TUGAS AKHIR
“STUDI TATA ULANG LETAK TRANSFORMATOR PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV APLIKASI PT.PLN (PERSERO) RAYON BINJAI TIMUR”
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada
Jurusan Teknik Elektro Sub jurusan Teknik Energi Elektrik
Oleh
Raja Putra Sitepu
Nim : 080402068
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2013
ABSTRAK
Letak transformator pada jaringan distribusi memiliki keterkaitan dengan besar
jatuh tegangan, semakin jauh letak transformator tersebut maka jatuh tegangan semakin
besar. Sedangkan seperti yang kita pahami bahwa, tegangan listrik merupakan salah
satu besaran yang sangat penting diperhatikan, baik dari sisi pembangkitan, penyaluran,
maupun distribusi tenaga listrik. Dimana pada penyaluran tenaga listrik, mulai dari
pembangkit tenaga listrik, penyaluran atau transmisi, sampai kepada konsumen dari
tenaga listrik baik Konsumen tegangan distribusi skala menengah, maupun sampai
kepada tegangan rendah sudah memiliki standar tegangan yang diatur. Namun, terdapat
suatu persoalan, yakni penyaluran tenaga listrik memiliki jarak yang cukup jauh dari
Gardu Induk (GI) untuk sampai kepada konsumen tenaga listrik, yang juga tentunya
konsumsi energi yang oleh konsumen menimbulkan arus listrik yang cukup besar,
sehingga terdapat regulasi tegangan yang relatif cukup besar dari saluran ke konsumen.
Memang tidak dipungkiri, pada faktanya terdapat tranformator distribusi, tetapi
jaraknya cukup jauh dari Gardu Induk (GI) sehingga hal ini membuat terjadi voltage
drop (jatuh tegangan) yang diterima sisi primer transformator distribusi melebihi dari
standar yang ditetapkan sehingga perlu ditata ulang berdasarkan analisa yang akan
dilakukan terhadap panjang saluran dari distribusi primer dengan mengatur letak
transformator distribusi agar kinerja transformator distribusi sesuai standar yang
diizinkan. Dalam hal ini, juga membahas Power Losses (Rugi – Rugi Daya) dimana
aplikasi penelitian dilakukan pada Gardu Induk (GI) Paya Geli sampai pada
transformator distribusi pada PT. PLN (Rayon Binjai Timur) .
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih
karunia dan rahmatnya yang selalu baru, pengetahuan, dan penuntunannya selama
Penulis melaksanakan studi hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi Penulis untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul tugas akhir ini adalah :
“STUDI TATA ULANG LETAK TRANSFORMATOR PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV APLIKASI PT.PLN (PERSERO) RAYON BINJAI TIMUR”
Selama masa kuliah hingga masa penyelesaian tugas akhir ini, Penulis banyak
memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan
segenap hati, Penulis mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar – besarnya
kepada :
1. Kedua Orang Tua Penulis, Drs. M. Karo – Karo Sitepu dan A. Br Tarigan
Gersang yang senantiasa memberi dukungan, kasih yang tiada tara, dan doa
yang tiada henti – hentinya selama hidup penulis.
2. Kakak – kakakku, Dianta Delela,SE,S.Pd; Neta Andaria; Darlina Wati, Amk
; Wanti Siti Asih, Amk; Emy Martina, S.Pd; Eli Nurcahaya, Amk; Emanda
Susila, S.Pd; Pelita Rehulina, S.Pd, turut dengan abang – abang ipar saya
Daniel Sembiring,S.Pd; Yakin Sembiring; Abdi Sejahtera Bangun; Rijal
Perangin – Angin; Tuah Karina Ginting, yang memberi dorongan dan
motivasi selalu.
3. Keponakan Penulis, Edward, David, Aurora, Esterlina, Helen Adina Tasya,
Adven Sahbrema, Grace Adina, Angel Patrisia, Amelia, Wira Pratama, dan
Jedi Febrian, dimana melihat mereka membuat penulis menjadi bertambah
semangat.
4. Abangku Chana Marike Sitepu yang memberi banyak didikan kepada
5. Manager Udiklat PLN, Pak Hari Sutopo yang dijadikan Sitepu, sehingga
Penulis menganggap seperti Orang Tua Sendiri, Superviser Pengajaran
Udiklat PLN, Pak Urbanus Sirait, Pak Alkifli, Kak Sinta, Kak Dwi, dan
seluruh pegawai di Udiklat Tuntungan yang tidak dapat diucapkan
satu-persatu, yang memberi tempat dan pengarahan kepada Penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Dekan Fakultas Teknik, Pak Prof. Bustami Syam yang secara langsung
memberi semangat dan doa kepada Penulis, demikian juga dengan Pembantu
Dekan III, Pak Ahmad Perwira Tarigan, yang juga memberi semangat dan
doanya, begitu juga kepercayaan – kepercayaan terhadap tanggung jawab
oleh Beliau – Beliau.
7. Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si , yang selalu memberi semangat,
kepercayaan layaknya seperti Orang Tua sendiri.
8. Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara, Rahmad Fauzi, S.T.,M.T., yang selalu memberi semangat,
kepercayaan, dan pengajaran sebagai event organizer yang layaknya seperti
Orang Tua sendiri.
9. Bapak Ir. Eddy Warman, M.T, selaku dosen pembimbing Penulis yang
senantiasa meluangkan waktu dan tempat untuk membimbing dan
membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
10.Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, selaku dosen wali Penulis selama menyelesaikan
pendidikan di Depertemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang memberi perhatian, waktu, dorongan, kepada Penulis
dalam menyelesaikan studi.
11.Seluruh Staff Pengajar dan pegawai Departemen Teknik Elektro FT- USU
yang tidak dapat penulis ucapkan satu persatu.
12.Bapak pegawai di PLN Rayon Binjai Timur, begitu juga PLN Area Binjai,
yang memberi izin kepada penulis melakukan penelitian di tempat tersebut,
tidak terlepas juga buat abanganda Supenson yang bekerja di PLN Area
13.Teman – Teman AOC (Event Organizer), Antonius Siswanto, Dedi Harianto
Panjaitan, Elvis P. Sinaga, Junaidi Sipayung.
14.Seluruh teman – teman Stambuk 2008 yang telah bersama menoreh
kenangan.
15.Teman – Teman Fakultas Teknik yang telah bersama melakukan aksi sosial
peduli gunung sinabung.
16.IMKA FT yang berharap dihidupkan kembali dan Penulis sangat yakin itu
akan bangkit kembali dengan rasa kebersamaan, kesatuan hati, dan saling
menghargai satu dengan lainnya.
17.Adik – adik Teknik Elektro FT- USU stambuk 2013 , kenangan sewaktu
melakukan kegiatan bersih – bersih Fakultas Teknik USU, yang tidak akan
bisa dilupakan, tetap jaga kekompakan kalian dek, terkhusus buat adikku
Maria Anastasia Perangin – Angin dan Yohana, dimana saat tangan saya
terkena benda tajam, adikku ini langsung tanggap, kalian tetap dihatiku.
18.Teman – Teman Permata El-Shadday Runggun Simpang Glugur yang
memberi doa dan semangat.
19.Semua orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan
terima kasih banyak.
Penulis menyadari bahwa tak ada gading yang tak retak, yang berarti tugas akhir
ini belumlah sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun demi penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi pembaca.
Medan, September 2013
Raja Putra Sitepu
NIM. 080402068
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... .i 2.1.1.1 Distribusi Primer ... 8
2.1.1.2 Distribusi Sekunder ... 11
2.2 Gardu Distribusi ... 17
3.3.2 Rugi Besi (Pi) ... 32
3.4 Konstruksi Transformator ... 33
3.5 Spesipikasi Umum Tegangan Primer Transformator Distribusi ... 35
3.6 Spesifikasi Umum Tegangan Sekunder Transformator Distribusi .. 36
3.7 Spesifikasi Umum Penyadapan (Tapping) Transformator Distribusi ... 36
3.8. Spesifikasi Umum Daya Pengenal Transformator Distribusi ... 37
3.9 Spesifikasi Umum Rugi – Rugi Transformator Distribusi ... 37
3.10. Regulasi Tegangan Transformator Distribusi ... 38
3.11 Efisiensi Transformator Distribusi ... 38
BAB IV Hasil dan Analisa Penempatan Transformator Distribusi Berdasarkan Jatuh Tegangan pada sisi 20 kV ... 39
4.1 Umum ... 39
4.2 Persamaan – Persamaan yang Diaplikasikan dalam Analisa Perhitungan ... 40
4.2.1 Perhitungan Besar Arus pada Sisi Primer Transformator ... 40
4.2.2 Perhitungan Resistansi dan Induktansi Keseluruhan dari Saluran Primer yang menuju Transformator... 41
4.2.3 Perhitungan Jatuh Tegangan pada Jaringan Distribusi Primer .. 42
4.2.4 Perhitungan Rugi – Rugi pada Jaringan Distribusi Primer ... 43
4.2.5 Perhitungan Persentase Tegangan Jatuh pada Saluran Distribusi Primer ... 44
4.2.6 Perhitungan Besar Arus Daya Output Transformator ... 44
4.2.7 Perhitungan Besar Efisiensi Transformator ... 44
4.3 Metoda Pengambilan Data Transformator Distribusi ... 45
4.4 Data Hasil Ukur Kva dan Dimensi Saluran Distribusi Primer yang disalurkan dari Gardu Induk Paya Geli menuju PT.PLN (Persero) Rayon Binjai Timur ... 46
4.5.1 Analisa Data Jatuh Tegangan pada Sisi Primer Transformator
pada Waktu Beban Puncak (WBP) ... 57
BAB V Penutup ... 63
5.1 Kesimpulan ... 63
5.2 Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Proses dari Sistem Tenaga Listrik Mulai dari Pembangkit...6
Gambar 2.2.Konfigurasi Jaringan Radial...8
Gambar 2.3. Konfigurasi Sistem Loop...9
Gambar 2.4. Konfigurasi Sistem Spindel...10
Gambar 2.5. Konfigurasi Sistem Tie Line (Hantaran Hubung)...10
Gambar 2.6. Sambungan Pemakai Besar dengan Gardu Distribusi sendiri...10
Gambar 2.7. Penggunaan Satu Gardu Distribusi untuk sejumlah pemakai...13
Gambar 2.8. Bangking Sekunder dengan Dua Gardu Distribusi dihubungkan Juga pada sisi Tegangan Rendah...14
Gambar 2.9. Jaringan Sekunder Tegangan Rendah ... ...16
Gambar 2.10. Gardu Trafo Distribusi ... ...17
Gambar 2.11. Sistem Tiga Fasa ... ...18
Gambar 2.12. Hubungan Bintang (Y,wye) ... ...19
Gambar 2.13. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D) ... ...20
Gambar 3.1.(a) Gambar Konstruksi transformator tanpa beban...29
Gambar 3.1.(b) Gambar Vektor diagram transformator tanpa beban...29
Gambar 3.2. Gambar Konstruksi Transformator dalam keadaan berbeban...30
Gambar 3.3. Blok Diagram Rugi – Rugi pada transsfomator...31
Gambar 3.4. Konstruksi Transformator tipe inti...33
Gambar 3.5. Konstruksi lempengan logam inti...34
Gambar 3.6. Transformator tipe cangkang...34
Gambar 3.7. Konstruksi lempengan logam inti transformator bentuk E,Idan F...35
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Nilai Daya Pengenal Transformator distribusi ... ...37
Tabel 3.2. Nilai Rugi – Rugi Transformator Distribusi ... ...37
Tabel 4.1. Konstanta Jaringan /SPLN 64 Tahun 1985 yang
digunakan pada Penyulang Paya Geli ... ...46
Tabel 4.2. Data Saluran Penyulang G.I Paya Geli ke PT. PLN (Persero)
Rayon Binjai Timur ... ...47
Tabel 4.3. Data Hasil Pengukuran Tranformator Distribusi pada
PT. PLN (Persero) Rayon Binjai Timur dari penyulang Paya Geli...51
Tabel 4.4. Analisa Data Tegangan Jatuh pada Saluran Distribusi Primer
Dari Gardu Induk Paya Geli sampai pada transformator Distribusi
(Rayon Binjai Timur) Pada Saat Beban Puncak...59
