVALUASI KEMAMPUAN TRANSFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV
Disusun Oleh :
FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002
Telah diperiksa dan disetujui oleh pembimbing untuk diujikan:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
iii
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Fazha Arief Nugroho
NIM : 20120120002
Program Studi : TeknikElektro Fakultas : Teknik
Universitas : Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini adalah asli hasil karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 19 September 2016 Yang menyatakan,
iv
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR EVALUASI KEMAMPUAN TRANSFORMATOR
GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV
Disusun Oleh:
FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002
TelahDipertahankan Di Depan Tim PengujiPadaTanggal 1 Oktober 2016 Susunan Tim Penguji:
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Slamet Suripto, M.Eng. Rahmat Adiprasetya A.H., S.T., M.Eng. NIK. 19611118199209123010 NIK. 197511112005011002
Penguji
Rama OktaWiyagi, S.T., M.Eng. NIK. 19861017201504123070
Tugas Akhir Ini Telah Dinyatakan Sah Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Mengesahkan
Ketua Program Studi Teknik Elektro
v DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Halaman Pengesahan Tugas Akhir ... ii
Halaman Pernyataan ... iii
Halaman Pengesahan Tugas Akhir ... iv
Daftar isi ... v
Daftar Gambar ... vii
Daftar Tabel ... ix
Halaman Persembahan ... x
Motto ... xii
Abstrak ... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Faedah yang diharapkan ... 3
1.5 Tujuan Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 4
vi
2.2.1 Penyaluran Tenaga Listrik ... 5
2.2.2 Gardu Induk ... 7
2.2.3 Jenis Gardu Induk ... 7
2.2.4 Komponen dan Gardu Induk ... 9
2.3 Peramalan ... 12
2.3.1 Metode Peramalan ... 13
2.3.2 Model Peramalan Beban ... 17
2.3.3 Faktor Penting Untuk Peramalan ... 18
2.4 Kebutuhan Beban ... 18
2.4.1 Karakteristik Beban ... 18
2.4.2 Beban Rata-rata ... 19
2.4.3 Faktor Beban ... 19
2.5 Evaluasi Kemampuan Transformator ... 19
2.5.1 Tentang Transformator ... 20
2.5.2 Transformator Tanpa Beban ... 21
2.5.3 Arus Penguat ... 23
2.5.4 Transformator dalam Keadaan Berbeban ... 23
2.5.5 Pembebanan Transformator ... 25
2.5.6 Peramalan Pembebanan Transformator ... 25
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Kajian ... 27
vii
3.3 Alat dan Bahan ... 28
3.4 Metode Analisa ... 28
BAB IV DATA DAN ANALISA DATA PENELITIAN 4.1 Data Penelitian ... 29
4.2 Analisa Data Penelitian ... 29
4.3 Peramalan Beban Trafo dan Faktor yang Mempengaruhi Beban ... 34
4.3.1. Peramalan Beban Trafo I di GI Cilegon lama ... 34
4.3.2 . Peramalan Beban Trafo II di GI Cilegon lama ... 41
BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ... 48
5.2 Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 50
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jaringan sistem tenaga listrik ... 6
Gambar 2.2 Tipe cangkang dan tipe inti pada kumparan transformator ... 19
Gambar 2.3 Rangkaian Trafo tanpa beban ... 20
Gambar 2.4 Arus Penguat ... 21
Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan berbeban ... 22
Gambar 4.1 Grafik Pertumbuhan beban Trafo 1 2010-2015 ... 30
Gambar 4.2 Grafik Pertumbuhan beban Trafo II 2012-2015 ... 32
Gambar 4.3 Grafik Pertumbuhan beban Trafo 1 GI Cilegon lama ... 39
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Beban Trafo I ... 30 Tabel 4.2 Data Spesifikasi Trafo I ... 30
Tabel 4.3 Data Beban Trafo II ... 31 Tabel 4.4 Data Spesifikasi Trafo II ... 31
Tabel 4.5 Data Penduduk dan PDRB kota Cilegon ... 32
Tabel 4.6 Perhitungan Prediksi Penduduk dan PDRB 15 Tahun Mendatang ... 33 Tabel 4.7 Beban dan Faktor yang Mempengaruhi Trafo I 56 MVA ... 34
Tabel 4.8 Perhitungan Persamaan Regresi pada Trafo I ... 35 Tabel 4.9 Hasil Peramalan dengan Metode Regresi pada Trafo I
GI Cilegon Lama 150 kV56 MVA ... 38
Tabel 4.10 Beban dan Faktor yang Mempengaruhi Trafo II 60 MVA ... 40
Tabel 4.11 Perhitungan Persamaan Regresi pada Trafo II ... 40 Tabel 4.12 Hasil Peramalan dengan Metode Regresi pada Trafo II
GI Cilegon Lama 150 kV60 MVA ... 44
x Assalamualaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala kemudahan, rahmat, dan hidayah-Nya yang diberikan kepada kita sehingga kita dapat menjalankan amanah yang menjadi tanggung jawab kita. Sholawat serta salam senantiasa selalu tercurah kepadajunjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga, serta sahabatnya. Semoga kita semua menjadi pengikutnya hingga akhir zaman aamiin.
Adapun maksud dari disusunnya penelitian tugas akhir iniadalahsebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik elektro di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Judul yang penulis ajukan adalah “Evaluasi Kemampuan Transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 KV”.
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini, penulis tidak bisa terlepas dari banyak pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulismengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Allah SWT. tidak cukup terimakasih untuk semua yang diberikan-Nya. 2. Nabi Muhammad SWT sebagai tauladan, panutan bagi umat manusia. 3. Orang tua serta ktiga adikku dan seluruh keluarga besar yang
senantiasa memberikan doa dan dukungan.
xi
5. Bapak Ir Slamet Suripto, M.Eng. selaku pembimbing 1 yang telah memberikan bimbingan.
6. Bapak Rahmat Adiprasetya S.T., M.Eng. selaku pembimbing 2 yang senantiasa meluangkan waktu untuk mendampingi memberikan bimbingan, solusi, serta nasehat.
7. Seluruh teman-teman keluarga besar Teknik Elektro UMY, KMTE, khususnya Elektro’12 yang telah menjadi keluarga penulis selama menjalani studi strata satu, kalian tidak akan pernah tergantikan sampai kapanpun.
8. Sahabat saya terkhusus Dea Adelita, Amd.Keb yang selali mendukung dan mendoakan untuk kelancaran penulisan skripsi ini.
9. Semua pihak yang terkait dari awal hingga akhir pengerjaan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Terimakasih atas kerjasama dan dukungannya.
Semoga amal baik Bapak / Ibu / Saudara / Saudari diberikan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.
Akhirnya, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua yang membaca dan menikmatinya.
WassalamualaikumWr. Wb. Yogyakarta, 2 Oktober 2016
xii MOTTO
“
,
”
-Fazha Arief Nugroho-
“
,
mencoba. Karena
!”
-Fazha Arief Nugroho-
“P
.
. D
hanyalah sebuah visi. Tetapi hari ini yang sungguh nyata.
Menjadikan kemarin sebagai mimpi bahagia, dan setiap hari esok
sebagai
”
xiii
ABSTRAK
Pemakaian energi listrik oleh konsumen setiap tahunnya semakin
meningkat sesuai dengan perkembangan ekonomi, pertambahan jumlah penduduk,
dan rencana pengembangan pada masa sekarang dan yang akan datang. Peningkatan
kebutuhan beban yang terpakai pertahun pada gardu induk dapat berpengaruh pada
kemampuan kapasitas dari transformatornya.
Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui kemampuan transformator
gardu induk 150 kV Cilegon Lama-Banten dalam penggunaan kurun waktu 15 tahun
mendatang sehingga diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan dalam
operasional gardu induk ybs. Metoda yang digunakan adalah metode Regresi Linier
Ganda.
Evaluasi kemampuan transformator pada penelitian ini menggunakan data
beban puncak rata-rata mulai dari tahun 2010 samapai dengan 2015. Hasil dari
analisa yang menunjukan bahwa diperoleh angka perkiraan pembebanan GI Cilegon
Lama pada transformator unit I 56 MVA pada tahun 2026 adalah sebesar sebesar
44,27 MVA dan batas maksimal transformator sampai dengan tahun 2029 adalah
sebesar 54,94 MVA.
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sumber daya listik merupakan salah satu kebutuhan yang diperlukan oleh
masyarakat umum di berbagai wilayah. Listrik digunakan mulai dari skala rumah
tangga hingga industri besar khususnya di wilayah perkotaan. Kebutuhan listrik
setiap tahun mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya pertumbuhan
penduduk di Indonesia. Hasil data pertumbuhan penduduk menunjukkan bahwa
jumlah penduduk Indonesia selama dua puluh lima tahun mendatang terus
meningkat yaitu dari 238,5 juta pada tahun 2010 menjadi 305,6 juta pada tahun
2035. Peningkatan jumlah penduduk dari tahun ke tahun perlu diimbangi dengan
penyediaan sumber listrik yang mencukupi. Kebutuhan listrik juga dapat
disebabkan karena pertumbuhan ekonomi dan perubahan pola gaya hidup
masyarakat. Data BPS menunjukan bahwa pertumbuhan ekonomi di Indonesia
pada tahun 2014 sebesar 5,2% sampai 5,3%.
Gardu Induk merupakan komponen yang memegang peranan penting
dalam suplay listrik ke konsumen. Permintaan listrik dari konsumen yang cukup
tinggi maka semakin besar pula beban yang ditanggung oleh gardu induk. Apabila
beban listrik yang ditanggung Gardu induk semakin tinggi dan melebihi dari
kapasitas gardu induk maka gardu induk akan mengalami overload. Untuk
2
kemampuan Transformator dalam mensuplai beban. Kapasitas gardu induk perlu
diketahui dan diteliti lebih lanjut dan direncanakan harus menjangkau
kemungkinan pertumbuhan beban untuk masa-masa yang akan datang. Dengan
demikian diharapkan adanya keserasian dan kontinyuitas dari perencanaan dan
pertumbuhan beban sehingga dapat ditentukan kapan dan berapa besar kapasitas
transformator yang perlu ditambahkan pada suatu gardu induk atau kapan dan
berapa besar kapasitas gardu induk baru perlu dibangun di wilayah banten.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Seberapa besar pertumbuhan penduduk di Cilegon tiap tahunnya.
2. Seberapa besar pertumbuhan beban di Gardu Induk Cilegon Lama tiap
tahunnya.
3. Bagaimana pengaruh pertumbuhan beban tiap tahunnya terhadap
kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 KV.
1.3 Batasan Masalah
. Penulisan tugas akhir ini tidak terlalu luas dan ruang lingkupnya menjadi
jelas, maka pembahasan difokuskan pada masalah evaluasi kemampuan
transformator dengan asumsi 15 tahun kedepan menggunakan metode regresi.
Evaluasi ini untuk mengetahui apakah Gardu Induk Cilegon masih mampu atau
tidak dalam melayani beban dalam 15 tahun ke depan. Penelitian evaluasi
kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 kVdibatasi pada
penggunaan data laporan beban puncak dari tahun 2010 sampai 2015 pada gardu
3 1.4 Tujuan Penelitian
1. Meramal beban dengan beban puncak Gardu Induk Cilegon Lama 150KV
dengan metode regresi linier.
2. Untuk mengetahui pengaruh perkembangan beban terhadap kemampuan
transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150KV.
3. Untuk mengetahui batas kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon
Lama 150KV berdasarkan peramalan beban.
1.5 Faedah yang diharapkan
Faedah yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:
1. Bagi Peneliti
Peneliti diharapkan dapat memberikan wawasan dan pengetahuan mengenai
kemampuan suatu gardu induk 150 kV di wilayah Provinsi Banten.
2. Bagi PLN Cilegon
Diharapkan dapat memberikan penjelasan dan masukan terhadap pihak PLN,
mengenai kemampuan Gardu Induk 150 kV di wilayah Banten berdasarkan
kenaikan pertumbuhan beban yang terjadi dan untuk memberikan kemampuan
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
2.1 TINJAUAN PUSTAKA
Safriyudin (2011), penelitian terhadap transformator jaringan distribusi 20
KV di APJ Yogyakarta. Dalam perhitungan regresi linier yang dilakukan
pada transformator 20KV mendapat kan nilai error 13,3% dari standarisasi
PLN sebesar batas pemakaian transformator. Maka waktu pakai
tranformator berkurang selama 8 bulan dari standarisasi pemakaian
transformator selama 5 tahun. Maka sisa waktu pemakaian transformator
adalah 4 tahun 4 bulan.
Elias K. B (2013) ,penelitian terhadap pembebanan transformator Gardu
Induk 150 KV Wirobrajan. Standar toleransi kelayakan kapasitas
transformator wirobrajan sebesar 85% yaitu 50,89 MVA untuk fungsi
eksponensial dan 48.07 MVA dengan fungsi polynomial dengan arus
pembebanan 84,81% yaitu sebesar 230,72 ampere tercapai pada tahun
2025.
Ary Nugraha T, S (2014) Penelitian penulis terhadap perkembangan beban
listrik di kecamatan Ranah Pesisir. Prediksi beban listrik Kec. Ranah
Pesisir mulai tahun tahun 2010 sampai tahun 2025 menggunakan metode
persamaan eksponensial dengan nilai standard error estimasi yang terkecil,
sehingga didapatkan hasil prediksi pada tahun 2010 pelanggan akan
5
9.575,38 pelanggan, untuk daya tersambung pada tahun 2010 diperkirakan
menjadi 3.190.010,45 VA dan tahun 2025 menjadi 14.401.741,92, dan
untuk pemakaian energy listrik diperkirakan menjadi 326.464,06 kWh dan
tahun 2025 menjadi 1.602.199,84 kWh
2.2 DASAR TEORI
2.2.1 Penyaluran Tenaga Listrik
Sistem penyaluran tenaga listrik dari pembangkit tenaga listrik
kekonsumen (beban), prosesnya melalui beberapa tahap, yaitu daripembangkit
tenaga listrik penghasil energi listrik, disalurankan ke jaringantransmisi (SUTET)
langsung ke gardu induk. Dari gardu induk tenaga listrik disalurkan ke jaringan
distribusi primer (SUTM), dan melalui gardu distribusi langsung ke jaringan
distribusi sekuder (SUTR), tenaga listrik dialirkan kekonsumen.
Jaringan tenaga listrik secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit,
jaringan transmisi (gardu induk dan saluran transmisi) dan jaringan distribusi,
seperti diperlihatkan pada gambar 2.2
Gambar 2.1 Jaringan Sistem Tenaga Listrik
P G
TRANSMISI GARDU
INDUK
6
Sistem tenaga listrik secara keseluruhan merupakan suatu rangkaian terpadu
yang terdiri dari 3 komponen yaitu :
a. Pusat listrik/ pembangkit tenaga listrik seperti : PLTU, PLTA, PLTG,
PLTS dan PLTGU, yang berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik
kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu
dinaikkan tegangannya.
b. Saluran transmisi, berfungsi menyalurkan daya listrik dari pusat
pembangkit ke pusat beban atau gardu induk.
c. Jaringan distribusi, yang berfungsi mendistribusikan daya listrik dari gardu
induk ketiap-tiap beban.
Jaringan distribusi dibagi lagi menjadi beberapa bagian yang mempunyai
komponen utama sistem distribusi, yaitu :
1. Jaringan distribusi primer
Jaringan distribusi primer menyalurkan daya dari sisi sekunder trafo gardu
induk ke sisi primer transformator distribusi. Pada umunya memiliki
tegangan 20 kV.
2. Jaringan distribusi sekunder
Jaringan distribusi sekunder atau jaringan tegangan rendah
berfungsi menyalurkan daya dari gardu distribusi sampai kepada para
pemakai atau konsumen. Jaringan distribusi sekunder pada umumnya
mempunyai tegangan 220 Volt, secara umum sistem distribusi tenaga
7
2.2.2 Gardu Induk
Gardu induk adalah suatu instalansi yang terdiri dari peralatan listrik yang
berfungsi untuk :
1. Menaikkan dan menurukan tegangan system.
2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan pengaman dari sistem
tenaga listrik.
3. Penyaluran daya ke gardu lain melalui jaringan transmisi.
2.2.3 Jenis Gardu Induk
1. Berdasarkan pemasangan peralatan dibagi menjadi:
a) Gardu induk pasangan dalam
Adalah gardu induk listrik dimana semua peralatannya dipasang didalam
gedung atau diruang tertutup.
b) Gardu induk pasangan luar
Adalah gardu induk semua atau sebagian besar peralatannya ditempatkan
diluar gedung kecuali peralatan control, proteksi, dan sistem kendali serta
alat bantu lainnya.
c) Gardu induk kombinasi a dan b
8
2. Berdasarkan fungsi gardu induk dibedakan menjadi:
a) Gardu induk distribusi
Gardu induk yang menyalurakan tenaga listrik dari tegangan sistem ke
sistem tegangan distribusi.
b) Gardu induk pengatur beban
Gardu induk yang berfungsi mengatur beban, pada gardu induk tersebut
terpasang beban motor yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga
listrik, motor menjadi generator atau menjadi beban dengan generator.
c) Gardu induk pengatur tegangan
Gardu induk jenis ini biasannya terletak jauh dari pusat pembangkit
sehingga tegangan jatuh (voltage drop) transimisi sangat besar sehingga diperlukan alat penaik tegangan seperti bank kapasitor sehingga tegangan
menjadi baik.
d) Gardu induk penurun tegangan
Adalah gardu induk yang berfungsi menurukan tegangan seperti tegangan
sistem primer menjadi tegangan rendah yaitu tegangan ditribusi.
e) Gardu induk penaik tegangan
Adalah gardu induk yng mempunyai fasilitas untuk menaikkan tegangan
yaitu tegangan pembangkit dinaikkan dari tegangan sistem untuk efisiensi
sehingga dapat dihubungkan dengan pusat beban yang lokasinya sangat
9
2.2.4 Komponen dan Fungsi Gardu Induk
1. Transformator Daya
Berfungsi mentranformasikan daya listrik, dengan merubah besaran
tegangannya, sedangkan frequensinya tetap. Tranformator daya juga berfungsi
untuk pengaturan tegangan. Transformator daya dilengkapi dengan trafo
pentanahan yang berfungsi untuk mendapatkan titik neutral dari trafo daya.
Peralatan ini disebut Neutral Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya
adalah pentanahan trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR).
2. Neutral Grounding Resistance (NGR)
Komponen yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan.
Berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi. Diperlukan proteksi
yang praktis dan biasanya tidak terlalu mahal, karena karakteristik relay
dipengaruhi oleh sistem pentanahan neutral.
3. Circuit Breaker (CB)
Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian
listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapat dioperasikan pada saat
jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Karena pada
saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada
CB dilengkapi dengan pemadam busur api. Pemadam busur api berupa :
Minyak (OCB)
Udara (ACB).
10
4. Disconnecting Switch (DS)
Adalah peralatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan rangkaian listrik
dalam keadaan tidak berbeban. Dalam GI, DS terpasang di :
Transformator Bay (TR Bay).
Transmission Line Bay (TL Bay).
Busbar.
Bus Couple.
Karena DS hanya dapat dioperasikan pada kondisi jaringan tidak berbeban,
maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB. Setelah rangkaian
diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.
5. Lightning Arrester (LA)
Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu induk dari
tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lighthing surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung (switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan), LA bersifat isolatif atau tidak bisa
menyalurkan arus listrik. Dalam keadaan terjadi gangguan yang menyebabkan LA
bekerja, maka LA bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.
6. Current Transformer (CT)
Current transformator adalah peralatan pada system tenaga listrik yang
mengubah besaran arus dari tinggi ke rendah ataupun sebaliknya sesuai dengan
11
7. Potential Transformer (PT)
Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan
rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada sistem tenaga
listrik,menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan proteksi. Mengisolasi
rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, dengan memisahkan instalasi
pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.
8. Trafo Pemakaian Sendiri (TPS)
Berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 phasa 220/ 380 Volt. Digunakan
untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain untuk :
Penerangan di swtich yard, gedung kontrol, halaman GI dan sekeliling
GI.
Alat pendingin (AC).
Rectifier.
Pompa air dan motor-motor listrik.
Peralatan lain yang memerlukan listrik tegangan rendah.
9. Rel (Busbar)
Berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan (connecting) antara transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya yang ada pada
switch yard.
Komponen rel (busbar) antara lain :
12
Insulator String & Fitting (Insulator, Tension Clamp,
Suspension Clamp, Socket Eye, Anchor Sackle, Spacer)
2.3 Peramalan
Pada dasarnya peramalan merupakan suatu dugaan atau perkiraaan atas
terjadinya kejadian di waktu yang akan datang. Peramalan ini diperlukan karena
adanya perbedaan waktu antara kesadaran akan peristiwa atas kebutuhan
mendatang dengan waktu peristiwa itu sendiri. Apa bila perbedaan waktu tersebut
panjang maka suatu peramalan akan sangat dibutuhkan terutama dalam penentuan
suatu peristiwa yang muncul sehingga dapat dipersiapkan langkah-langkah
antisipasi yang diperlukan guna menghadapi peristiwa tersebut.
Peramalan dibedakan menjadi dua macam (Assauri,1984) yaitu :
a) Permalan kualitatif
Peramalan kualitatif merupakan peramalan yang didasarakan atas data
kumulatif pada masa lalu. Hasil peramalan yang dibuat sangat tergantung
pada orang yang menyusunnya. Hal ini penting sebab hasil peramalan
tersebut ditentukan berdasarkan intuisi, pendapat dan pengetahuan serta
pengalaman penyusun.
b) Peramalan kuantitatif
Peramalan kuantitatif merupakan peramalan yanng dibuat sangat
tergantung pada metode yang digunakan dalam peramalan tersebut. Baik
tidakanya metode yang digunakan ditentukan oleh perbedaan antara hasil
13
antara hasil peramalan dan kenyataan maka metode peramalan tersebut
semakin baik.
Menurut jangka waktunya, peramalan dibagi menjadi tiga periode, sesuai
dengan materi yang diramalkannya. Dalam peramalan beban listrik, periode
peramalannya dibagi menjadi 3 yaitu:
1. Peramalan Jangka Panjang
Merupakan peramalan yang memperkirakan keadaan dalam waktu
beberapa tahun ke depan. Tujuannya adalah untuk mempersiapkan
ketersediaan unit pembangkit, sistem transmisi, dan distribusi.
2. Peramalan Jangka Menengah
Merupakan peramalan dalam jangka waktu bulanan atau mingguan.
Tujuannya untuk mempersiapkan jadwal persiapan dan operasional
pembangkit.
3. Peramalan Jangka Pendek
Merupakan peramalan dalam jangka waktu harian hingga tiap jam. Biasa
digunakan untuk studi perbandingan beban listrik perkiraan aktual.
2.3.1 Metode peramalan
Metode Peramalan Beban yang biasa digunakan oleh banyak perusahaan
listrik dewasa ini secara umum dapat dibagi menjadi lima kelompok besar yaitu
sebagai berikut :
1. Metode Analitis (End Use)
Metode analitis adalah metode yang disusun berdasarkan data analisis
14
2. Metode Ekonometri
Metode Ekonometri adalah metode yang disusun berdasarkan kaidah ekonomi
dan statistik.
3. Metode Time Series
Metode Time Series adalah metode yang disusun berdasarkan hubungan data-data masa lalu tanpa memperhatikan faktor-faktor penyebab (pengaruh ekonomi,
iklim, teknologi dan sebagainya).
4. Metode Gabungan (Metode Analitis dan Metode Ekonometri)
Metode yang merupakan gabungan dari beberapa metode (analitis dan
ekonometri). Sehingga akan didapat suatu metode yang tanggap terhadap
pengaruh aktivitas ekonomi, harga listrik, pergeseran pola penggunaan, kemajuan
teknologi, kebijaksanaan pemerintah dan sosio demografi.
5. Metode regresi
Regresi merupakan metode yang paling sering digunakan dalam perhitungan
statistik. Peramalan regresi beban listrik biasa digunakan untuk mencari hubungan
antara konsusmsi energi dan faktor lain seperti cuaca, tipe hari, maupun jenis
konsumen. Metode regresi merupakan metode perkiraan yang mengasumsikan
faktor yang diperkirakan menunjukkan hubungan sebab – akibat dengan satu atau
lebih variabel bebas, sehingga metode ini bertujuan untuk mengetahui bentuk
hubungan tersebut dan memperkirakan nilai mendatang dari variabel tidak bebas.
Ada beberapa metode regresi yang dapat digunakan untuk memperkirakan beban
15
a. Regresi Linier
Persamaan umum dari regresi linier ini adalah :
= + (1)
dimana :
= nΣ − Σn Σ − ΣΣ (2)
=� − � (3)
keterangan :
y = variabel tidak bebas x = variabel bebas
a = koefisien intersepsi b = koefisien kemiringan
b. Regresi Eksponensial
Ada beberapa jenis trend yang tidak linier tetapi dapat dibuat linier dengan jalan melakukan transformasi. Misalkan trend eksponensial =� + dapat diubah
menjadi:
�� =ln� ( + ) (4)
Karena log e = 1, maka:
�� = + (5)
Jika ln y = y’, maka persamaannya akan menjadi persamaan linier, yaitu:
16
c. Regresi Linier Berganda
Regresi linier berganda adalah analisis regresi yang menjelaskan hubungan
antara peubah respon (variabel dependen) dengan faktor-faktor yang mempengaruhi lebih dari satu prediktor (variabel independen).
Regresi linier berganda hampir sama dengan regresi linier sederhana, hanya
saja pada regresi linier berganda variabel bebasnya lebih dari satu variabel
penduga. Tujuan analisis regresi linier berganda adalah untuk mengukur intensitas
hubungan antara dua variabel atau lebih dan membuat prediksi perkiraan nilai Y
atas X.
Secara umum model regresi linier berganda untuk populasi adalah sebagai
berikut:
Y = a + b1X1+ b2X2
Untuk mendapatkan nilai b1 b2 dan a, dengan menggunakan persamaan
berikut:
∑X12 = ∑
X12 - ∑
∑X22== ∑
X22 - ∑
∑Y2== ∑ Y − ∑
∑X1Y== ∑ X1Y -
∑� y
∑X2Y== ∑ X2Y –
∑ y
∑X1X2== ∑ X1X2 - ∑� �
Sehingga,
b
1 =[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
17
b
2=[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
[(∑ ∑ ) − ∑ ²]
a
=∑ − b ∗∑ − b ∗∑
2.3.2 Model Peramalan beban
Tahapan akhir dari penyusunan peramalan beban adalah pembuatan
model. Dari model tersebut akan dihitung kebutuhan tenaga listrik. Model yang
dimaksud disini adalah suatu fungsi matematis untuk memformulasikan
kebutuhan tenaga listrik sebagai fungsi variabel yang dipilih. Untuk keperluan
penyusunan peramalan kebutuhan tenaga listrik, model yang digunakan adalah
sebagai berikut
1. Model Sektoral
Pada model ini menggunakan pendekatan sektoral pemakai dan dengan
menggunakan metode gabungan. Model ini digunakan untuk menyusun
peramalan tingkat distribusi/wilayah.
2. Model Lokasi
Model ini serupa dengan model sektoral, dengan penyederhanaan pada
beberapa variabel/asumsi. Metode ini digunakan untuk menyusun peramalan
tingkat pusat beban (LoadCentre). 3. Model Gardu Induk
18
2.3.3 Faktor Penting Untuk Peramalan
Beberapa faktor yang perlu diperhatikan adalah faktor cuaca, kelompok
konsumen dan waktu. Peramalan jangka menengah dan panjang menggunakan
data historis beban dan cuaca, banyaknya pelanggan dalam kelompok yang
berbeda dan banyaknya listrik dalam suatu area. Beban dalam minggu yang
berbeda juga berbeda-beda sifat. Kondisi cuaca juga mempengaruhi beban listrik.
Faktanya, parameter ramalan cuaca merupakan faktor yang paling penting pada
peramalan beban jangka pendek.
2.4 Kebutuhan Beban
Kebutuhan sistem tenaga listrik adalah beban terminal terima secara
rata-rata dalam suatu selang waktu tertentu. Kebutuhan listrik pada suatu daerah
tergantung dari keadaan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan rencana
pengembangan pada waktu mendatang.
2.4.1 Karakteristik Beban
Secara umum menurut kegiatan pemakaian listrik, konsumen listrik dapat
dikelompokan menjadi konsumen rumah tangga, komersil, publik dan industri.
Konsumen-konsumen tersebut memiliki karakteristik beban yang berbeda, hal ini
berhubungan dengan pola konsumsi energi listrik pada masing-masing konsumen.
Untuk konsumen rumah tangga pola pembebanan ditunjukan oleh adanya
fluktuasi konsumsi listrik yang cukup besar. Pada konsumen industri fluktuasi
19
puncak hampir mendekati satu, sedangkan pada konsumen komersil akan
mempunyai beban puncak pada malam hari.
2.4.2 Beban Rata-Rata
Beban rata-rata (Br) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi
yang terpakai dengan waktu periode tertentu. Untuk periode satu tahun persamaan
nya adalah sebagai berikut:
�� = ��ℎ� � �� �ℎ (6)
2.4.3 Faktor Beban
Didefinisikan sebagai perbandingan antara beban rata-rata dengan beban
puncak yang diukur pada suatu periode tertentu. Beban puncak yang dimaksud
adalah beban puncak sesaat dalam selang waktu tetentu. Persamaan faktor beban
ditulis sebagai berikut:
�
� = �� �� � � −� �� � � � �Beban rata-rata akan selalu akan lebih kecil dari beban puncak , sehingga
faktor beban akan selalu lebih kecil dari satu.
2.5 Evaluasi Kemampuan Transformator
Definisi kemampuan : kemampuan suatu benda untuk digunakan atau
memproduksi atau menghasilkan.
20
Definisi evaluasi menurut Wrightstone (1956): penaksiran atau penilaian
terhadap pertumbuhan dan kemajuan kearah tujuan atau nilai nilai yang
telah ditetapkan.
Kemampuan transformator : kemampuan transformator untuk
digunakan mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke
tegangan rendah atau sebaliknya sesuai dengan nilai dari kapasitas
transformator yang telah ditetapkan
Dari definisi definisi tersebut maka evaluasi kemampuan transformator dapat
diartikan sebagai penaksiran atau penilaian terhadap kemampuan transformator
untuk digunakan mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke
tegangan rendah atau sebaliknya sesuai dengan nilai dari kapasitas transformator
yang telah ditetapkan.
2.5.1 Tentang Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk
mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau
sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet yang berdasakan prinsip induksi
elektro magnet. Prinsip transformator adalah hukum ampere dan hukum faraday,
yaitu: arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan
magnet dapet menimbulkan arus listrik. Transformator digunakan secara luas baik
dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Pengunaan transformator dalam
21
untuk tiap-tiap keperluaan misalnya akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya
listrik jarak jauh.
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokan menjadi
1. Transfomasi daya
2. Transformator distribusi
3. Transformator pengukuran (transformator arus dan transformator
tegangan).
Kerja transformator berdasarkan induksi elektro magnet, menghendaki adanya
gandengan mangnet antara ranfgakain primer dan rangkain sekunder. Gandengan
magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara
melilitakan kumparan pada inti, dikenal dua macam transfomator yaitu tipe inti
[image:36.595.198.429.466.558.2]dan tipe cangkang.
Gambar 2.2 tipe cangkang dan tipe inti pada kumparan transformator
2.5.2 Transformator Tanpa Beban
[image:36.595.115.514.643.719.2]22
Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber
tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirkan arus primer Io yang juga sinusoid
dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 900 dari
V1 (gambar 2). Arus primer Io menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa juga berbentuk
sinusoid.
Φ = Φmaks sin ωt
Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 ( Hukum Faraday)
e 1 = – N 1 . d Φ/dt
e1 = – N1. d(Φmaks sin ωt)/dt = -N1.ω.Фmaks.cosωt (tertinggal 90º dari Ф)
harga efektifnya adalah E1 = N1.2 p ƒФmaks / Ö2 = 4.44 n1. ƒФmaks
Pada rangkaian skunder, fluks (Ф) bersama tadi menimbulkan
e1 = – N2. d Φ/dt
e1 = – N2. ω.Фmaks.cosωt
E2 = 4.44 N2. ƒФmaks
E1/E2 = N1/N2
Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor
E1 / E2 = V1 / V2 = N1 / N2 = a.
a = perbandingan transformasi
Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi
23
2.5.3 Arus Penguat
Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak dibebani
disebut arus penguat. Dalam kenyataannya arus primer Io bukanlah merupakan
[image:38.595.178.450.244.314.2]arus induktif murni, sehingga ia terdiri atas dua komponen ( Gambar 2.4 )
Gambar 2.4 Arus Penguat
1. Komponen arus pemagnetan IM, yang menghasilkan fluks (Φ). Karena
sifat besi yang non linear (ingat kurva B-H) , maka arus pemagnetan IM
dan juga fluks (Ф) dalam kenyataannya tidak berbentuk sinusoid
(Gambar4).
2. Komponen arus rugi tembaga Ic, menyatakan daya yang hilang akibat
adanya rugi histerisis dan arus ‘eddy’. Ic sefasa dengan V1, dengan
demikian hasil perkalian (Ic x V1) merupakan daya (watt) yang hilang.
2.5.4 Transformator dalam Keadaan Berbeban
Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban Z1, I2 mengalir
24
Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan berbeban
Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2I2 yang
cenderung menentang fluks (Ф) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan
IM. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus
mengalir arus I’2, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2,
hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi :
I1= Io + I’2
Bila rugi besi diabaikan ( Ic diabaikan ) maka Io = IM
I1 = IM + I’2
Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan
oleh arus pemagnetan IMsaja, berlaku hubungan :
N1 IM = N1 I1– N2 I2
N1 IM = N1 ( I1–I’2) – N2 I2
Hingga N1I’2 = N2 I2
Karena nilai IM dianggap kecil maka :
I1= I’2
25
2.5.5 Pembebanan Transformator
Pembebanan transformator didapat dari hasil peramalan beban dibagi dengan
kapasitas transformator, kapasitas transformator didapat dari data transformator
yang dipakai.
% = � � � % (8)
Keterangan:
� : pemakaian beban pada bulan t
� : Kapasitas trafo (data)
2.5.6 PeramalanPembebanan Transformator
Peramalan beban adalah suatu cara memperkirakan atau menggambarkan
beban dimana masa yang akan datang, model pendekataan peramalan:
St = S0 (9)
Dimana,
St : pemakaian beban pada tahun t (yang diramalkan)
So : Pemakaian beban tenaga listrik (MVA) dasar pada tahun perhitungan tahun
pertama
: Pertumbuhan beban rata-rata yang diamati (faktor pengali)
26
b. Untuk mencari nilai Pertumbuhan beban () menggunakan rumus:
=
��− ��−��−
x 100%
(10)Dengan,
: Pertumbuhan beban pertahun
� : Rata-rata beban pertahun ke-n (MVA)
27
BAB III
METODE PENELITIAN
Penelitian yang dilakukan ini memperkirakan kebutuhan energi listrik
dimasa yang akan datang. Memperkirakan perkembangan beban listrik dilakukan
secara deskriptif yaitu metode yang mengamati perkembangan beban listrik
tiap-tiap beban pelanggan. Jika perkiraan beban listrik dilakukan secara tanpa melihat
disetiap sektor maka kemungkinan penyimpangan yang terjadi sangat besar. Oleh
karena itu metode ini memberikan perhitungan yang lebih baik dan teliti.
Metode penelitian ini akan menyajikan empat hal pokok yaitu: lokasi
kajian, pengumpulan data, bahan dan alat yang digunakan, dan metode analisa.
3.1 Lokasi Kajian
Lokasi kajian tugas akhir ini dilakukan pada PT. PLN (Persero)
Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali (P3BJB) Area Pelaksana
Pemeliharaan (APP) Cilegon – Banten.
3.2 Pengumpulan Data
Analisa dalam perhitungan suatu penelitian sangat perlu sekali untuk
mengumpulkan data-data yang dibutuhkan guna mempermudah jalannya
penelitian. Data yang didapatkan bersumber dari PT.PLN (Persero) Penyaluran
dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali (P3BJB) Area Pelaksana
Pemeliharaan(APP) Cilegon. Adapun data-data yang diperlukan adalah sebagai
berikut :
a. Data pemakaian beban puncak mulai dari 2010 sampai 2015.
b. Kapasitas trafo.
c. Data BPS Cilegon tentang pertumbuhan penduduk dan Produk
Domestik Regional Bruto (PDRB) mulai dari 2010-2015.
28
Penelitian yang digunakan, maka penyusun memerlukan alat dan bahan
yang digunakan sebagai berikut :
a. Satu unit laptop acer 4750z dengan Intel (R) Core B940.
b. Data pemakaian beban puncak GI Cilegon 150 kV mulai dari 2010
sampai 2015.
c. Data BPS Cilegon tentang pertumbuhan penduduk dan PDRB mulai
dari tahun 2010-2015.
d. Referensi berbagai macam buku yang berkaitan dalam proses
penyusunan skripsi.
3.4 Metode Analisa
Data yang digunakan adalah data beban puncak GI Cilegon Lama dan data
BPS Cilegon tentang Jumlah Penduduk dan PDRB (Produk Domestik Regional
Bruto). Dengan menggunakan metode regresi linier ganda untuk mencari
pertumbuhan beban tiap tahunnya. Beban sebagai variabel tak bebas (Y) Jumlah
penduduk dan PDRB sebagai variabel bebas (X1 dan X2), a sebagai konstanta dan
b1,b2 sebagai koefisien regresi di peroleh melalui persamaan regresi. Rumus
regresi linier ganda untuk peramalan beban yaitu:
Y = a + b1X1+ b2X2
Keterangan:
Y = Variabel tak bebas
a = konstanta
b1, b2= koefisien regresi
29
BAB IV
DATA DAN ANALISA DATA PENELITIAN
4.1 Data Penelitian
Data yang digunakan dalam mengevaluasi kemampuan gardu induk
Cilegon 150 KV 15 tahun mendatang adalah data pemakaian energi listrik tahun
2010 sampai dengan tahun 2015 pada transformator I dengan kapasitas 56 MVA
dan data pemakaian energi listrik tahun 2012 sampai dengan tahun 2015 pada
transformator II dengan kapasitas 60 MVA, data kependudukan dan PDRB dari
BPS kota cilegon tahun 2010-2015.
4.2 Analisa Data Penelitian
Analisa data penelitian diawali dengan menganalisis beban puncak
tertinggi, menganalisa dan mengasumsikan pertumbuhan pemduduk dan PDRB,
menghitung pemakaian beban dalam MVA pada transformator, membuat
persamaan pendekatan metode regresi linier berganda, meramalkan pembebanan
untuk mengetahui batas kemampuan transformator. Dengan persamaan regresi
linier ganda yaitu:
Y = a + b1X1+ b2X2
Keterangan:
Y = Variabel tak bebas
a = konstanta
b1, b2= koefisien regresi
30
Dari penelitian di GI Cilegon Lama, didapatlah data yang dibutuhkan
untuk peramalan beban yaitu data beban puncak GI Cilegon Lama pada trafo I
dan II dengan uraian sebagai berikut:
4.1 Tabel Data Beban Trafo I
Bulan 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Januari 17.9 MVA 20 MVA 19.5 MVA 22.5 MVA 22.5 MVA 22.5 MVA
Februari 16.7 MVA 16 MVA 19.5 MVA 24.3 MVA 20 MVA 24 MVA
Maret 19.6 MVA 19 MVA 19.5 MVA 21 MVA 19.5 MVA 22 MVA
April 17.5 MVA 20 MVA 19.5 MVA 19.3 MVA 25.8 MVA 25.8 MVA
Mei 23 MVA 16 MVA 20 MVA 19.5 MVA 24 MVA 24 MVA
Juni 17 MVA 13.5 MVA 19.3 MVA 21.5 MVA 21.5 MVA 22 MVA
juli 15 MVA 15.2 MVA 19.3 MVA 19.3 MVA 21.5 MVA 24 MVA
Agustus 14 MVA 18 MVA 21.5 MVA 21.5 MVA 20.8 MVA 25 MVA
September 15.5 MVA 18 MVA 21.1 MVA 22.5 MVA 26.5 MVA 26.5 MVA
Oktober 13.5 MVA 19 MVA 24 MVA 22.5 MVA 21 MVA 25 MVA
November 16 MVA 18 MVA 24 MVA 19.5 MVA 25.5 MVA 25.5 MVA
Desember 18.5 MVA 18 MVA 25.1 MVA 22 MVA 20.8 MVA 23.5 MVA
Total beban
pertahun 204.2MVA 210.7MVA 252MVA 255.4MVA 269.4MVA 289.8MVA
rata2 beban
[image:45.595.108.544.215.713.2]per tahun 17 MVA 17.5 MVA 21 MVA 21.3 MVA 22.45MVA 24.15MVA
Gambar 4.1 Grafik Pertumbuhan beban 2010-2015
0 5 10 15 20 25 30
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
pertumbuhan beban 2010-2015
31 Spesifikasi Trafo I GI Cilegon Lama
OSAKA/A.SA2225-8
56 MVA , 150/20KV
Zbase 13,45%
No seri: 58A222501
4.2 Tabel Data Beban Trafo II
Bulan 2012 2013 2014 2015
Januari 16 MVA 16.2 MVA 21.3MVA
Februari 19 MVA 16.4 MVA 21.3 MVA
Maret 17 MVA 16.2 MVA 34 MVA
April 17.5 MVA 21.3 MVA 21.3 MVA
Mei 19 MVA 17.5 MVA 22 MVA
Juni 17.5 MVA 19.6 MVA 21.5 MVA
juli 18.1 MVA 21.5 MVA 22 MVA
Agustus 22.5 MVA 19.1 MVA 21 MVA
September 17.7 MVA 26.5 MVA 19 MVA
Oktober 18.8 MVA 18 MVA 22 MVA
November 19.5 MVA 22 MVA 25 MVA
Desember 17 MVA 19 MVA 21.3 MVA 21 MVA
Total beban per tahun 17 MVA 210.6MVA 235.6MVA 271.4MVA
[image:46.595.153.498.283.721.2]rata2 beban per tahun 17 MVA 18.3MVA 19.6 MVA 22.6 MVA
Gambar 4.2 Grafik Pertumbuhan trafo II 2012-2015
0 5 10 15 20 25
2011 2012 2013 2014 2015 2016
pertumbuhan beban 2012-2015
32 Spesifikasi Trafo II GI Cilegon Lama
SHANDONG TAIKAI SFZ-60000/150
60 MVA , 150/20KV
Zbase --%
No seri: 11300
Untuk mengetahui presentase pembebanan trafo maka digunakan lah
rumus sebagai berikut:
% =� �� � %
Keterangan:
��: pemakaian beban pada tahun x
� � � � : Kapasitas trafo (data)
Berdasarkan SPT PLN no 50 tahun 1997, batas optimal pembebanan trafo
sebesar 60-80%. Sehingga diklasifikasikan pembebanan trafo sebagai berikut:
0-60% = Beban Ringan
60-80%= Beban Optimal
>80% = Beban Berat
Untuk melengkapi faktor yang mempengaruhi peramalan beban GI cilegon
lama 15 tahun mendatang, maka diperolehlah data jumlah penduduk dan
pertumbuhan PDRB ( Produk Domestik Regional Bruto) yang bersumber dari
33
4.3 Tabel Data Penduduk dan PDRB kota Cilegon
Tahun Jumlah penduduk (dalam
ribuan) PDRB (Milliar)
2010 349 19,982
2011 374 22,394
2012 386 34,485
2013 392 38,218
2014 398 44,416
2015 404 48,857
Asumsi : PDRB cilegon setiap tahun meningkat 10% (berdasarkan data statistik
Produk Regional Domestik Bruto BPS kota cilegon 2010-2015) dan pertumbuhan
penduduk cilegon setiap tahun meningkat 1,5% (berdasarkan data statistik
Kependudukan dan Tenaga Kerja BPS Kota Cilegon 2010-2015)
Perhitungan pertumbuhan PDRB Tahun x=
(PDRB tahun sebelum x*10%) + PDRB tahun sebelum x
PDRB tahun 2016:\= (48.857*10%) +48.857 = 53.472
Perhitungan pertumbuhan Penduduk Tahun x=
(Penduduk tahun sebelum x*1,5%)+penduduk tahun sebelum x=
Penduduk tahun 2016= (404*1,5%)+ 404= 410
Maka diperolehlah keseluruhan data jumlah penduduk dan PDRB hingga 15 tahun
34
4.4 Tabel Perhitungan Prediksi Penduduk dan PDRB 15 tahun mendatang
Tahun PDRB (Milliar) Jumlah penduduk (dalam
ribuan)
2010 19,982 349
2011 22,394 374
2012 34,485 385
2013 38,218 392
2014 44,416 398
2015 48,857 404
2016 53,742 410
2017 59,116 416
2018 65,028 422
2019 71,531 428
2020 78,684 434
2021 86,552 440
2022 95,207 446
2023 104,728 452
2024 115,200 458
2025 126,720 464
2026 139,392 470
2027 153,331 476
2028 168,664 482
2029 185,530 488
2030 204,083 495
Karena pada GI cilegon lama memiliki 2 trafo (penambahan trafo II pada
tahun 2012) maka pada tahun 2012 ada pembagian jumlah penduduk yang
terhubung ke trafo I dan II. Trafo I dibebani 50% dari jumlah penduduk dan
PDRB kota Cilegon, trafo II dibebani 50% dari jumlah penduduk dan PDRB kota
35
4.3 Peramalan Beban Trafo dan Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan
Beban
[image:50.595.136.510.236.466.2]4.3.1 Peramalan Beban Trafo 1 di GI Cilegon Lama
Tabel 4.5 beban dan faktor diketahui yang mempengaruhi trafo 1 56 MVA
Tahun
Beban (MVA)
(Y)
jumlah Penduduk
(dalam ribuan)
(X1)
PDRB
(dalam milliar)
(X2)
2010 17 349 19,982
2011 17.5 374 22,394
2012 21 193 17242.5
2013 21.3 196 19109
2014 22.45 198 22208
2015 24.15 202 24428.5
Berdasarkan data yang diperoleh dari laporan beban puncak gardu induk
Cilegon dan data kependudukan serta produk domestik regional bruto (PDRB)
dari BPS Cilegon serta Provinsi Banten, jumlah penduduk dan PDRB kota
Cilegon sangat mempengaruhi pertumbuhan beban transformator. Sehingga,
beban transformator GI cilegon setiap tahunnya mengalami pertumbuhan yang
diakibatkan oleh tingginya tingkat pertumbuhan penduduk kota Cilegon serta
35
4.6 Tabel perhitungan untuk persamaan regresi pada trafo 1
Tahun Y (MVA) X1 X2 X1
2
X2 2
Y2 X1*X2 X1*Y X2*Y
2010 17 349 19,982 121801 399280324 289 6973718 5933 339694
2011 17.5 374 22,394 139876 501491236 306.25 8375356 6545 391895
2012 21 193 17242.5 37056.25 297303806.3 441 3319181.25 4042.5 362092.5
2013 21.3 196 19109 38416 365153881 453.69 3745364 4174.8 407021.7
2014 22.45 198 22208 39204 493195264 504.0025 4397184 4445.1 498569.6
2015 24.15 202 24428.5 40804 596751612.3 583.2225 4934557 4878.3 589948.275
36
∑X12 = ∑ X12 - ∑� = 417157.25– . = 36.385,2083
∑X22= ∑ X22 - ∑� = 2653176124– = 33.820.707,5
∑Y2
= ∑ � − ∑
� = 2577.165- .
= 39,2383
∑X1Y= ∑ X1Y – ∑ ∗ ∑� = 30018.7– . ∗ . = -1.067,816
∑X2Y= ∑ X2Y – ∑ ∗ ∑� = 2589221.075– ∗ . = 10.901,475
∑X1X2= ∑ X1X2 - ∑ ∗ ∑� = 31745360.25– . ∗ =164.079,25
Diperolehlah persamaan berikut:
b
1 =[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
[(∑ ∑ ) − ∑ ²]
= [ .[ .. , ∗− ., ∗ ., .− , −. , .∗ , . , ]
= − .
b
2=[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
[(∑ ∑ ) − ∑ ²]
=
[ . , ∗ . , − − . , ∗ . , ]
[ . , ∗ . . , − . ,
=
.a
= ∑ − b ∗∑� − b ∗∑37
Rumus yang diperoleh untuk menghitung beban trafo gardu induk cilegon
150 kv 15 tahun mendatang berdasarkan model regresi linier berganda yaitu:
Y =
a+ (b
1*x
1)+(b
2*x
2)
Keterangan :
a : 18,5
b1 : 0,0315
b2 : 0,00047
Beban th x = 18,5+(-0,0315*jumlah penduduk th x) + (0,00047*PDRB th x)
Beban tahun 2016 = 18,5+(-0,0315*205)+(0,00047*26871)
= 24.94058 MVA
Beban tahun 2017 = 18,5+(-0,0315*208)+(0,00047*29558)
= 26.13584 MVA
Beban tahun 2018 = 18,5+(-0,0315*2011)+(0,00047*32514)
= 27.46022 MVA
Untuk menghitung presentase pembebanan trafo digunakanlah rumus
sebagai berikut:
% = � �� � %
Pembebanan tahun 2016 = , ���
38
Hasil keseluruhan dari perhitungan peramalan beban dan perhitungan
presentase pembebanan trafo I GI Cilegon Lama dapat dilihat di tabel 4.7.
Untuk menunjukkan pertumbuhan beban pertahunnya pada trafo I GI
Cilegon Lama dibuatlah grafik pertumbuhan beban gambar 4.1 berdasarkan hasil
perhitungan beban pada tabel 4.7.
Evaluasi toleransi transformator berdasarkan SPLN no 50 tahun 1997
untuk standar optimal pembebanan trafo sebesar 60%- 80%, maka batas optimal
pembebanan transformator I Gardu Induk Cilegon 150kV 56 MVA sebesar 44,8
MVA.
Berdasarkan hasil perhitungan Perkiraan 15 tahun mendatang pada tabel
4.7 dan grafik pertumbuhan beban trafo I pada gambar 4.1, maka pertumbuhan
beban pada trafo I GI Cilegon dapat dijelaskan sebagai berikut:
Bahwa di tahun 2016 sampai dengan 2021 beban trafo masih dalam beban
ringan, kemudian pada tahun 2022 hingga 2026 beban trafo dalam standar beban
optimal trafo, pada 2027 hingga 2029 trafo dalam beban berat dan pada tahun
2030 beban trafo telah melebihi kapasitas trafo. Sehingga pada tahun 2030 sudah
harus mengganti trafo dengan kapasitas yang lebih besar, atau mengalihkan
beberapa beban ke trafo II, ataupun menambah trafo baru di GI Cilegon lama.
Ketika beban mencapai batas maksimal beban optimal trafo maka
perencanaan penambahan transformator harus segera dilakukan karena sifat beban
yang tumbuh akan semakin tinggi dengan adanya pertumbuhan penduduk dan
juga PDRB kota Cilegon. Sehingga perlu adanya langkah pengawasan yang intens
terhadap pertumbuhan beban trafo agar trafo tetap bekerja secara ideal.
Karakteristik beban yang tumbuh dapat berubah apabila faktor yang
mempengaruhi beban yaitu jumlah penduduk ataupun PDRB menurun drastis
39
4.7 Tabel hasil peramalan dengan metode regresi pada trafo 1 GI Cilegon lama
150kV 56 MVA
Tahun
Beban (Y)
(MVA)
Penduduk (X1)
(dalam ribuan)
PDRB (X2)
(dalam milliar)
Pembebanan Evaluasi toleransi
2010 17 349 19982 30% beban ringan
2011 17.5 375 22394 31% beban ringan
2012 21 192.5 17242.5 38% beban ringan
2013 21.3 196 19109 38% beban ringan
2014 22.45 199 22208 40% beban ringan
2015 24.15 202 24428.5 43% beban ringan
2016 24.876225 205 26871 44% beban ringan
2017 26.05805 208 29558 47% beban ringan
2018 27.36765 211 32514 49% beban ringan
2019 28.8176125 214 35765.5 51% beban ringan
2020 30.42195 217 39342 54% beban ringan
2021 32.1961 220 43276 57% beban ringan
2022 34.1571625 223 47603.5 61% beban optimal
2023 36.3239 226 52364 65% beban optimal
2024 38.7165 229 57600 69% beban optimal
2025 41.358 232 63360 74% beban optimal
2026 44.2731 235 69696 79% beban optimal
2027 47.4891125 238 76665.5 85% beban berat
2028 51.0362 241 84332 91% beban berat
2029 54.947375 244 92765 98% beban berat
40
Gambar 4.1 Grafik pertumbuhan beban trafo I GI Cilegon Lama
[image:56.842.109.737.85.392.2]0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Grafik Pertumbuhan Beban Trafo I GI Cilegon Lama
Beban vs Tahun batas minimum beban optimal trafo
41
[image:57.595.108.524.215.405.2]4.3.2 Peramalan Beban Trafo II GI Cilegon Lama
Tabel 4.8 faktor diketahui yang mempengaruhi trafo 2
Tahun
Beban (MVA)
(Y)
jumlah Penduduk
(dalam ribuan)
(X1)
PDRB
(dalam milliar)
(X1)
2012 17 193 17242.5
2013 18.3 196 19109
2014 19.6 199 22208
2015 22.6 202 24429
Berdasarkan data yang diperoleh dari laporan beban puncak gardu induk
Cilegon dan data kependudukan serta produk domestik regional bruto (PDRB)
dari BPS Cilegon serta Provinsi Banten, jumlah penduduk dan PDRB kota
Cilegon sangat mempengaruhi pertumbuhan beban transformator. Sehingga,
beban transformator GI cilegon setiap tahunnya mengalami pertumbuhan yang
diakibatkan oleh tingginya tingkat pertumbuhan penduduk kota Cilegon serta
42
Tabel 4.9 Tabel perhitungan untuk persamaan regresi pada trafo 2
Tahun Y X1 X2 X1
2
X2 2
Y2 X1*X2 X1*Y X2*Y
2012 17 193 17242.5 37056.25 297303806.3 289 3319181.25 3272.5 293122.5
2013 18.3 196 19109 38416 365153881 334.89 3745364 3586.8 349694.7
2014 19.6 199 22208 39601 493195264 384.16 4419392 3900.4 435276.8
2015 22.6 202 24429 40804 596776041 510.76 4934658 4565.2 552095.4
43
∑X12 = ∑ X12 - ∑� = 155877,25 – = 49.68
∑X22== ∑ X22 - ∑� = 1752428992 –
.
= 30,656,209
∑Y2
== ∑ � − ∑
� = 1518,81-,
= 16.4375
∑X1Y== ∑ X1Y – ∑� ∗ ∑y� = 15324,9 –
, ∗ ,
= 28.3375
∑X2Y== ∑ X2Y – ∑� ∗ ∑y�
)=
1630189.4–, ∗ ,
= 22,287.21
∑X1X2== ∑ X1X2
-
∑� ∗ ∑�� = 16418595.25 –∗ ,
=38,740.05
Diperolehlah persamaan berikut:
b
1 =[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
[(∑ ∑ ) − ∑ ²]
= [ , [ , . ∗ , ∗ . , − –, ,. ∗ ,. ] . ]
=
0.697070243b
2=[(∑ ∑ y) − ∑ y ∑ ]
[(∑ ∑ ) − ∑ ²]
=
[ . ∗ , . − . ∗ , . ]
[ . ∗ , , – , . ]
=
-0.000114049a
=∑ − b ∗∑ − b ∗∑
�
44
Rumus yang diperoleh untuk menghitung beban trafo gardu induk cilegon
150 kv 15 tahun mendatang berdasarkan model regresi linier berganda yaitu:
Y =
a + b
1X
1+ b
2X
2Keterangan:
a : -115,9
b1 : 0,69
b2 : -0,00011
Beban th x = -115,9+ (0,69*jumlah penduduk th x) + (-0,00011*PDRB th x)
Beban tahun 2016 = -115,9+( 0,69*205)+(-0,00011*26871)
= 25,54419 MW
Beban tahun 2017 = -115,9+( 0,69*208)+(-0,00011*29558)
= 27,34862 MW
Beban tahun 20168= -115,9+( 0,69*211)+(-0,00011*32514)
= 29,12346 MW
Untuk menghitung presentase pembebanan trafo digunakanlah rumus
sebagai berikut:
% = � �� � %
Pembebanan tahun 2016 = , ���
45
Hasil keseluruhan dari perhitungan peramalan beban dan perhitungan
presentase pembebanan trafo II GI Cilegon Lama dapat dilihat di tabel 4.10.
Untuk menunjukkan pertumbuhan beban pertahunnya pada trafo I GI
Cilegon Lama dibuatlah grafik pertumbuhan beban gambar 4.2 berdasarkan hasil
perhitungan beban pada tabel 4.10.
Evaluasi toleransi transformator berdasarkan SPLN no 50 tahun 1997
untuk standar optimal pembebanan trafo sebesar 60%-80% maka batas optimal
pembebanan transformator Gardu Induk Cilegon 150kV 60 MVA sebesar 48
MVA.
Berdasarkan hasil perhitungan Perkiraan 15 tahun mendatang pada tabel
4.10 dan grafik pertumbuhan beban trafo II pada gambar 4.2, maka pertumbuhan
beban pada trafo I GI Cilegon dapat dijelaskan sebagai berikut:
Bahwa di tahun 2016 sampai dengan 2021 beban trafo masih dalam beban
ringan, kemudian pada tahun 2022 hingga 2030 beban trafo masih dalam batas
beban optimal trafo. Sehingga untuk 15 tahun mendatang trafo II GI Cilegon lama
150KV 60 MVA masih mampu melayani beban. Tetapi harus mendapatkan
pengawasan yang intens karena pada tahun 2030 beban trafo sudah memasuki
standar optimal beban trafo dan akan meningkat pada tahun berikutnya dengan
adanya pertumbuhan penduduk di kota Cilegon yang signifikan.
Ketika beban mencapai batas maksimal beban optimal trafo maka
perencanaan penambahan transformator harus segera dilakukan karena sifat beban
yang tumbuh akan semakin tinggi dengan adanya pertumbuhan penduduk dan
juga PDRB kota Cilegon. Sehingga perlu adanya langkah pengawasan yang intens
terhadap pertumbuhan beban trafo agar trafo tetap bekerja secara ideal.
Karakteristik beban yang tumbuh dapat berubah apabila faktor yang
mempengaruhi beban yaitu jumlah penduduk ataupun PDRB menurun drastis
46
4.10 Tabel hasil peramalan dengan metode regresi pada trafo II GI Cilegon lama
150kV 60 MVA
Tahun
Beban (Y)
(MW)
Penduduk (X1)
(dalam ribuan)
PDRB (X2)
(dalam milliar)
Pembebanan Evaluasi toleransi
2012 17 193 17242.5 28% beban ringan
2013 18.3 196 19109 31% beban ringan
2014 19.6 199 22208 33% beban ringan
2015 22.6 202 24428.5 38% beban ringan
2016 25.54419 205 26871 43% beban ringan
2017 27.34862 208 29558 46% beban ringan
2018 29.12346 211 32514 49% beban ringan
2019 30.8658 214 35765.5 51% beban ringan
2020 32.57238 217 39342 54% beban ringan
2021 34.23964 220 43276 57% beban ringan
2022 35.86362 223 47603.5 60% beban optimal
2023 37.43996 226 52364 62% beban optimal
2024 38.964 229 57600 65% beban optimal
2025 40.4304 232 63360 67% beban optimal
2026 41.83344 235 69696 70% beban optimal
2027 43.1668 238 76665.5 72% beban optimal
2028 44.42348 241 84332 74% beban optimal
2029 45.59585 244 92765 76% beban optimal
47
Gambar 4.2. Grafik pertumbuhan beban trafo II GI Cilegon Lama
[image:63.842.116.737.85.398.2]0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Grafik Pertumbuhan Beban Trafo II GI Cilegon Lama
Beban vs Tahun batas minimum beban optimal trafo
48 BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisi perhitungan dan pembahasan pada bab IV, maka akhir
penulisan ini dapat dirangkum sebagai berikut :
1. Prediksi kebutuhan beban 15 tahun mendatang untuk GI cilegon lama
trafo I 56 MVA pada tahun 2022 mencapai batas minimal standar optimal
beban trafo sebesar 34,15 MVA (61%), kemudian mencapai batas
maksimal standar optimal beban trafo pada tahun 2026 sebesar 44,27
MVA (79%) dan pada tahun 2030 kondisi trafo I sudak tidak mampu lagi
melayani beban yang tinggi sebesar 59,24 MVA (106%). Sementara
ketersediaan kapasitas trafo yang terpasang sebesar 56 MVA, sehingga
perlu penggantian trafo dengan daya yang lebih besar atau menambah
trafo baru di GI Cilegon lama.
2. Prediksi kebutuhan beban 15 tahun mendatang untuk GI Cilegon lama
trafo II 60 MVA pada tahun 2025 mencapai batas minimal standar
optimal trafo sebesar 35,86 MVA (60%) dan masih dalam batas standar
optimal trafo pada tahun 2030 sebesar 47,025 MVA (78%). Sehingga trafo
tetap dapat bekerja dengan optimal dalam 15 tahun mendatang. Perawatan
dan pengawasan berkala yang intens perlu dilakukan karena beban tiap
tahunnya meningkat cukup signifikan dengan adanya pertumbuhan
49 Saran
Berdasarkan hasil penelitian dan evaluasi kemampuan gardu induk Cilegon Lama,
maka penulis dapat menyampaikan beberapa saran, antara lain :
1. Berdasarkan hasil penelitian maka diperkirakan pada tahun 2030,
transformator I pada GI Cilegon lama sudah tidak layak lagi untuk
melayani kebutuhan beban listrik didaerah pelayanannya, sehingga perlu
dipikirkan dan direncanakan kebijakan-kebijakan untuk mengantisipasi
pertumbuhan beban tersebut. Salah satunya dengan melakukan pergantian
atau penambahan kapasitas transformator yang sesauai dengan besarnya
kebutuhan beban tenaga listrik yang diperlukan.
2. Alternatif lain yang bisa ditempuh untuk memenuhi kebutuhan beban di
daerah pelayanan GI Cilegon lama adalah dengan melakukan interkoneksi
dari GI lain, dimana pada saat terjadi beban puncak maka feeder-feeder
pada GI Cilegon akan mendapatkan suplai dari GI lain yang pembebanan
50
DAFTAR PUSTAKA
Abdul kadir, Ir. 1998. “Transmisi Tenaga Listrik”. Universitas Indonesia.
Jakarta.
Anonim, 2013.” Proyeksi Penduduk Indonesia”. Badan Pusat Statistik.
Jakarta.
Anonim, 2015.” Proyeksi Penduduk Banten”. Badan Pusat Statistik.
Banten.
Dian Saefullah. 2000. “Perencanaan Pengembangan Gardu Induk 10
Tahun ke Depan”. Universitas Diponegoro. Semarang. http//eprints.undip.ac.id/25821/1/ML2F000593
Elias K. Bawan, 2013. “ Estimasi Pembebanan Trafo Gardu Induk 150 KV”. Universitas Negeri Papua. Papua.
http//jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/FORISTEK/article/view/1618
Hadi A, Pabla,A.S, 1994. “Sistem Distribusi Daya Listrik”. Erlangga.
Jakarta.
M. Syafruddin. 2012. “Metode Regresi Linier untuk Prediksi Kebutuhan
Energi Listrik Jangka Panjang”. Universitas Bandar Lampung. Lampung.
Puji Romadhoni, 2015. “Evaluasi Gardu Induk Serang 150 kV” Skripsi.
Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Jurusan Teknik Elektro Yogyakarta.
Syafriyudin. 2011. “Perhitungan Lama Waktu Pakai Transformator
Jaringan Distribusi 20KV di APJ Yogyakarta”. IST AKPRIND.
Yogyakarta.
Wibowo A, 2012. “Analisis Dampak Pertumbuhan Beban Terhadap
Keandalan Gardu Induk Klaten PT. PLN (Persero) APJ.Klaten” Skripsi.
Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Jurusan Teknik Elektro Yogyakarta.
Zuhal, 2000. “Dasar Teknik Tenga Listrik dan Elektronika Daya”
51
