C. 50
ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN PELANGGAN PREMIUM CV. SN JAYA PRIMA DI PT. PLN (PERSERO) DISTRIBUSI AREA
PURWOKERTO
Yusnan Badruzzaman*, Iklimadani Sheviana A Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275
*E-mail: yusnan.badruzzaman@polines.ac.id
Abstrak
Konsumen besar salah satunya industri sangat bergantung pada ketersediaan energi listrik demi kelancaran produksi. Program Layanan Premium ada untuk fokus pada masalah ketersediaan energi listrik tersebut, dengan menyediakan layanan suplai dari penyulang kedua. Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan pemilihan dari penyulang-penyulang yang potensial menjadi penyulang suplai kedua. Pada penelitian kali ini akan menganalisa hal-hal yang menjadi faktor pertimbangan pemilihan yaitu indeks keandalan, jatuh tegangan, serta skema penyalurannya. Analisa yang dilakukan dengan cara melakukan perhitungan secara manual dan melakukan simulasi pada ETAP dan SCADA. Pada perhitungan manual nilai SAIDI PBG-01, PBG-05, dan PBG-10 adalah 1.41, 0.94, dan 1,18 jam/pelanggan/tahun. Sedangkan untuk SAIFI berturutturut nilainya sebesar 2.21, 1.78, dan 0.48 kali/pelanggan/tahun. Jatuh tegangan dihitung dengan cara manual dan ETAP. Nilai perhitungan manual dan ETAP PBG-01 yaitu sebesar 18966 V dan 19022 V, untuk PBG05 sebesar 19634 V dan 19612 V, dan pada PBG-10 nilainya sebesar 18285 V dan 18279 V. Berdasarkan perhitungan PBG-05 merupakan penyulang terbaik karena unggul pada nilai SAIDI dan jatuh tegangan. Pada skema penyaluran dengan adanya ACOS, ketika terjadi gangguan pada penyulang existing maka supply akan berpindah otomatis ke penyulang backup. Hal ini membuat ketersediaan energi listrik pada pelanggan dapat tetap terjaga.
Kata kunci : Premium, Penyulang, Keandalan, Jatuh Tegangan, ACOS
PENDAHULUAN
PT. PLN (Persero) merupakan perusahaan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang bertanggung jawab untuk menyediakan tenaga listrik bagi kepentingan umum. Sesuai dengan Undang-Undang RI No. 30 Tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan dan berdasarkan anggaran dasar perusahaan, salah satu rangkaian kegiatan usaha PT. PLN (Persero) adalah menjalankan usaha penyediaan tenaga listrik. Kegiatan usaha tersebut mencakup pembangkitan, tenaga listrik, penyaluran tenaga listrik, distribusi tenaga listrik, perencanaan dan pembangunan sarana penyediaan tenaga listrik, pengembangan penyediaan tenaga listrik serta penjualan tenaga listrik. Di dalam dunia kelistrikan sering
Prosiding Seminar Nasional NCIET Vol.1 (2020) C50-C61 1st National Conference of Industry, Engineering and Technology 2020,
C. 51
terjadi persoalan-persoalan teknis akibat dari jauhnya jarak pusat pembangkitan dengan konsumen. Proses penyaluran listrik sangat memperhatikan dalam hal menjaga keandalan dan mutu pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik kepada pelanggan. Jika tingkat mutu pelayanan dan keandalan turun maka dapat menimbulkan kerugian bagi PT. PLN (Persero) sebagai penyedia energi listrik dan pelanggan sebagai penggguna energi listrik. Bagi pelanggan besar (pelanggan dengan daya > 200 KVA), kehandalan energi listrik sangat penting karena berpengaruh pada proses produksi.
Dalam rangka meningkatkan pelayanan maka PT. PLN (Persero) menyediakan layanan khusus yaitu layanan premium untuk memenuhi tuntutan industri di Purbalingga.Layanan premium bertujuan agar pelanggan yang dimaksud diutamakan keandalannya karena layanan premium ini pelanggan nantinya akan di supply oleh dua penyulang agar keandalannya tetap terjaga. Jika terjadi pemadaman yang menyebabkan pelanggan padam maka PT. PLN (Persero) diharuskan membayarkan ganti rugi yang besarnya sesuai dengan jenis layanan tersebut. Proses untuk mendapatkan layanan premium sendiri harus melewati beberapa proses yang cukup panjang berkaitan dengan keistimewaan yang diberikan. Salah satunya berkaitan dengan perencanaan penyulang supply kedua. Oleh karena itu,pemilihan penyulang untuk pelanggan premium sendiri harus melewati seleksi dan analisa sehingga nantinya penyulang yang terpilih adalah penyulang yang terbaik, dari segi keandalan, susut tegangannya, maupun pola pergantian sumber supply nantinya.
Rumusan masalah
Dalam penelitian ini masalah yang dibatasi adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana perhitungan indeks keandalan dan susut tegangan pada penyulang PBG-01, PBG-05, dan PBG-10?
2. Bagaimana perbandingan perhitungan untuk penentuan dalam pemilihan penyulang
backup?
3. Bagaimana skema sistem penyaluran dua penyulang pada pelanggan premium CV SN Jaya Prima?
Tujuan penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang dikaji, maka penelitian ini bertujuan:
1. Memahami perhitungan dari indeks keandalan dan susut tegangan baik dengan rumus manual dan aplikasi.
2. Memahami sistem perbandingan untuk menentukan penyulang backup yang terbaik dari ketiga penyulang.
C. 52
3. Memahami skema sistem penyaluran dua penyulang pada pelanggan premium CV SN Jaya Prima.
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah: 1. Observasi
Metode ini dilaksanakan dengan jalan melakukan pengamatan langsung ke lapangan mengenai keadaan penyulang yang berada didekat pelanggan premium CV. SN Jaya Prima serta peralatan switching.
2. Komparatif
Metode ini dilaksanakan dengan cara membandingkan dua data atau lebih. Pada Tugas Akhir ini dilakukan dengan cara membandingkan histori gangguan,indeks SAIDI SAIFI penyulang, jatuh tegangan pada jaringan secara manual dan dengan aplikasi etap, dan mensimulasikan sistem penyaluran dua penyulang
3. Simulasi
Metode ini dilaksanakan dengan melakukan simulasi manuver menggunakan ETAP 12.6 untuk melihat nilai jatuh tegangannya dan PLC SCADA untuk menampilkan visualisasi proses pergantian sumber supply.
C. 53
Gambar 1. Flowchart Perencanaan Jaringan Pelanggan Premium
Sumber : Data Primer yang diolah HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada pelanggan CV SN Jaya Prima, terdapat beberapa penyulang terdekat yaitu PBG-011, PBG-05, dan PBG-10 yang akan dianalisa yang nantinya akan dibandingkan untuk mendapatkan penyulang backup terbaik untuk pelanggan.
MULAI PEMILIHAN PENYULANG BACKUP PELANGGAN PREMIUM NILAI MASUKKAN SALURAN, DATA DATA BEBAN, FAKTOR DAYA, NILAI IMPEDANSI SALURAN JATUH TEGANGAN PENYULANG PBG-01, PBG05, PBG-10 INDEKS KEANDALAN PBG -, PBG05-, PBG 01 -10 PERHITUNGAN TEGANGAN UJUNG PEMBUATAN SIMULASI
ALIRAN DAYA PADA ETAP 12.6 MASUKKAN PELANGGAN PADAM, JAM X PELANGGAN PADAM, PELANGGAN UNIT MEMBANDINGKAN PERHITUNGAN MANUAL DENGAN SIMULASI ETAP 12.6
PERHITUNGAN SAIDI DAN SAIFI
MEMBANDINGKAN JATUH TEGANGAN DAN INDEKS KEANDALAN PENYULANG YA TIDAK PENYULANG BACKUP TERBAIK SELESAI PENMBUATAN SIMULASI PERPINDAHAN PENYULANG
SUPPLYDENGAN PLC SCADA
INDEKS KEANDALAN DAN JATUH TEGANGAN
SIMULASI ALIRAN DAYA PELANGGAN PADA ETAP
C. 54
Analisa Keandalan
Indeks keandalan yang menjadi dasar analisis dalam mengetahui keandalan sistem distribusi di PT. PLN (Persero) UP3 Purwokerto dalam hal ini yaitu SAIFI dan SAIDI. Perhitungan didasarkan pada pemadaman tak terencana Juni 2018 sampai bulan Mei 2019. Data diambil dari data histori gangguan feeder trip masing-masing penyulang pada serta data pelanggan ULP Purbalingga .
Berikut merupakan contoh perhitungan untuk penyulang PBG-01 bulan Agustus 2018: Jumlah Pelanggan Unit = 234013
Jumlah Pelanggan Padam = 112494 Jumlah Jam x Pelanggan Padam = 42152
𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐝𝐝𝐝𝐝 𝐩𝐩𝐩𝐩𝐝𝐝𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒 = 𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒 = = 𝟎𝟎, 𝟒𝟒𝟏𝟏 𝐣𝐣𝐉𝐉𝐉𝐉/𝐛𝐛𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩 𝟒𝟒𝟐𝟐𝟒𝟒𝟎𝟎𝟒𝟒𝟐𝟐 𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐝𝐝𝐝𝐝 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐝𝐝𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐅𝐅𝐝𝐝𝐩𝐩𝐩𝐩.𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐅𝐅𝐒𝐒 = 𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟏𝟏𝟒𝟒 = = 𝟎𝟎, 𝟒𝟒𝟏𝟏 𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝/𝐛𝐛𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩 𝟒𝟒𝟐𝟐𝟒𝟒𝟎𝟎𝟒𝟒𝟐𝟐
Perhitungan selanjutnya yaitu dengan menjumlahkan seluruh SAIDI dan SAIFI dalam kurun waktu yang ditentukan. Pada penyulang PBG-05 dan PBG-10 dilakukan dengan metode yang sama sehingga didapat hasil pada Tabel 1.
C. 55
Tabel 1. Total Indeks Keandalan Calon Penyulang Backup Pelanggan Premium
Penyulang Indeks Keandalan SAIDI (Jam/Pelanggan/Tahun) SAIFI (Kali/Pelanggan/Tahun) PBG-01 PBG-05 PBG-10 1.41 0.94 1.18 2.21 1.78 0.48 Sumber : Data sekunder yang diolah
Menurut SPLN No. 68-2 Tahun 1986 untuk sistem konfigurasi radial dengan PBO standar indeks keandalan adalah f = 2,4 kali/tahun dan d=12,8 jam/tahun. Hasil perbandingan perhitungan dan SPLN dapat diketahui bahwa indeks keandalan masing-masing penyulang berada di bawah batas maksimal SPLN. Nilai SAIDI terbaik adalah penyulang PBG-05, sedangkan nilai SAIFI terbaik adalah penyulang PBG-10.
Analisa Voltage Drop
Perhitungan jatuh tegangan dilakukan dengan dua metode yaitu dengan metode manual beserta menggunakan Software ETAP 12.6 yang dilakukan untuk sekaligus membandingkan perhitungan penulis dengan simulasi pada aplikasi tersebut. Perhitungan serta pembuatan simulasi didasarkan pada data section masing-masing penyulang yang berisi panjang dan beban tiap section. Berikut merupakan contoh perhitungan manual jatuh tegangan untuk penyulang PBG-01 :
Beban yang digunakan adalah beban pengukuran malam dimana fasa T sebesar 177 A yang merupakan beban tertinggi penyulang, dengan nilai faktor daya yaitu 1(satu). Total panjang penyulang PBG-01 untuk kabel power 300 mm2 dan kabel AAAC 240 mm2 adalah
0,25 km dan 39,441 km. Nilai impedansi kabel power 300 mm2 adalah Z = 0,1 + j0,0945
sedangkan untuk kabel AAAC 240 mm2 adalah Z = 0,1344 + j0,3158
ΔVloss(SKTM) I x (ℓsal(R cosθ + Xsinθ)
[(177 x 0,1 x 0,25) + (0 x 0,0945 x 0,25) x 4,425 = 7,664 V
ΔVloss(SUTM) I x (ℓsal(R cosθ + Xsinθ)
[(177 x 0,1344 x 39,441) + (0 x 0,3158 x 39,441) x 938,25 = 1625,09 Volt
C. 56 Ʃ ΔVloss PBG-01 = ΔV (SKTM) + ΔV (SUTM) = 7,6 + 1625,09 = 1632,754 Volt VFF PBG-01 = 20,6 kV – 1,634 kV = 18,966 kV
Karena penyulang PBG-01 memiliki konfigurasi jaringan radial, menurut SPLN No. 72 Tahun 1987 batas bawah jatuh tegangan pada penyulang adalah 5% dari tegangan kerja, sehingga batas bawah jatuh tegangan penyulang sebesar 1 kV dari tegangan kerja 20 kV. Tegangan ujung standarnya berarti sebesar 19 kV. Jatuh tegangan pada penyulang PBG-01 melebihi batas jatuh tegangan yang telah ditetapkan, namun dengan tegangan ujung yang masih sesuai standar.
Gambar 2. Simulasi Jatuh Tegangan Penyulang PBG-01 pada ETAP 12.6 Sumber: Data Sekunder yang diolah
Perbandingan dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan hasil yang tertera pada simulasi ETAP akan ditampilkan pada Tabel dibawah ini:
C. 57
Tabel 2. Perbandingan Perhitungan Jatuh Tegangan Manual dan ETAP
Penyulang Manual (kV) ETAP (kV)
Tegangan Kirim Vd Tegangan Ujung Tegangan Kirim Vd Tegangan Ujung PBG-01 20,6 1,633 18,966 20,622 1,6 19,022 PBG-05 20,8 1,166 19,634 20,806 1,19 19,612 PBG-10 20,8 2,515 18,285 20,806 2,53 18,279
Sumber : Data sekunder yang diolah
Berdasarkan hasil perhitungan losses tegangan secara hitung manual maupun software simulasi, diketahui bahwa memiliki selisih dengan toleransi tidak melebihi dari 5%. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu ketilitian, pembulatan angka di belakang koma, dan pemahaman rumus. Penyulang yang memiliki tegangan ujung terbaik adalah penyulang PBG-05.
ANALISA DAN PERBANDINGAN PENYULANG
Setelah melakukan perhitungan indeks keandalan dan jatuh tegangan, berikut merupakan hasil perhitungan masing-masing penyulang.
Tabel 5. Analisa Perhitungan PBG-01, PBG-05, PBG-10 Penyulang Tegangan Ujung Indeks Keandalan
SAIDI SAIFI
PBG-01 19,022 1,57 2,283
PBG-05 19,612 0,9 1,049
PBG-10 18,279 2 0,53
Sumber : Data sekunder yang diolah
Pada perhitungan indeks keandalan terlihat bahwa indeks SAIDI pada penyulang PBG-05 lebih bagus sedangkan indeks SAIFI penyulang PBG-10 yang lebih baik. Penyulang yang memiliki tegangan ujung paling bagus adalah PBG-05 walaupun berada dibawah standar PLN. Setelah dibandingkan, dapat disimpulkan bahwa penyulang PBG-05 merupakan penyulang yang lebih baik dibandingkan dengan PBG-01 dan PBG-10, dikarenakan unggul pada dua indikator dari tiga indikator yang ada.
C. 58
Skema penyaluran dua penyulang pelanggan premium
Pelanggan CV SN Jaya Prima merupakan pelanggan TM 555 kVA yang telah di supply oleh penyulang PBG-02. Pelanggan pada kedua penyulang pelanggan CV SN Jaya Prima berada pada section 2. Pada layanan premium terdapat tambahan pada kubikel pelanggan yaitu Automatic Changeover. Perpindahan sumber saat salah satu incoming mengalami hilang tegangan terjadi seketika dengan waktu saklar untuk kontak berkisar antara 0,34s – 2,24s[4]. Pada pelanggan premium yang menghindari padam, waktu perpindahannya di set
dengan waktu terkecil yaitu 0,34s jadi tetap mengalami kedip. Sistem interlocking yang ada adalah kedua switch tidak boleh berada dalam keadaan close bersamaan.
Gambar 4. Prinsip Kerja Automatic Changeover Sumber: Data Primer yang diolah
INCOMING 1
SOURCE INCOMING 2 SOURCE
Voltage Detector ON Voltage Detector ON PELANGGAN SW 1 SW 2
C. 59
Pergantian sumber pada Automatic Changeover memiliki dua keadaan yaitu: 1. Prioritas
Gambar 2. Flowchart Cara Kerja Mode Priority
Sumber : Data Primer yang diolah
MULAI SW 1 OPEN SW 2 CLOSE STATUS SENSOR TEGANGAN MAIN SOURCE MAIN SOURCE STATUS SENSOR TEGANGAN MAIN SOURCE SELESAI BACKUP SOURCE SW 1 CLOSE SW 2 OPEN PADAM NYALA PADAM NYALA
C. 60
2. Non Prioritas
Gambar 6. Flowchart Cara Kerja Mode Non Prioritas
Sumber : Data Primer yang diolah KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini, perhitungan yang dilakukan dapat diketahui nilai SAIDI dan SAIFI untuk penyulang PBG-01 sebesar 1,41 jam/pelanggan/tahun dan 2,21 kali/pelanggan/tahun, penyulang PBG-05 sebesar 0,94 jam/pelanggan/tahun dan 1,78 kali/ pelanggan/tahun, serta penyulang PBG-10 dengan nilai 1,18 jam/pelanggan/tahun dan 0,48 kali/pelanggan/tahun. Sedangkan pada perhitungan jatuh tegangan dilakukan dengan menggunakan cara manual dan software ETAP yang nantinya akan didapatkan nilai tegangan ujung pada penyulang. Nilai tegangan ujung manual dan ETAP pada penyulang PBG-01 yaitu 18966 V dan 19022 V, pada penyulang PBG-05 sebesar 19634 V dan19612
MULAI SW 1 OPEN SW 2 CLOSE STATUS SENSOR TEGANGAN MAIN SOURCE 1 STATUS SENSOR TEGANGAN SELESAI MAIN SOURCE 2 SW 1 CLOSE SW 2 OPEN PADAM NYALA PADAM NYALA
C. 61
V, dan pada PBG-10 dengan nilai 18285 V dan 18279 V. Penyulang PBG-05 merupakan penyulang terbaik untuk dijadikan sebagai penyulang backup pelanggan karena unggul dua dari tiga indikator dengan nilai SAIDI sebesar 0,9 jam/pelanggan/tahun dan nilai tegangan ujung sebesar 19612 V. Incoming pelanggan akan berpindah secara otomatis oleh
Automatic Changeover ke penyulang kedua atau penyulang yang tersedia saat incoming
yang sedang menyuplai pelanggan mengalami hilang tegangan.
Pada penelitian ini belum membahas tentang pengaruh kedip pada beban-beban motor. Selain itu pada penelitian ini juga tidak membahas tentang kerugian dari sisi PLN terkait jatuh tegangan, untuk selanjutnya permasalahan tersebut dapat dibahas secara lebih spesifik dan mendalam lagi.
DAFTAR PUSTAKA
______. (1985). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 59 1985 Keandalan pada
Sistem Distribusi. PT PLN (Persero). Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.
______. (1986). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 68-2 1987 Tingkat
Jaminan Sistem Tenaga Listrik Bagian dua : Distribusi. PT PLN (Persero).
Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.
______. (1987). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 72 1987 Spesifikasi
Desain untuk Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dan Jaringan Tegangan Rendah (JTR). PT PLN (Persero). Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.
______.(2010). SM-6 Modular Units Catalog. Schneider Afandi, A.N. (2006). Pengendalian Berbasis PLC
Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi tenaga Listrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia. (2010). Buku 1 Kriteria Disain Enjiniring
Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Jakarta : PT. PLN (Persero).
Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi tenaga Listrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia. (2010). Buku 5 Standart Konstruksi
Jaringan Tegangan Menengah Tenaga Listrik. Jakarta : PT. PLN (Persero). [8]
Multa,Lestanto. Aridani,Restu Prima. 2013. Modul Pelatihan ETAP. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada
Sarimun, Wahyudi. (2011). Buku Saku Pelayanan Teknik. Jakarta: Garamond. Sugianto.,& Mustikasari, Asri Dewi. (2018). Pemasangan Automatic Change Over
(ACO) Untuk Meningkatkan Keandalan Pada Pelanggan Premium Suswanto, Daman. (2009). Sistem Distribusi Tenaga Listrik,
