TUGAS AKHIR
PENGARUH PENURUNAN TEGANGAN
TERHADAP GALAT KWH-METER ELEKTRONIK
O L E H :
NIM. 050422011
KRISTIAN ANDI MARTALATA
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Dalam rangka mengatasi krisis energi di Sumatera Utara, PT PLN
(Persero) Wilayah II Sumatera Utara menurunkan tegangan jaringan distribusi.
Akibatnya, alat ukur energi listrik di pelanggan bekerja di bawah tegangan
nominal. Tugas Akhir ini melaporkan pengaruh dari penurunan tegangan kerja
KWH-meter elektronik terhadap galat alat ukur tersebut. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa galat dari kWh-meter elektronik menurun sebesar 0.039 %
apabila tegangan diturunkan. Hal ini mengakibatkan terjadinya pengurangan
pembayaran energi oleh konsumen atau menimbulkan kerugian bagi PT PLN.
Kerugian PT PLN tahun 2007 akibat penurunan tegangan tersebut diperkirakan
sebesar Rp 1.227.686.537,16.
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan semestinya.
Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Dalam penyusunan penulisan Tugas Akhir ini, penulis memberi judul
“Pengaruh Penurunan Tegangan Terhadap Galat KWh-Meter Elektronik”.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini
banyak terdapat kekurangan, baik dari segi penulisan maupun isi yang terkandung
di dalamnya. Dengan segala kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran
yang bersifat membangun guna penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro,
Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Rahmat Fauzi, ST. MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro,
Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing, selaku Dosen Pembimbing, yang telah
banyak membantu saya di dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
4. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Suardi yang turut membantu saya dalam pengambilan data di PT
PLN (Persero) Cabang Medan.
6. PT PLN (Persero) Cabang Medan yang telah memberikan izin kepada
penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Buat saudara/i yang telah memberikan semangat kepada saya dalam
menyusun Tugas Akhir ini semoga Tuhan selalu menyertai mereka.
8. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa yang telah banyak memberikan bantuan
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, kepada semua pihak
yang telah banyak membantu penulis selama ini. Dan semoga Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Nopember 2009
Penulis
KRISTIAN ANDI MARTALATA
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 1
1.3. Batasan Lingkup Penelitian ... 1
1.4. Metodologi Penelitian ... 2
BAB II KWH-METER ELEKTRONIK 2.1. Umum ... 3
2.2. Prinsip Kerja ... 4
2.3. Komponen Catu Daya ... 5
2.4. Komponen Tegangan ... 6
2.5. Komponen Arus ... 6
2.6. Komponen Pengali (Multiplier) ... 7
2.7. ADC (Analog to Digital Converter) ... 8
2.8. Mikroprosesor ... 9
2.9. Tampilan (Display) ... 10
BAB III GALAT DAN METODE PENGUKURAN GALAT 3.1. Galat ... 12
3.2. Galat Pada KWh-meter Elektronik ... 13
3.3. Pengukuran Galat ... 14
3.3.2. Metode Wattmeter Standar ... 16
3.3.3. Metode Perbandingan Waktu ... 17
BAB IV PENGUKURAN GALAT SAMPEL 4.1. Umum ... 20
4.2. Prinsip Alat Current Regulator ... 21
4.3. Prinsip Alat ukur Galat Elektronik ... 22
4.4. Metoda Pengukuran ... 23
4.5. Hasil Pengukuran ... 24
4.6. Galat Rata-rata ... 24
4.7. Hubungan Galat Vs Tegangan ... 29
4.8. Pengaruh Penurunan Tegangan Terhadap Rupiah ... 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 38
5.2. Saran ... 38
DAFTAR PUSTAKA ... 39
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram Blok KWh-meter Elektronik ………....…………. 4
Gambar 2.2 Rangkaian Penurun Tegangan Dan Penghasil Tegangan DC... 5
Gambar 2.3 Rangkaian Sensor Tegangan ………... 6
Gambar 2.4 Rangkaian Sensor Arus ………...…….………..….. 7
Gambar 2.5 Rangkaian Pengali (Multiplier) …...…….... 7
Gambar 2.6 Rangkaian Penyearah …...………..……….. 8
Gambar 2.7 Rangkaian ADC …...………..………. 8
Gambar 2.8 Kongfigurasi Pin Pada Mikroprosesor ...………..…….. 10
Gambar 2.9 Tampilan (Display) ………..…...…..…….. 10
Gambar 3.1 Sampling ADC …….……..………...…..…….. 14
Gambar 3.2 Rangkaian Setting Arus dan Tegangan ……….…. 15
Gambar 3.3 Rangkaian Pengukuran KWh-meter Standar ... 15
Gambar 3.4 Rangkaian Pengukuran KWh-meter Uji …... 16
Gambar 3.5 Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Wattmeter Standar ... 17
Gambar 3.6 Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Mengukur Waktu Kedipan …... 18
Gambar 4.1 Sampel KWh-meter Pengujian …... 20
Gambar 4.2 Current Regulator …... 21
Gambar 4.3 Rangkaian Penggeser Phasa …... 22
Gambar 4.4 Alat Pengukur Galat KWh-meter …... 23
Gambar 4.5 Rangkaian Pengukur …... 23
Gambar 4.6 Kurva galat VS Tegangan KWh-meter Smart Meter …... 29
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Spesifikasi Sampel Percobaan ..…………..……….… 20
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Galat Smart Meter .……….… 25
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Galat Actaris ...……….…. 26
Tabel 4.4 Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Smart Meter ... 28
Tabel 4.5 Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Actaris ... 28
Tabel 4.6 Data Energi Terjual Setiap Bulan Selama Tahun 2007
PT PLN (Persero) Cabang Medan ……….….…….…… 30
Tabel 4.7 Kenaikan Galat Akibat Penurunan Tegangan pada
kWh-meter Smart Meter …...……….…….…… 31
Tabel 4.8 Kenaikan Galat Akibat Penurunan Tegangan pada
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I. Spesifikasi Alat Pengukur Galat
Lampiran II. Data Hasil Pengukuran
ABSTRAK
Dalam rangka mengatasi krisis energi di Sumatera Utara, PT PLN
(Persero) Wilayah II Sumatera Utara menurunkan tegangan jaringan distribusi.
Akibatnya, alat ukur energi listrik di pelanggan bekerja di bawah tegangan
nominal. Tugas Akhir ini melaporkan pengaruh dari penurunan tegangan kerja
KWH-meter elektronik terhadap galat alat ukur tersebut. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa galat dari kWh-meter elektronik menurun sebesar 0.039 %
apabila tegangan diturunkan. Hal ini mengakibatkan terjadinya pengurangan
pembayaran energi oleh konsumen atau menimbulkan kerugian bagi PT PLN.
Kerugian PT PLN tahun 2007 akibat penurunan tegangan tersebut diperkirakan
sebesar Rp 1.227.686.537,16.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
KWH-meter elektronik merupakan alat ukur energi listrik bolak-balik
yang digunakan sebagai pengukur energi pada lingkungan perumahan,
perkantoran maupun industri. PT PLN (Persero) sudah menerapkan penggunaan
kWh-meter elektronik untuk menghindari galat saat pencatatan stand meter,
meminimalkan koreksi galat rekening dan mengurangi pencurian listrik.
Pengunaan kWh-meter elektronik diharapkan dapat meningkatkan pendapatan PT
PLN (Persero).
Tetapi kenyataannya di lapangan masih banyak kita jumpai kWh-meter
tidak bekerja pada tegangan nominalnya karena PT PLN (Persero) Wilayah II
Sumatera Utara menurunkan tegangan jaringan distribusi dalam rangka mengatasi
krisis energi di Sumatera Utara dan juga karena adanya rugi-rugi tegangan pada
distribusi. Oleh karena itu perlu diteliti pengaruh penurunan tegangan terhadap
galat kWh-meter elektronik.
1.2. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Adapun tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk meneliti pengaruh
penurunan tegangan jaringan pada galat suatu kWh-meter elektronik.
Manfaat dari penulisan ini adalah sebagai informasi bagi PT PLN
(Persero) maupun bagi konsumen untuk mengetahui berapa kerugian
masing-masing karena perubahan galat tersebut.
1.3. BATASAN LINGKUP PENELITIAN
KWh-meter dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. Apabila dilihat dari
Jika dibedakan dari tegangan kerjanya maka kWh-meter 1 phasa terdiri dari dua
jenis, yaitu kWh-meter 100 V dan kWh-meter 220 V. Bila dilihat dari nama
produsen, kWh-meter elektronik yang digunakan PT PLN (Persero) terdiri dari
beberapa jenis antara lain : buatan PT Smart Meter Indonesia, ACTARIS, PT
Margan Sinta Cemerlang, PT SMC dan ITB, PT Indonesia Comnent Plus dan PT
Fuji Dharma Electric. Lingkup penelitian dibatasi hanya pada kWh-meter 1 phasa,
220 volt buatan PT Smart Meter dan Actaris.
I.4. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian dilakukan terhadap sampel kWh-meter. Galat sampel diukur di
Laboratorium Kamar Tera PT PLN (Persero) Wilayah II Sumatera Utara.
Pengukuran galat dilakukan dengan kondisi tegangan mulai dari nominal hingga
tegangan 170 volt dengan tingkat penurunan tegangan 5 volt. Pengukuran galat
dilakukan pada setiap tingkat tegangan pada empat kondisi arus beban dengan
BAB II
KWH-METER ELEKTRONIK
2.1. UMUM
Energi ialah besar daya terpakai oleh beban dikalikan dengan lamanya
pemakaian daya tersebut atau daya yang dikeluarkan oleh pembangkit energi
listrik dikalikan dengan lamanya pembangkit beroperasi mencatu daya tersebut.
Satuan besaran energi adalah wattjam atau kilo-wattjam. Energi listrik dinyatakan
dalam rumus :
W = V.I . cos Ø. t ...(2.1)
Di mana : W : Energi listrik (kWh )
V : Tegangan listrik (Volt)
I : Arus listrik (Ampere)
Cos Ø : Faktor daya
t : Waktu (jam)
Alat untuk mengukur besarnya energi dinamakan watt-jam-meter atau
kilowatt-jam-meter, namun lazim disebut Wh-meter atau kWh-meter (h dari kata
hour = jam). Alat ukur ini membutuhkan besaran tegangan, besaran arus dan
waktu.
KWh-meter elektronik termasuk dalam kWh-meter statik yang
menggunakan komponen elektronik sebagai pemroses utama. Komponen
elektronik mendeteksi tegangan dan arus sesaat dan diproses untuk menghasilkan
pulsa yang mempunyai frekuensi sebanding dengan energi yang diukur (kWh).
1. Bagian sensor tegangan dan arus
2. Bagian pengali
3. Bagian pemroses
4. Bagian tampilan / display
2.2. PRINSIP KERJA
Cara kerja kWh-meter elektronik secara umum terdiri dari 3 tahap, yaitu :
1. Mendeteksi tegangan dan arus sesaat.
2. Mengalikan kedua besaran tersebut (tegangan dan arus) untuk
memperoleh daya sesaat.
3. Mengintegrasikan/mengakumulasi hasil perkalian tegangan dan arus
pada butir 2 di atas.
Gambar 2.1 dapat menjelaskan secara umum prinsif kerja kWh-meter
elektronik. Komponen catu daya adalah rangkaian internal alat ukur kWh, yang
berfungsi sebagai sumber tegangan pada kWh-meter tersebut. Komponen V
adalah rangkaian internal alat ukur kWh, yang terdiri dari sensor tegangan.
Komponen I adalah rangkaian internal alat ukur kWh, yang terdiri dari sensor
arus.
Gambar 2.1. Diagram Blok KWh-meter Elektronik Load
Supply AC
Memory Indikator operasi Catu
Daya
Display
V
I
Komponen pengali adalah bagian alat ukur yang mengintegrasikan besaran
tegangan dan besaran arus. Komponen ADC adalah bagian alat ukur yang
merubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Komponen mikroprosesor adalah
suatu piranti pengolahan data. Komponen memori adalah suatu piranti yang
menyimpan informasi digital berupa bilangan-bilangan biner. Indikator operasi
adalah suatu piranti yang memberikan sinyal kasat mata, yang menunjukan bahwa
alat ukur sedang beroperasi. Sedangkan komponen display adalah piranti yang
menampilkan energi aktif yang terukur.
2.3. KOMPONEN CATU DAYA
Tegangan yang di butuhkan oleh peralatan elektronik adalah tegangan
rendah yaitu kurang atau sama dengan 24 volt DC. Sehingga diperlukan sebuah
alat yang dapat menurunkan tegangan dan disearahkan sehingga menghasilkan
tegangan DC sebesar 24 volt. Pada Gambar 2.2 ditunjukkan rangkaian penurun
tegangan dan penghasil tegangan DC. Penurun tegangan ini berupa autotrafo dan
penghasil tegangan DC berupa penyearah jembatan.
220 V AC
24 V DC
2.4. KOMPONEN TEGANGAN
Komponen tegangan adalah sensor tegangan yang berfungsi untuk
menentukan tegangan jala-jala listrik setiap saat. Hal ini diperlukan untuk
mengukur tegangan setiap saat.
Sensor tegangan ini berupa pembagi tegangan dan sebuah op-amp seperti
ditujukkan pada Gambar 2.3. Tegangan yang dihasilkan masih berupa sinyal
sinusoidal. Tegangan ini akan diteruskan ke input rangkaian pengali.
+
- 2k
10k
220 K
5 K
Gambar 2.3 Rangkaian Sensor Tegangan
2.5. KOMPONEN ARUS
Sensor arus berupa suatu CT (Current Transfomer) yang kontruksinya
seperti ditunjukkan pada Gambar 2.4. Primer CT berupa sebatang kawat. Arus
beban dilewatkan melalui kawat ini. Inti CT berupa cincin solenoida sedangkan
kumparan sekunder berupa kawat email digulung pada cincin solenoida. Jika
primer dialiri arus maka pada kumparan sekunder diinduksikan arus yang
sebanding dengan arus primer. Arus yang mengalir ke kumparan sekunder akan
diteruskan ke input rangkaian pengali. Arus keluar dari sensor arus masih berupa
sinyal sinusoidal.
Sensor arus berfungsi untuk mendeteksi dan menghitung arus yag dipakai
oleh konsumen. Mendeteksi arus diperlukan untuk menghitung daya rata-rata
vcc
Arus keluaran 47k
47k
28k 10k
+ -20k
2k
10k
Gambar 2.4 Rangkaian Sensor Arus
2.6. KOMPONEN PENGALI (MULTIPLIER)
Rangkaian Multiplier terdiri dari dua input yaitu output dari sensor
tegangan dan output dari sensor arus dan menghasilkan satu output. Rangkaian
pengali dapat dilihat pada Gambar 2.5. Rangkaian ini berfungsi sebagai pengali
output dari sensor tegangan dan output dari sensor arus. Level tegangan keluaran
dari rangkaian pengali berkisar antara 0 – 5 V.
MC 1495 Rx Ry
2k1
5k
10k 10k
5k 5k
RL RL 10
0.01µF -12 V
+12 V
8 5 6 11
3 13 12 7
4 14
9 2
1
Ke ADC Sensor
tegangan Sensor arus
Keluaran dari rangkaian pengali diteruskan ke rangkaian penyearah seperti
yang ditunjukan pada Gambar 2.6. Sinyal output dari rangkaian pengali
disearahkan agar bagian negatif dari sinyal tersebut menjadi positif. Kemudian
diteruskan ke rangkaian Analog to Digital Converter (ADC).
Gambar 2.6 Rangkaian Penyearah
2.7. ADC (ANALOG TO DIGITAL CONVERTER)
Sebuah Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau A
to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal kontinu
(analog) menjadi keluaran diskrit/digital. Umumnya, sebuah ADC adalah sebuah
piranti elektronik yang mengubah sebuah tegangan menjadi sebuah bilangan
digital biner.
Gambar 2.7 Rangkaian ADC
+ -V+ D1 R V-R D2 Vi Vo DB0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 CS RD WR INTR CLK IN V CLK R VCC Vin (+) Vin (-) A GND V Ref/2 D GND
VCC = 5 V
10 K 10 K
10 µF
150 pF
11 12 13 14 15 16 17 18 5 3 2 1 20 19 4 6 7 8 9 10 Output 8 bit ke
Pada Gambar 2.7. memperlihatkan rangkaian ADC. ADC ini memerlukan
dua input analog yaitu Vin (+) dan Vin (-). Input analog ini merupakan output dari
rangkaian penyearah yang berkisar antara 0 – 5 V.
Input dari rangkaian penyearah akan diubah kedalam bentuk bilangan
biner sebanyak 8 bit. Output 8 bit ini akan diteruskan ke mikroprosesor.
2.8. MIKROPROSESOR
Mikroprosesor, dikenal dengan sebutan Central Processing Unit (CPU)
artinya unit pengolahan pusat. Mikroprosesor adalah pusat dari proses perhitungan
dan pengolahan data yang terbuat dari sebuah lempengan yang disebut “chip”.
Chip sering disebut juga dengan “Integrated Circuit (IC)”, bentuknya kecil,
terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri dari 10 juta transistor.
Mikroprosesor berfungsi sebagai tempat untuk melakukan pelbagai
pengolahan data. Pekerjaan pengolahan data diantaranya: mencatat, melihat,
membaca, membandingkan, menghitung, mengingat, mengurutkan maupun
membandingkan.
Dalam bekerja, fungsi dari Mikroprosesor terbagi menjadi :
• Internal Memory, berfungsi untuk menyimpan data dan program.
• ALU (Arithmatic Logical Unit), untuk melaksanakan perbagai macam perhitungan.
• Control Unit, bertugas untuk mengatur seluruh operasi.
Mikroprosesor juga memiliki unit antarmuka masukan/keluaran yang
menghubungkan sistem mikroprosesor ke piranti eksternal. piranti itu adalah I/O
yang bersifat dua arah. Artinya menyediakan sambungan ke dan dari sistem
mikroprosesor dengan piranti-piranti lain.
Gambar 2.8 menunjukkan kaki atau pin pada mikroprosesor. Pin D0-D7
Gambar 2.8 Konfigurasi Pin Pada Mikroprosesor
Dari peralatan peripheral tersebut akan di teruskan ke sebuah piranti.
Piranti itu adalah driver display yang digunakan pada bagian tampilan kWh-meter
elektronik.
2.9. TAMPILAN (DISPLAY)
Hasil akhir dari seluruh proses Kwh-meter elektronik adalah display atau
tampilan. Tampilan inilah yang menunjukkan hasil pengukuran. KWh-meter
elektronik mempunyai dua jenis tampilan yaitu tampilan anaolg dan tampilan
digital atau liquid crytal display.
(a) (b)
Gambar 2.9 Jenis Tampilan KWh-meter Elektronik
Tampilan analog seperti Gambar 2.9.a menggunakan motor stepper untuk
mengerakkan single rate drum-register. Pada Gambar 2.9.b adalah tampilan
BAB III
GALAT DAN METODA PENGUKURAN GALAT
3.1. GALAT
Galat dapat disebut juga error atau kesalahan, kesalahan yang dimaksud di
sini adalah kesalahan dalam proses pengambilan data. Galat adalah
keanekaragaman (variabilitas) yang disebabkan oleh ketidakmampuan materi
percobaan atau obyek percobaan untuk berperilaku sama dalam percobaan
tersebut. Galat atau error dapat pula didefinisikan sebagai selisih dari nilai atau
hasil yang kita harapkan terjadi (expected value) dengan observasi atau kenyataan
yang terjadi di lapangan. Galat dapat berfungsi untuk menunjukkan efisiensi dari
satu jenis percobaan atau penelitian ke penelitan yang lain. Secara normal kita
menginginkan galat yang bernilai kecil bahkan tidak terjadi galat. namun
ketiadaan galat juga dapat menyebabkan pertanyaan dalam penelitian kita.
Terpenting dari galat ini adalah galat harus terjadi secara alami sehingga dapat
mengGambarkan obyek penelitian yang sesungguhnya. Cara yang paling efektif
untuk menimbulkan kealamian galat adalah dengan menghomogenkan pelakuan
terhadap obyek.
Jenis galat secara teoritis ada dua jenis, yaitu galat sistematis dan galat
acak (random error). Galat sistematis adalah galat yang disebabkan oleh pengaruh
pengukuran yang bias, yang terjadi secara teratur atau konstan. Misalkan pada alat
ukur, alat hitung, alat timbang, dan lain sebagainya. Intinya galat ditimbulkan dari
alat dan proses yang berlangsung secara konstan. Galat acak (random error)
adalah galat yang timbul dari proses pengukuran namun terjadinya tidak konstan
3.2. GALAT PADA KWH-METER ELEKTRONIK
SAMPLING RATE
Sinyal analog merupakan sinyal kontinyu dan perlu diubahnya menjadi
sebuah sinyal digital. Untuk itu perlu untuk menentukan saat/waktu dimana
sebuah nilai digital yang baru diambil dari sebuah sinyal analog. Saat dari
pengambilan nilai baru ini disebut dengan sampling rate atau frekuensi sampling
dari converter. Karena secara praktis ADC tidak dapat membuat sebuah
pengkonversian yang terus menerus, nilai masukan harus ditahan tetap selama
waktu tertentu yaitu pada saat converter melakukan sebuah pengkonversian (atau
disebut waktu konversi). Sebuah rangkaian masukan yang disebut rangkaian
sample and hold melakukan tugasnya ( kebanyakan menggunakan kapasitor untuk
menyimpan tegangan analog pada masukan dan menggunakan sebuah sakelar
elektrik atau gerbang untuk memutuskan kapasitor dari masukan). Kebanyakan
rangkaian ADC sudah terintegrasi dengan subsistem sample and hold secara
internal.
Masukan analog ADC biasanya berupa sinyal kontinyu yang memiliki
kemungkinan nilai tak terhingga banyaknya, sedangkan keluaran digital
merupakan fungsi diskrit dengan kemungkinan nilai yang dibatasi jumlahnya oleh
resolusi converter. Oleh karena dalam pengubahan bentuk analog ke bentuk
digital, sinyal analog berbeda nilai dengan sinyal keluaran yang diakibatkan
adanya ditorsi, diubah dengan kode digital yang sama atau seragam pada
keluarannya. Sehingga beberapa nilai tegangan analog dihilangkan. Untuk lebih
Gambar 3.1 Sampling ADC
3.3. PENGUKURAN GALAT
Ada tiga cara untuk menentukan galat kWh-meter. Cara pertama adalah
membandingkan kWh-meter yang diuji dengan kWh-meter standar. Cara kedua
adalah membandingkan hasil ukur kWh-meter dengan energi yang dihitung
berdasarkan data Watt-meter standar. Cara Ketiga membandingkan waktu yang
dibutuhkan untuk menghasilkan suatu energi tertentu dengan waktu menurut
perhitungan.
3.3.1 METODE KWH-METER STANDAR
Dalam hal ini kWh-meter uji dan kWh-meter standar dibuat beroperasi
pada pembebanan yang identik dan dalam periode waktu yang sama. Percobaan
ini menggunakan sebuah autotrafo, sebuah voltmeter, sebuah amperemeter,
sebuah tahanan geser, sebuah saklar dan sebuah alat ukur waktu.
Setting arus dan tegangan dilakukan dengan merangkai peralatan-peralatan
seperti Gambar 3.2 berikut ini.
- nilai analog
• nilai digital
( galat
t
100
001 011
010
000
(
( (
( (
( (
(
Autotrafo Vin
Tahanan Geser v
A
S
Gambar 3.2 Rangkaian Setting Arus dan Tegangan
Setelah rangkaian percobaan di atas telah dirangkai, maka saklar S dapat
di-on-kan. Autotrafo diatur hingga voltmeter menunjukkan tegangan 220 V. Lalu
tahanan geser diatur hingga amperemeter menunjukkan arus 5 A. Saklar S dibuka
dan posisi lengan tahanan geser tidak diubah.
Tanpa merubah posisi autotrafo dan tahanan geser, pasanglah kWh-meter
standar seperti Gambar 3.3 di bawah ini.
Autotrafo Vin
kWh-meter standar
Tahanan Geser v
A
S
Gambar 3.3 Rangkaian Pengukuran KWh-meter Standar
Saklar S ditutup untuk mengaktifkan kWh-meter. Setelah 1 jam, saklar S
dilepas dan dicatat hasil pengukuran. Lalu Pasang kWh-meter uji tanpa merubah
Autotrafo Vin
kWh-meter Uji
v
A
S
Tahanan Geser
Gambar 3.4 Rangkaian Pengukuran KWh-meter Uji.
Saklar S ditutup untuk mengaktifkan kwh meter yang diuji. Setelah 1 jam,
saklar S dibuka dan dicatat hasil pengukuran kWh-meter yang diuji. Dengan
membandingkan kedua hasil pengukuran di atas maka didapat galat dari
kWh-meter uji. Cara membandingkannya adalah dengan menggunakan persamaan
berikut:
x
100
%
W
W
W
g
stndr stndr uji
−
=
…...……….(3.1)Di mana : g = galat kWh-meter (%)
Wuji = energi yang terbaca pada kWh-meter uji (kWh)
Wstndr = energi yang terbaca pada kWh-meter standar (kWh)
3.3.2 METODE WATTMETER-STANDAR
Metode ini adalah mengoperasikan kWh-meter yang akan diuji bersama
Tahanan Geser
Autotrafo Vin
kWh-meter Uji
v
A S
Watt-meter Standar
Gambar 3.5 Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Watt-meter Standar
Penunjukkan kwh-meter direset menjadi nol. Saklar S ditutup dan dicatat
penunjukan daya pada watt-meter standar (Pstndr). Setelah waktu tertentu (T1)
saklar dibuka dan dicatat penunjukkan energi yang tercatat pada kWh-meter uji.
Energi menurut data pada watt-meter standar :
Wstndr = Pstndr X T1 …...……….(3.2)
Maka,
x
100
%
W
W
W
g
stndr stndr uji
−
=
3.3.3 METODE PERBANDINGAN WAKTU
Alat ukur elektronik dilengkapi dengan lampu indikator impuls. Lampu
indikator impuls berkedip 2000 kali per kwh. Dalam pengukuran dibuat seperti
Tahanan Geser
Autotrafo Vin
kWh-meter Uji
v
A S
Watt-meter Standar
Gambar 3.6 Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Mengukur Waktu Kedipan
Adapun peralatan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
1. Autotrafo 1 buah
2. Tahanan geser 1 buah
3. Wattmeter 1 buah
4. Voltmeter 1 buah
5. Amperemeter 1 buah
6. Saklar S 1 buah
7. Alat ukur waktu 1 buah
Saklar S ditutup dan dicatat penunjukannya pada Watt-meter standar
(Pstndr). Pada suatu kedipan tertentu stopwatch di jalankan dan pada kedipan ke-n
tertentu stopwatch distop. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk n kedipan (ts).
waktu kedipan kWh-meter dihitung dengan rumus di bawah ini :
P C n P
x C
n tu
.
1000 . 3600 .
1000 3600
=
= ……….(3.3)
Di mana : n = jumlah kedipan (impuls)
C = konstanta kWh-meter (imp/kWh)
P = daya yang mengalir (kW)
Maka galat dalam persen dapat dinyatakan dengan :
%
100
1 x
t
t
g
s u
−
=
………(3.4)Di mana : g = galat kWh-meter (%)
ts = waktu yang ditunjukkan stop watch (detik)
tu = waktu yang dibutuhkan alat ukur untuk membentuk n kedipan (t)
Perlu diingat bahwa kecepatan reaksi pengamat dalam menggunakan alat
ukur waktu, ketajaman menghitung jumlah kedipan dan ketelitian alat ukur waktu
sendiri sangat menentukan ketelitian pengukuran.
Galat pada alat ukur umumnya dinyatakan dalam klas ketelitian yang
dinyatakan dengan klas 0.1; 0.5 ; 1,0 ;2,0 dst. Alat ukur dinyatakan mempunyai
BAB IV
PENGUKURAN GALAT SAMPEL
4.1. UMUM
Pengukuran dilakukan Laboratorium Kamar Tera PT PLN (Persero)
Wilayah II Sumatera Utara. Pengujian menggunakan 10 sampel yang terdiri
produksi PT SMART METER INDONESIA dan PT ACTARIS masing-masing 5
buah kWh-meter. Semua sampel ini adalah kWh-meter 1 fasa yang masih baru.
[image:30.595.107.536.335.488.2]Adapun spesifikasinya dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Spesifikasi Sampel Percobaan
PT SMART METER
INDONESIA ACTARIS
Te ga n gan n om in a l 220 220
Fr e k w e nsi ( H z ) 50 50
Ar us ln ( m a x ) ( A) 5( 20) 5( 20)
k on st an t a m e t e r
( im p/ k W h ) 1600 2000
Je n is Fasa t unggal 2 k awat Fasa t unggal 2 k awat
in de k s k e la s m e t er 1 1
Pada Gambar 4.1 diperlihatkan kWh-meter yang menjadi objek penelitian.
KWh-meter yang dipilih untuk menjadi sampel penelitian adalah kWh-KWh-meter elektronik
1 fasa.
(a) KWh-meter Smart Meter (b) KWh-meter Actaris
[image:30.595.363.518.582.699.2]Untuk melihat pengaruh penurunan tegangan terhadap galat kWh-meter
elektronik 1 fasa, maka dalam penelitian ini dibuat tegangan pengujian menurun
dengan interval 5 volt dimulai dari tegangan nominal 220 V. KWh-meter
ditempatkan pada meja tera yang telah tersedia. Suatu sensor kedipan impuls
diletakkan tepat dilampu indikator kWh-meter sehingga sensor kedipan
impuls-nya berkedip. Fungsi dari sensor ini adalah menghitung jumlah kedipan
kWh-meter elektronik.
Dari hasil pengukuran yang diperoleh maka dapat diGambarkan hubungan
antara galat dan tegangan. Bab ini akan memperlihatkan hubungan galat terhadap
penurunan tegangan serta hubungan antara perubahan dalam rupiah terhadap
penurunan tegangan kerja kWh-meter.
4.2. PRINSIP ALAT CURRENT REGULATOR
Current regulator adalah alat yang dapat mengatur tegangan, arus dan
pergesaran phasa. Current regulator yang dipakai dalam penelitian ini adalah
produk Actaris dengan tipe GP 3050/3. Alat ini dapat mengatur tegangan satu
phasa mulai dari 0-320 V dan mengatur arus mulai dari 0-10 A. Alat ini dapat
dilihat pada Gambar 4.2. Spesifikasi dari alat alat ini dapat dilihat pada Lampiran
[image:31.595.229.396.529.654.2]I.
Selain dapat mengatur tegangan dan arus, alat ini juga dapat mengatur
pergesaran phasa. Gambar 4.3 memperlihatkan rangkaian penggeser phasa pada
[image:32.595.238.401.171.299.2]alat ini.
Gambar 4.3 Rangkaian Penggeser Phasa
4.3. PRINSIP ALAT PENGUKUR GALAT ELEKTRONIK
Jenis dari alat pengukur galat yang dipakai dalam penelitian ini adalah
produk Actaris dengan tipe SM 3050. Ada dua bagian utama dalam alat ini,
pengukur energi yang dicatat kWh-meter dan pengukur energi yang dikonsumsi
beban. Jumlah kedipan yang disensor oleh alat pengukur galat ini dikonversikan
menjadi besaran energi. Pengukur energi yang dicatat kWh-meter dilakukan
dengan memasang suatu sensor yang mencatat jumlah kedipan kWh-meter untuk
suatu energi tertentu. Jumlah kedipan dikonversi menjadi besaran energi dengan
suatu konstanta yang tergantung kepada peralatan kWh-meter. Energi yang
diperoleh melalui hasil konversi dikurangkan dengan energi yang dikonsumsi
beban. Hasil pengurangan ini kemudian dibandingkan dengan besar energi yang
dikonsumsi beban yang hasilnya adalah nilai galat ukur dari kWh-meter.
Spesifikasi dari alat pengukur galat ini dapat dilihat pada Lampiran I. Alat
pengukur galat ini memiliki ketelitian dalam mengukur galat sebesar 0,05 %.
Adapun Gambar dari alat ini dapat diperhatikan pada Gambar 4.4.
Vin
R
C
Penggeser Fasa R1
R2 R1 R2=
Gambar 4.4 Alat Pengukur Galat KWh-meter
4.4. METODE PENGUKURAN
Dalam penelitian ini, alat pengukur galat diatur untuk mengukur galat
pada 5 kedipan impuls meter. Suatu alarm akan berbunyi, jika kedipan
kWh-meter berkedip 5 kali. Saat alarm berbunyi, maka suatu nilai galat muncul di layar
alat pengukur galat.
Untuk satu tingkat tegangan, arus pengujian dibuat bervariasi dengan suatu
alat Current Regulator. Pengukuran awal dilakukan pada tegangan nominal 220 V
dan pada arus 5 A. Current Regulator dan alat pengukur galat dirangkai dalam
suatu rangkaian percobaan seperti ditunjukkan pada Gambar 4.5.
1 3 4 6
Current Regulator
Alat Pengukur
Galat
[image:33.595.243.419.84.207.2]kWh- meter
Gambar 4.5 Rangkaian Pengukuran
Adapun peralatan yang digunakan dalam pengukuran ini adalah :
1. Current Regulator Actaris GP 3050 1 set
2. Alat pengukur galat Actaris SM 3050 1 set
Current Regulator dihidupkan, kemudian alat pengukur galat diatur
berdasarkan impul/kWh dari kWh-meter yang diuji dan jumlah impuls dibuat 5
kedipan. Setelah beberapa saat, diperiksalah layar penunjuk tegangan dan arus
pada Current Regulator dan alat pengukur galat. Besar tegangan dan arus yang
ditunjukkan kedua alat ini harus sama. Setelah 5 kedipan maka alarm akan
berbunyi. Pada layar alat pengukur galat akan muncul nilai galat yang terukur.
Nilai galat tersebut dicatat pada Tabel seperti yang ditunjukkan pada Lampiran I.
Percobaan dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan untuk nilai tegangan dan arus
yang berikutnya.
Kemudian masih pada kondisi kWh-meter tetap berkedip, arus pengujian
diturunkan menjadi 3,75 A dengan cara menekan tombol angka pada Current
Regulator. Prosedur yang sama seperti pada arus percobaan 5 A dilakukan lagi
pada tingkat arus 3,75 A. Setelah dilakukan pencatatan galat, arus pengujian
diatur lagi menjadi 2,5 A. Begitu juga prosedur yang sama dilakukan lagi pada
besar arus 2,5 A. Selanjutnya arus pengujian diturunkan lagi menjadi 1,25 A.
Setelah nilai galat untuk besar tegangan nominal 220 V dicatat, besar arus
pengujian diatur menjadi 5 A kembali. Kemudian hal yang sama seperti pengujian
tersebut dilanjutkan untuk tegangan 215 V. Pengujian tersebut dilanjutkan lagi
untuk besar tegangan yang lebih rendah dengan penurunan 5 V sampai mencapai
tegangan 170 V.
4.5. HASIL PENGUKURAN
Semua data hasil pengukuran ditampilkan dalam bentuk Tabel. Data hasil
pengukuran dapat dilihat pada Lampiran II.
4.6. GALAT RATA-RATA
Dari data pengukuran pada Lampiran II dihitung nilai galat rata-rata tiga
data pengukuran galat untuk setiap tingkat tegangan dan arus pengujian. Pada
Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 ditunjukkan hasil nilai galat rata-rata dari 5 sampel
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Galat Smart Meter
Tegangan
Sampel
Galat (%)
100%In = 5 75%In = 3,75 50%In = 2,5 25%In =1,25
(volt) A A A A
220 1 0,26 0,27 0,29 0,35
2 0,24 0,26 0,29 0,39
3 0,25 0,27 0,29 0,39
4 0,25 0,27 0,3 0,4
5 0,23 0,26 0,29 0,38
215 1 0,23 0,26 0,28 0,35
2 0,23 0,25 0,28 0,37
3 0,24 0,25 0,28 0,37
4 0,24 0,28 0,29 0,39
5 0,21 0,25 0,27 0,37
210 1 0,22 0,25 0,28 0,35
2 0,22 0,25 0,27 0,36
3 0,23 0,25 0,27 0,36
4 0,23 0,27 0,28 0,37
5 0,2 0,24 0,26 0,36
205 1 0,21 0,25 0,27 0,3
2 0,21 0,24 0,27 0,35
3 0,22 0,24 0,26 0,35
4 0,22 0,26 0,27 0,36
5 0,19 0,24 0,25 0,36
200 1 0,2 0,24 0,26 0,25
2 0,2 0,24 0,25 0,32
3 0,21 0,24 0,25 0,34
4 0,21 0,25 0,26 0,35
5 0,19 0,23 0,24 0,35
195 1 0,2 0,23 0,25 0,26
2 0,2 0,23 0,26 0,3
3 0,2 0,22 0,24 0,32
4 0,2 0,24 0,25 0,34
5 0,18 0,22 0,23 0,34
190 1 0,2 0,22 0,23 0,28
2 0,19 0,22 0,24 0,29
3 0,2 0,23 0,24 0,3
4 0,19 0,24 0,25 0,32
5 0,17 0,21 0,23 0,33
185 1 0,19 0,22 0,26 0,29
2 0,19 0,22 0,24 0,28
3 0,19 0,22 0,23 0,29
4 0,18 0,23 0,24 0,31
5 0,16 0,2 0,22 0,33
180 1 0,19 0,25 0,29 0,3
2 0,18 0,21 0,25 0,27
3 0,18 0,21 0,22 0,28
4 0,17 0,21 0,24 0,29
5 0,14 0,19 0,21 0,32
175 1 0,18 0,2 0,28 0,28
2 0,17 0,2 0,24 0,28
3 0,17 0,2 0,22 0,28
4 0,16 0,2 0,23 0,28
5 0,13 0,17 0,22 0,3
170 1 0,17 0,2 0,27 0,26
2 0,17 0,2 0,27 0,27
3 0,16 0,19 0,23 0,27
4 0,15 0,19 0,22 0,27
[image:36.595.127.496.83.386.2]5 0,11 0,15 0,19 0,28
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Galat Actaris
Tegangan
Sampel
Galat (%)
100%In = 5 75%In = 3,75 50%In = 2,5 25%In =1,25
(volt) A A A A
220 1 0,18 0,11 0,05 0,08
2 0,18 0,13 0,1 0,13
3 0,18 0,13 0,09 0,08
4 0,17 0,17 0,16 0,1
5 0,18 0,13 0,1 0,09
215 1 0,19 0,09 0,03 0,09
2 0,18 0,11 0,07 0,12
3 0,17 0,14 0,11 0,09
4 0,19 0,16 0,13 0,09
5 0,19 0,12 0,08 0,1
210 1 0,2 0,09 0,02 0,1
2 0,18 0,1 0,05 0,11
3 0,17 0,15 0,13 0,12
4 0,2 0,14 0,1 0,09
5 0,2 0,12 0,06 0,1
205 1 0,17 0,08 0,03 0,09
2 0,16 0,09 0,05 0,07
3 0,18 0,14 0,1 0,12
4 0,18 0,12 0,07 0,08
5 0,17 0,1 0,05 0,11
200 1 0,15 0,09 0,05 0,07
2 0,15 0,09 0,05 0,05
3 0,19 0,12 0,06 0,12
4 0,16 0,1 0,05 0,08
5 0,15 0,09 0,05 0,12
195 1 0,19 0,12 0,06 0,08
2 0,14 0,08 0,06 0,07
3 0,19 0,11 0,05 0,1
4 0,15 0,11 0,06 0,09
5 0,15 0,1 0,07 0,1
190 1 0,24 0,14 0,06 0,09
2 0,14 0,08 0,06 0,11
3 0,18 0,1 0,05 0,09
4 0,15 0,12 0,09 0,1
5 0,16 0,12 0,09 0,09
185 1 0,12 0,11 0,04 0,11
2 0,15 0,09 0,05 0,1
3 0,17 0,09 0,03 0,11
4 0,16 0,13 0,1 0,09
5 0,15 0,11 0,07 0,09
180 1 0,17 0,08 0,02 0,12
2 0,16 0,1 0,05 0,08
3 0,17 0,08 0,02 0,12
4 0,17 0,14 0,11 0,08
5 0,15 0,09 0,04 0,08
175 1 0,15 0,07 0,02 0,09
2 0,15 0,11 0,07 0,07
3 0,16 0,09 0,03 0,1
4 0,16 0,13 0,1 0,07
5 0,14 0,08 0,03 0,07
170 1 0,14 0,07 0,02 0,06
2 0,14 0,12 0,1 0,07
3 0,16 0,1 0,05 0,07
4 0,14 0,11 0,08 0,07
Dari hasil pengukuran galat pada Tabel 4.2 dan Tabel 4.3 dihitung nilai
galat rata-rata kelima sampel untuk masing-masing produk. Hasilnya
[image:38.595.153.472.188.417.2]ditunjukkan pada Tabel 4.4 dan Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Smart Meter
Tegangan
Galat (%)
100%In = 5 75%In = 3,75 50%In = 2,5 50%In = 2,5
A A A A
220 0,25 0,27 0,3 0,38
215 0,23 0,26 0,3 0,37
210 0,22 0,25 0,3 0,36
205 0,21 0,25 0,3 0,34
200 0,20 0,24 0,3 0,32
195 0,20 0,23 0,2 0,31
190 0,19 0,22 0,2 0,30
185 0,18 0,22 0,2 0,30
180 0,17 0,21 0,2 0,29
175 0,16 0,19 0,2 0,28
170 0,15 0,19 0,2 0,27
Tabel 4.5 Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Actaris
Tegangan
Galat (%)
100%In = 5 75%In = 3,75 50%In = 2,5 50%In = 2,5
A A A A
220 0,18 0,13 0,10 0,10
215 018 0,12 0,08 0,10
210 0,19 0,12 0,07 0,10
205 0,17 0,11 0,06 0,09
200 0,16 0,10 0,05 0,09
195 0,16 0,10 0,06 0,09
190 0,17 0,11 0,07 0,10
185 0,15 0,11 0,06 0,10
180 0,16 0,10 0,05 0,10
175 0,15 0,10 0,05 0,08
[image:38.595.154.472.475.707.2]4.7. HUBUNGAN GALAT VS TEGANGAN
Dari Tabel 4.4 dan Tabel 4.5 diGambarkan kurva hubungan antara galat
dan tegangan pada arus kerja 5 A, 3,75 A, 2,5 A dan 1,25 A. Kurva tersebut
[image:39.595.127.490.187.417.2]ditunjukkan pada Gambar 4.6 dan Gambar 4.7.
Gambar 4.6 Kurva Galat VS Tegangan KWh-meter Smart Meter
[image:39.595.123.494.492.689.2]Dari kurva galat vs tegangan pada Gambar 4.6 dan Gambar 4.7 diperoleh
pada arus kerja yang sama, semakin rendah tegangan maka galat dari kWh-meter
semakin rendah.
4.8. PENGARUH PENURUNAN TEGANGAN TERHADAP RUPIAH
Penurunan tegangan kerja kWh-meter di wilayah distribusi PT PLN
(Persero) cabang Medan, tidak merugikan konsumen dalam hal pembayaran
energi listrik. Untuk melihat seberapa besar pembayaran enegi listrik oleh
konsumen, maka diambil contoh penjualan energi listrik pada tahun 2007. Pada
tahun 2007 terlihat data energi listrik yang terjual dan rupiah penjualan dari PT
PLN (Persero) cabang Medan seperti ditunjukan pada Tabel 4.6. Data
selengkapnya dari data pengusahaan PT PLN (Persero) cabang Medan dapat
[image:40.595.173.452.478.675.2]dilihat pada Lampiran III.
Tabel 4.6 Data Energi Terjual Setiap Bulan Selama Tahun 2007 PT PLN
(Persero) Cabang Medan
No. Bulan Energi terjual
(kWh) Rupiah 1 Jan 187.763.456 121.668.222.600
2 Feb 187.941.914 122.930.094.315
3 Mar 205.728.172 131.192.239.705
4 Apr 201.304.029 128.175.686.785
5 Mei 208.454.254 131.583.668.129
6 Jun 205.594.460 129.463.071.917
7 Jul 182.609.215 114.302.183.535
8 Ags 191.410.924 122.765.619.370
9 Sep 205.684.296 130.618.586.237
10 Okt 200.948.528 129.459.274.720
11 Nov 211.001.412 133.494.211.560
12 Des 217.288.689 137.971.696.445
Untuk mengetahui nilai galat akibat penurunan tegangan pada berbagai
besar arus kerja kWh-meter, maka dari Tabel 4.4 dan Tabel 4.5 dibuat Tabel 4.7
[image:41.595.150.472.229.442.2]dan Tabel 4.8 yang menyatakan galat rata-rata untuk tiap tingkat tegangan.
Tabel 4.7 Galat Akibat Penurunan Tegangan pada kWh-meter
Smart Meter
No.
V Galat rata-rata
(volt) ( % )
1 220 0,30
2 215 0,28
3 210 0,28
4 205 0,27
5 200 0,25
6 195 0,25
7 190 0,24
8 185 0,23
9 180 0,23
10 175 0,22
11 170 0,21
12 GALAT RATA-RATA DI BAWAH TEGANGAN 220 V (%) = 0,246 13 TOTAL ENERGI YANG DITAGIH (RUPIAH) =1.533.624.555.318
Tabel 4.8 Galat Akibat Penurunan Tegangan pada kWh-meter Actaris
No.
V Galat rata-rata
(volt) ( % )
1 220 0,13
2 215 0,12
3 210 0,12
4 205 0,11
5 200 0,10
6 195 0,10
7 190 0,11
8 185 0,10
9 180 0,10
10 175 0,09
11 170 0,09
[image:41.595.151.473.520.729.2]Dari Tabel tersebut dapat dihitung galat rata-rata di bawah tegangan 220
V, yaitu 0,246 % untuk kWh-meter Smart Meter Indonesia, dan 0,106 % untuk
kWh-meter Actaris. Dari kedua galat rata-rata tersebut, maka didapat penurunan
galat kWh-meter akibat penurunan tegangan kerja sebesar 0,039%. Jika
dimisalkan galat pada tegangan 220 V adalah g1 %, rupiah energi yang ditagih
kepada konsumen adalah E1, maka rupiah energi aktual yang terpakai konsumen
adalah EA :
... (4.1)
Di mana : g1 : Galat pada tegangan 220 V (%)
E1 : Rupiah energi yang ditagih kepada konsumen pada
tegangan 220 V
EA1 : Rupiah energi aktual (yang dipakai konsumen)
Jika galat pada tegangan di bawah 220 V dimisalkan g2 %, maka rupiah energi
yang ditagih ke konsumen adalah :
... (4.2)
Di mana : g2 : Galat pada tegangan di bawah 220 V (%)
E2 : Rupiah energi yang ditagih kepada konsumen pada
tegangan di bawah 220 V
EA2 : Rupiah energi aktual (yang dipakai konsumen pada
tegangan di bawah 220 V)
Dengan demikian besar rupiah energi aktual yang terpakai konsumen adalah:
%
1 1
1 1
g E EA
+
= ... (4.3)
dan
2 2 2
2 EA g %EA
E = +
1 1 1
1 EA g %EA
% 1 2 2 2 g E EA +
= ... (4.4)
atau
... (4.5)
Selisih rupiah energi antara energi yang dibayar dan rupiah energi aktual adalah :
... (4.6)
... (4.7)
Di mana : ∆E1 : Selisih rupiah energi antara energi yang dibayar dan rupiah
energi aktual pada tegangan 220 V
∆E2 : Selisih rupiah energi antara energi yang dibayar dan rupiah energi aktual pada tegangan di bawah 220 V
Perubahan rupiah energi yang ditagih ke konsumen adalah :
1 2 E E E=∆ −∆
∆ ... (4.8)
Perubahan rupiah energi dalam persen E1 adalah :
% 100 % 1 1 2 x E E E E ∆−∆ ∆ =
∆ ... (4.9)
Di mana : ∆E% : Persentase perubahan rupiah energi yang ditagih kepada
konsumen
Berikutnya dihitung perubahan rupiah energi akibat penurunan tegangan
kerja berdasarkan data pengusahaan dari PT PLN (Persero) cabang Medan pada
tahun 2007. Seandainya semua kWh-meter yang digunakan di kota Medan adalah
terdiri dari kWh-meter Smart Meter Indonesia dan kWh-meter Actaris, maka 2
2 2 E EA
E = −
∆
1 1 1 E EA
E = −
perubahan rupiah yang dibayarkan konsumen untuk masing-masing merek
kWh-meter adalah sebagai berikut :
1. Perubahan Rupiah Energi Menggunakan KWh-Meter Smart Meter
Dengan menggunakan persamaan 4.3, dihitung besar rupiah energi aktual
selama tahun 2007 di kota Medan yakni :
Dengan menggunakan persamaan 4.6 dihitung besar rupiah energi dalam
yang ditagih oleh PLN apabila tegangan tidak turun, yaitu :
∆E1 = Rp 4.587.112.328,97
Dengan merata-ratakan penurunan tegangan di bawah tegangan 220V
yaitu 192,5 dan galat rata-ratanya sebasar 0,246 %, maka dihitung besar rupiah
energi aktual dibawah tegangan 220V selama tahun 2007 di kota Medan
menggunakan persamaan 4.5, yaitu :
% 1 1 1 1 g E EA + = % 3 . 0 1 555.318 1.533.624. 1 + = A E 442.989,03 1.529.037. Rp 1 = A E 1 1 1 E EA
E = −
∆ 442.989,03 1.529.037. 555.318 1.533.624.
1= −
∆E 442.989,03 1.529.037. 220 5 , 192 2
2 ×
Dengan menggunakan persamaan 4.2 dihitung besar rupiah energi dalam
yang ditagih oleh PLN apabila tegangan turun, yaitu :
Selisih rupiah energi antara energi yang dibayar dan rupiah energi aktual
pada tegangan dibawah 220V dengan menggunakan persamaan 4.7 adalah :
∆E2 = Rp 2.879.846.459,03
Jadi perubahan rupiah energi yang ditagih ke konsumen adalah:
1 2 E E E=∆ −∆
∆
=
∆E - Rp 1.707.265.869,94
Atau persentase perubahan rupiah pembayaran energi listrik dalam tahun 2007 di
kota Medan adalah :
% 100 % 1 1 2 x E E E E ∆−∆ ∆ = ∆
2. Perubahan Rupiah Energi Menggunakan KWh-Meter Actaris 2
2 2 E EA
E = −
∆ 292.288,48 1.170.669. 138.747,51 1.173.549.
2 = −
∆E
2 2 2
2 EA g %EA
E = +
48 , 288 . 292 . 669 . 170 . 1 % 246 , 0 48 , 288 . 292 . 669 . 170 . 1
2 = + ⋅
Dengan menggunakan persamaan 4.3, dihitung besar rupiah energi aktual
selama tahun 2007 di kota Medan yakni :
Dengan menggunakan persamaan 4.6 dihitung besar rupiah energi dalam
yang ditagih oleh PLN apabila tegangan tidak turun, yaitu :
∆E1 = Rp 1.991.123.461,41
Dengan merata-ratakan penurunan tegangan di bawah tegangan 220V
yaitu 192,5 dan galat rata-ratanya sebasar 0,106 %, maka dihitung besar rupiah
energi aktual dibawah tegangan 220V selama tahun 2007 di kota Medan
menggunakan persamaan 4.5, yaitu :
Dengan menggunakan persamaan 4.2 dihitung besar rupiah energi dalam
yang ditagih oleh PLN apabila tegangan turun, yaitu :
2 2 2
2 EA g %EA
E = +
% 1 1 1 1 g E EA + = % 0.13 1 555,318 1,533,624, 1 + = A E 431.856,59 1.153.633. Rp 1 = A E 1 1 1 E EA
E = −
∆ 431.856,59 1.531.633. 555.318,00 1.533.624.
1= −
∆E 431.856,59 1.531.633. 220 192,5 2
2 ×
= A E 846.265,20 1.172.656. Rp 2 = A E 846.265,20 1.172.656. 0,106% 846.265,20 1.172.656.
2 = + ⋅
Selisih rupiah energi antara energi yang dibayar dan rupiah energi aktual
pada tegangan dibawah 220V dengan menggunakan persamaan 4.7 adalah :
∆E2 = Rp 1.243.0.16257,04
Jadi perubahan rupiah energi yang ditagih ke konsumen adalah:
1 2 E E E=∆ −∆
∆
=
∆E - Rp 748.107.204,37
Atau persentase perubahan rupiah pembayaran energi listrik dalam tahun 2007 di
kota Medan adalah :
% 100 % 1 1 2 x E E E E ∆−∆ ∆ = ∆
Hasil negatif menunjukkan berkurangnya biaya yang dibayar oleh
konsumen akibat penurunan tegangan dengan mengunakan kWh-meter elektronik.
nilai rata-rata dari berkurangnya rupiah energi yang ditagih ke konsumen dari
kedua hasil perhitungan di atas adalah Rp 1.227.686.537,16. Serta nilai persentasi
berkurangnya rupiah akibat penurunan tegangan pada tahun 2007 di wilayah kota
Medan adalah 37,395%. 2 2 2 E EA
E = −
∆ 846.265,20 1.172.656. 862.522,24 1.173.899.
2 = −
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian didapat kesimpulan sebagai berikut :
1. Semakin rendah tegangan kerja kWh-meter, maka galat baca kWh-meter
tersebut akan semakin rendah.
2. Penurunan galat akibat penurunan tegangan kerja kWh-meter rata-rata
0,039 %.
3. Jika arus semakin rendah maka galat semakin tinggi.
4. Karena penurunan tegangan, PT PLN rugi sebesar Rp 1.227.686.537,16
atau 37,395% ditahun 2007.
5.2. SARAN
Setelah diketahui akibat dari penurunan tegangan kerja kWh-meter
elektronik, maka sebaiknya PT PLN (Persero) Cabang Medan tidak perlu
DAFTAR PUSTAKA
1. Pitowarno, Endra, Mikroprosesor dan Interfacing, Penerbit Andi,
Yogyakarta, 2005.
2. Sapiie, Soedjana, Pengukuran dan alat ukur listrik, Pradnya Paramita,
Jakarta, 2005.
3. Sj, Masykur, Pengukuran Listrik, USU, Medan, 2005.
4. SPLN 60-3, Prosedur Uji Instrument Ukur Energi Listrik, PLN, Jakarta,
1992.
5. Theraja B.L., Electrical Technology, S. CHAND, New Delhi, 2002.
6. Wijaya W.N., Ir., Teknik Digital, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2006.
LAMPIRAN I
HASIL PENGUKURAN
Hasil pengukuran kWh-meter produksi Smart Meter
1. Serial No. : CK 010700022819
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.25 0.26 0.27 0.43
225 0.25 0.27 0.28 0.39
220 0.26 0.27 0.29 0.35
215 0.23 0.26 0.28 0.35
210 0.22 0.25 0.28 0.35
205 0.21 0.25 0.27 0.3
200 0.2 0.24 0.26 0.25
195 0.2 0.23 0.25 0.26
190 0.2 0.22 0.23 0.28
185 0.19 0.22 0.26 0.29
180 0.19 0.25 0.29 0.3
175 0.18 0.2 0.28 0.28
170 0.17 0.2 0.27 0.26
2. Serial No. : CK 010700022820
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.26 0.27 0.29 0.41
225 0.25 0.27 0.28 0.4
220 0.24 0.26 0.29 0.39
215 0.23 0.25 0.28 0.37
210 0.22 0.25 0.27 0.36
205 0.21 0.24 0.27 0.35
200 0.2 0.24 0.25 0.32
195 0.2 0.23 0.26 0.3
190 0.19 0.22 0.24 0.29
185 0.19 0.22 0.24 0.28
180 0.18 0.21 0.25 0.27
175 0.17 0.2 0.24 0.28
3. Serial No. : CK 010700022829
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.25 0.28 0.35 0.44
225 0.26 0.27 0.29 0.4
220 0.25 0.27 0.29 0.39
215 0.24 0.25 0.28 0.37
210 0.23 0.25 0.27 0.36
205 0.22 0.24 0.26 0.35
200 0.21 0.24 0.25 0.34
195 0.2 0.22 0.24 0.32
190 0.2 0.23 0.24 0.3
185 0.19 0.22 0.23 0.29
180 0.18 0.21 0.22 0.28
175 0.17 0.2 0.22 0.28
170 0.16 0.19 0.23 0.27
4. Serial No. : CK 010700022835
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.24 0.26 0.28 0.46
225 0.24 0.26 0.29 0.44
220 0.25 0.27 0.3 0.4
215 0.24 0.28 0.29 0.39
210 0.23 0.27 0.28 0.37
205 0.22 0.26 0.27 0.36
200 0.21 0.25 0.26 0.35
195 0.2 0.24 0.25 0.34
190 0.19 0.24 0.25 0.32
185 0.18 0.23 0.24 0.31
180 0.17 0.21 0.24 0.29
175 0.16 0.2 0.23 0.28
5. Serial No. : 1688475
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.21 0.24 0.26 0.39
225 0.22 0.26 0.27 0.37
220 0.23 0.26 0.29 0.38
215 0.21 0.25 0.27 0.37
210 0.2 0.24 0.26 0.36
205 0.19 0.24 0.25 0.36
200 0.19 0.23 0.24 0.35
195 0.18 0.22 0.23 0.34
190 0.17 0.21 0.23 0.33
185 0.16 0.2 0.22 0.33
180 0.14 0.19 0.21 0.32
175 0.13 0.17 0.22 0.3
170 0.11 0.15 0.19 0.28
Hasil pengukuran kWh-meter produksi Actaris
1. Serial No. : 08001
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
2. Serial No. : 08002
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.2 0.16 0.12 0.09 225 0.19 0.14 0.11 0.12 220 0.18 0.13 0.1 0.13 215 0.18 0.11 0.07 0.12 210 0.18 0.1 0.05 0.11 205 0.16 0.09 0.05 0.07 200 0.15 0.09 0.05 0.05 195 0.14 0.08 0.06 0.07 190 0.14 0.08 0.06 0.11 185 0.15 0.09 0.05 0.1 180 0.16 0.1 0.05 0.08 175 0.15 0.11 0.07 0.07 170 0.14 0.12 0.1 0.07
3. Serial No. : 08003
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
4. Serial No. : 08011
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
230 0.18 0.17 0.15 0.11 225 0.17 0.17 0.16 0.1 220 0.17 0.17 0.16 0.1 215 0.19 0.16 0.13 0.09 210 0.2 0.14 0.1 0.09 205 0.18 0.12 0.07 0.08 200 0.16 0.1 0.05 0.08 195 0.15 0.11 0.06 0.09 190 0.15 0.12 0.09 0.1 185 0.16 0.13 0.1 0.09 180 0.17 0.14 0.11 0.08 175 0.16 0.13 0.1 0.07 170 0.14 0.11 0.08 0.07
5. Serial No. : 08015
Tegangan Galat (%)
100%In 75%In 50%In 25%In
LAMPIRAN II
DATA PENGUSAHAAN PT. PLN ( PERSERO) CABANG MEDAN TAHUN 2007
NO URAIAN SATUAN JAN FEB MAR
1 Energi Terima Kwh
215,303,720 207,923,240 233,308,079
Kumulatif Kwh
215,303,720 423,226,960 656,535,039
2 Energi Kirim Kwh
71,791.00 60,621 77,910
Kumulatif Kwh
71,791.00 132,412 210,322
Kwh PSSD Kwh
20,006 20,006 20,006
Kumulatif Kwh
20,006 152,418 362,740
3 Energi Siap Jual Kwh
215,211,923
207,842,613
233,210,163
Kumulatif Kwh
215,211,923 423,054,536 656,264,699
4 Energi Jual Kwh
187,763,456 187,941,914 205,728,172
Kumulatif Kwh
187,763,456 375,705,370 581,433,542
5 Losses Kwh
27,448,467 19,900,699 27,481,991
Kumulatif Kwh
27,448,467 47,349,166 74,831,157
Bulanan %
12.75
9.57
11.78
Kumulatif %
12.75
11.19
11.40
6 Jumlah Pelanggan Plg
428,756 430,674 431,762
Delta Pelanggan Plg
14,724 1,918 1,088
7 Daya Tersambung VA
1,080,572,817 1,084,829,317 1,088,217,917
Delta VA VA
62,941,345 4,256,500 3,388,600
8 Rupiah Penjualan Rp.
121,668,222,600 122,930,094,315 131,192,239,705
9 Rp / Kwh
Rata-rata Rp/Kwh
647.99 654 638
10 SAIDI J/P/T
0.2661
0.2658
0.0500
11 SAIFI K/P/T
0.0198
0.2210
Sambungan Lampiran II
APR MEI JUN JUL AGUST
223,079,654 234,205,431 214,519,174 202,135,934 219,605,439
879,614,693 1,113,820,124 1,328,339,298 1,530,475,232 1,750,080,671
68,869 72,122 58,632 67,586 56,788
279,191 351,313 409,945 477,531 534,319
20,006 20,006 20,006 20,006 20,006
641,931 993,244 1,013,250 1,033,256 1,053,262
222,990,779 234,113,303 214,440,536 202,048,342 219,528,645
879,255,478 1,113,368,781 1,327,809,317 1,529,857,659 1,749,386,304
201,304,029 208,454,254 205,594,460 182,609,215 191,410,924
782,737,571 991,191,825 1,196,786,285 1,379,395,500 1,570,806,424
21,686,750 25,659,049 8,846,076 19,439,127 28,117,721
96,517,907 122,176,956 131,023,032 150,462,159 178,579,880
9.72 10.96 4.12 9.62 12.80 10.97 10.95 9.84 9.81 10.20
432,547 433,276 433,993 434,989 435,382
785 729 717 996 393
1,089,130,817 1,091,672,017 1,085,463,267 1,088,002,517 1,088,899,517
912,900 2,541,200 -6,208,750 2,539,250 897,000
128,175,686,785 131,583,668,129 129,463,071,917 114,302,183,535 122,765,619,370
637 631 630 626 641
Sambungan Lampiran II
SEP OKT NOP DES KUM
231,514,411 227,104,726 232,790,658 245,518,112 2,687,008,578
1,981,595,082 2,208,699,808 2,441,490,466 2,687,008,578
76,774 63,622 69,464 74,600 818,779
611,093 674,715 744,179 818,779
20,006 20,006 20,006 20,006 240,072
1,073,268 1,093,274 1,113,280 1,133,286
231,417,631 227,021,098 232,701,188
245,423,506 2,685,949,727
1,980,803,935 2,207,825,033 2,440,526,221 2,685,949,727
205,684,296 200,948,528 211,001,412 217,288,689 2,405,729,349
1,776,490,720 1,977,439,248 2,188,440,660 2,405,729,349
25,733,335 26,072,570 21,699,776 28,134,817 280,220,378
204,313,215 230,385,785 252,085,561 280,220,378
11.12 11.48 9.32 11.46 10.31 10.43 10.33 10.43 10.43
460,193 460,955 462,371 463,273 463,273
24,811 762 1,416 902 49,241
1,126,742,767 1,128,947,417 1,132,559,817 1,134,056,817 1,134,056,817
37,843,250 2,204,650 3,612,400 1,497,000 116,425,345
130,618,586,237 129,459,274,720 133,494,211,560 137,971,696,445 1,533,624,555,318
635 644 633 635 637
0.0073 0.0044 0.1030 0.1057 0.9290 0.0310 0.0288 0.1044 0.1072 0.7364
CATATAN : Transfe price Rp/Kwh = 1200,88
SAIDI / SAIFI Tidak termasuk Gangguan Akibat KITLUR Losses Kwh Terima - dengan Kwh Jual N + 1
