EVALUASI KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
BERDASARKAN SAIDI DAN SAIFI
Siti Saodah
Jurusan Teknik Elektro, Institut Teknologi Nasional Email: siti@itenas.ac.id atau ss_herlina@yahoo.com
ABSTRAK
Saat ini PT. PLN (Persero) sedang memperluas sistem jaringan distribusi untuk meningkatkan pelayanan kebutuhan energi listrik kepada pelanggannya. Dengan adanya analisa keandalan sistem distribusi, dapat diketahui bagaimana kualitas dari sistem distribusi dipandang dari beberapa macam sumber gangguan. Adapun langkah yang dilakukan oleh penulis yaitu dengan mengumpulkan data berupa data gangguan, data pemadaman,dan data pelanggan yang diperoleh di PT. PLN (Persero) APJ Cimahi – UPJ Prima, Kemudian melakukan pengolahan data berdasarkan landasan teori sehingga data tersebut dapat digunakan untuk melakukan perhitungan indeks keandalan berdasarkan frekuensi gangguan rata-rata (SAIFI) dan lama gangguan rata-rata (SAIDI), untuk mengemukakan suatu kesimpulan.
Berdasarkan penyebab pemadamannya bahwa indeks keandalannya paling tinggi terjadi pada kelompok SUTM yang mempunyai nilai SAIFI-nya adalah 5,063 pemadaman/pelanggan/tahun dan nilai SAIDI-nya adalah 3,604 jam/pelanggan/tahun. Sedangkan dari segi keandalan penyulang, SLCU mempunyai nilai SAIFISLCU = 1,6 pemadaman/pelanggan/tahun dan nilai SAIDISLCU = 1,849 jam/pelanggan/tahun. Gangguan pada sistem distribusi saluran udara tegangan menengah (SUTM) 61,36% disebabkan oleh rele bekerja tanpa penyebab jelas sehingga PMT dapat bekerja kembali.
Kata kunci: energi listrik, gangguan, kontinuitas, keandalan, sistem distribusi.
PENDAHULUAN
Kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat sebaiknya ditunjang dengan usaha peningkatan kualitas terhadap para pelanggan. Kualitas yang dimaksud adalah kualitas pelayanan teknis yang mampu memberikan aliran energi listrik dengan daya yang mencukupi dan handal
Beberapa faktor yang menentukan kualitas energi listrik yang dipakai adalah kestabilan tegangan, frekuensi, kontinuitas pelayanan dan faktor daya. Namun dari beberapa faktor diatas yang dirasakan jelas oleh pelanggan adalah kontinuitas pelayanan energi listrik karena banyak keluhan dari para pelanggan mengenai sering terjadi aliran listrik yang padam dan lama padam yang terlalu lama. Sehingga dalam penelitian ini akan dibahas mengenai kontinuitas pelayanan energi listrik dari segi frekuensi pemadaman dan lama pemadamannya.
Kualitas Tenaga Listrik
Untuk dapat melayani pelanggan dengan baik, PT.PLN (PERSERO) mempunyai standar kualitas dalam penyaluran tenaga listrik, yaitu:
a) Tenaga listrik arus bolak-balik yang disalurkan baik satu fasa maupun tiga fasa mempunyai frekuensi 50 Hz, dengan penyimpangan ±0,5 Hz.
b) Pada jaringan tegangan rendah, tegangan nominalnya adalah : ¾ Antara fasa dengan netral : 220 volt
¾ Antara fasa dengan fasa : 380 volt
c) Pada jaringan tegangan menengah, tegangan nominalnya adalah 20 kV.
d) Variasi tegangan yang diperbolehkan adalah maksimum 5% nominal dan minimum 10% nominal, baik tegangan rendah maupun tegangan menengah.
Keandalan Tenaga Listrik
Keandalan tenaga listrik adalah menjaga kontinuitas penyaluran tenaga listrik kepada pelanggan terutama pelanggan daya besar yang membutuhkan kontinuitas penyaluran tenaga listrik secara mutlak. Apabila tenaga listrik tersebut putus atau tidak tersalurkan akan mengakibatkan proses produksi dari pelanggan besar tersebut terganggu. Struktur jaringan tegangan menengah memegang peranan penting dalam menentukan keandalan penyaluran tenaga listrik karena jaringan yang baik memungkinkan dapat melakukan manuver tegangan dengan mengalokasikan tempat gangguan dan beban dapat dipindahkan melalui jaringan lainnya.
Kontinuitas pelayanan yang merupakan salah satu unsur dari kualitas pelayanan tergantung kepada macam sarana penyalur dan peralatan pengaman. Jaringan distribusi sebagai sarana penyalur tenaga listrik mempunyai tingkat kontinuitas tergantung kepada susunan saluran dan cara pengaturan operasinya. Tingkat kontinuitas pelayanan dari sarana penyalur disusun berdasarkan lamanya upaya menghidupkan kembali suplai setelah mengalami gangguan.
Tingkatan-tingkatan tersebut antara lain:
Tingkat 1 : dimungkinkan berjam-jam; yaitu waktu yang diperlukan untuk mencari dan memperbaiki bagian yang rusak karena gangguan.
Tingkat 2 : padam beberapa jam; yaitu waktu yang diperlukan untuk mengirim petugas ke lokasi gangguan, melokalisasi dan melakukan manipulasi untuk menghidupkan sementara kembali dari arah atau saluran yang lain.
Tingkat 3 : padam beberapa menit; manipulasi oleh petugas yang jaga di gardu atau dilakukan deteksi atau pengukuran dan pelaksanaan manipulasi jarak jauh.
Tingkat 4 : padam beberapa detik; pengamanan atau manipulasi secara otomatis.
Tingkat 5 : tanpa padam; dilengkapi instalasi cadangan terpisah dan otomatisasi penuh.
Umumnya jaringan distribusi luar kota (pedesaan) terdiri dari jenis saluran udara dengan sistem jaringan radial mempunyai kontinuitas tingkat 1, sedangkan untuk pelayanan dalam kota susunan jaringan yang dipakai adalah jenis kabel tanah dengan sistem jaringan spindel yang mempunyai kontinuitas tingkat 2.
Keandalan Sistem Distribusi
Lebih dari beberapa dekade, sistem distribusi kurang dipertimbangkan dari segi keandalan ataupun pemodelan keandalan dibandingkan sistem pembangkit. Hal ini dikarenakan sistem pembangkit memilki biaya investasi yang besar dan kegagalan pada pembangkit dapat menyebabkan dampak bencana yang sangat luas untuk kehidupan manusia dan lingkungannya.
Parameter-parameter keandalan yang biasa digunakan untuk mengevaluasi sistem distribusi radial adalah angka-angka kegagalan rata-rata (λs), waktu pemadaman rata-rata (rs) dan waktu pemadaman tahunan (Us).
Dapat dinyatakan sebagai berikut :
∑
Sistem Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
SAIFI adalah indeks keandalan yang merupakan jumlah dari perkalian frekuensi padam dan pelanggan padam dibagi dengan jumlah pelanggan yang dilayani. Dengan indeks ini gambaran mengenai frekuensi kegagalan rata-rata yang terjadi pada bagian-bagian dari sistem bisa dievaluasi sehingga dapat dikelompokkan sesuai dengan tingkat keandalannya. Satuannya adalah pemadaman per pelanggan.
Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
Pelanggan
λ
: angka kegagalan rata-rata/frekuensi padami
N
: jumlah pelanggan yang dilayani pada titik beban iSistem Average Interruption Duration Index (SAIDI)
SAIDI adalah indeks keandalan yang merupakan jumlah dari perkalian lama padam dan pelanggan padam dibagi dengan jumlah pelanggan yang dilayani. Dengan indeks ini, gambaran mengenai lama pemadaman rata-rata yang diakibatkan oleh gangguan pada bagian-bagian dari sistem dapat dievaluasi.
Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
Pelanggan
Gangguan pada Sistem Distribusi
Gangguan pada sistem distribusi dapat diakibatkan oleh faktor alam, kelalaian manusia, atau usia peralatan yang terlalu lama sehingga sudah tidak mampu melakukan proses penyaluran dan pengamanan.
Sumber gangguan pada sistem distribusi saluran udara sebagian besar disebabkan oleh pengaruh luar. Menurut intensitasnya, sumber gangguan dapat dibagi sebagai berikut: angin dan pohon, petir, hujan dan cuaca, kegagalan atau kerusakan peralatan, manusia, binatang, benda-benda asing, dan sebagainya. Terjadinya gangguan dapat menyebabkan terputusnya aliran tenaga listrik sehingga berakibat padam terhadap pelanggan. Aliran tenaga listrik yang padam dapat menimbulkan kerugian pada pelanggan, terutama pelanggan daya besar.
Macam gangguan pada sistem distribusi dibagi menjadi 2, yaitu:
1) Gangguan yang bersifat temporer; gangguan dapat hilang dengan sendirinya atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangan.
2) Gangguan yang bersifat permanen; gangguan yang memerlukan tindakan perbaikan untuk menghilangkan penyebab gangguan tersebut.
Metodologi Penelitian
Data diperoleh dari PT. PLN UPJ Prima berupa laporan rekap data dasar laporan pemadaman pada bulan Januari 2007 - Desember 2007.
Indeks lama gangguan rata-rata sistem (SAIDI) merupakan salah satu indeks yang digunakan untuk mengetahui rata-rata lama pemadaman pada setiap pelanggan yang dilayani.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah Pelanggan Padam Berdasarkan Penyebab Pemadaman
Jumlah pelanggan yang mengalami pemadaman selama bulan Januari 2007 sampai dengan Desember 2007 mencapai angka 853.242 pelanggan, yang diakibatkan oleh gangguan pada sistem distribusi, transmisi, GI, sumber tenaga, maupun oleh adanya pemadaman terencana.
Tabel 1: Jumlah Pelanggan Padam Berdasarkan Penyebab Pemadaman Periode Januari 2007 - Desember 2007
NO PENYEBAB PEMADAMAN TOTAL PELANGGAN PADAM
1 Kelompok sambungan tenaga listrik & APP 3559 2 Kelompok jaringan tegangan rendah 21 3 Kelompok transformator gardu distribusi 31865 4 Kelompok tiang listrik TR dan TM 2300 5 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 678961 6 Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 37466 7 Gangguan transmisi dan gardu induk 3750 8 Kelompok padamnya sumber tenaga 0 9 Kelompok bencana alam 5671 10 Kelompok Pemadaman terencana 89649
TOTAL 853242 RATA-RATA 85324
Indeks Rata-Rata Frekuensi Pemadaman (SAIFI) Berdasar Penyebab Pemadaman
Untuk mengetahui rata-rata frekuensi padam pada setiap pelanggan, maka ditunjukkan oleh indeks keandalan SAIFI. Nilai SAIFI setiap kelompok gangguan selama bulan Januari 2007 sampai dengan Desember 2007 bahwa setiap pelanggan mengalami 6,361 pemadaman/pelanggan/tahun. Angka ini merupakan peningkatan, yang berarti tiap pelanggan mengalami pemadaman relatif lebih sedikit, dibandingkan tahun sebelumnya. Untuk lebih lanjutnya nilai SAIFI tiap-tiap kelompok gangguan disajikan pada tabel 2
Tabel 2: Nilai Indeks Keandalan SAIFI Berdasarkan Penyebab Pemadaman Periode Januari 2007 - Desember 2007
NO. PENYEBAB PEMADAMAN SAIFI
TOTAL RATA-RATA 1 Kelompok sambungan tenaga listrik & APP 0.026191 0.002183
2 Kelompok jaringan tegangan rendah 0.000156 0.000013 3 Kelompok transformator gardu distribusi 0.235353 0.019613 4 Kelompok tiang listrik TR dan TM 0.017297 0.001441 5 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 5.063416 0.421951 6 Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 0.281309 0.023442 7 Gangguan transmisi dan gardu induk 0.027814 0.002318 8 Kelompok padamnya sumber tenaga 0.000000 0.000000 9 Kelompok bencana alam 0.042748 0.003562 10 Kelompok Pemadaman terencana 0.667162 0.055597
TOTAL 6.361446 0.530120
Indeks Rata-Rata Lama Pemadaman (SAIDI) Berdasarkan Penyebab Pemadaman
Tabel 3: Nilai Indeks Keandalan SAIDI Berdasarkan Penyebab Pemadaman Periode Januari 2007 - Desember 2007
NO. PENYEBAB PEMADAMAN SAIDI
TOTAL RATA-RATA
1 Kelompok sambungan tenaga listrik & APP 0.072854 0.006071 2 Kelompok jaringan tegangan rendah 0.000130 0.000011
3 Kelompok transformator gardu distribusi 0.377783 0.031482 4 Kelompok tiang listrik TR dan TM 0.028679 0.002390 5 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 3.603575 0.300298
6 Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 0.518245 0.043187 7 Gangguan transmisi dan gardu induk 0.036105 0.003009
8 Kelompok padamnya sumber tenaga 0.000000 0.000000 9 Kelompok bencana alam 0.027223 0.002269 10 Kelompok Pemadaman terencana 2.234673 0.186223
TOTAL 6.899268 0.574939
Perhitungan Indeks Keandalan Berdasarkan Penyulang
Tabel 4: Nilai Indeks Keandalan SAIFI Berdasarkan Penyulang Periode Januari 2007 - Desember 2007
NO PENY TOTAL
RATA-RATA NO KONSUMEN TOTAL
RATA-RATA 1 ALUN 0.546978 0.045581 34 Berdikari 0.000015 0.000015 2 CAK 0.011217 0.002243 35 Cimahi Mekar 0.000015 0.000015 3 CCB 0.263119 0.032890 36 CV. Langsung 0.000008 0.000008 4 CCH 0.000022 0.000022 37 Dr. Tan Siau Tex 0.000007 0.000007 5 CCM 0.000097 0.000024 38 Indah Jaya 0.000007 0.000007 6 CDMR 0.268740 0.022395 39 Mulya Lestari 0.000015 0.000015 7 CKRH 0.722956 0.072296 40 PT. Antelas 0.000037 0.000037 8 CLA 0.000111 0.000037 41 PT. Batu Kencana H 0.000015 0.000007 9 CLB 0.121443 0.024289 42 PT. Berdikari 0.000007 0.000007 10 CLC 0.000929 0.000133 43 PT. Chitose 0.000038 0.000013 11 CLH 0.000015 0.000015 44 PT. Cipta Agung B 0.000015 0.000007 12 CLJ 0.020790 0.002310 45 PT. Hiyoto 0.000008 0.000008 13 CLK 0.062281 0.012456 46 PT. Imogari 0.000008 0.000008 14 CLM 0.000007 0.000007 47 PT. Indo Extrution 0.000008 0.000008 15 CLN 0.000022 0.000022 48 PT. Indoplast 0.000023 0.000011 16 CLP 0.000074 0.000012 49 PT. Kusna Wijaya H 0.000007 0.000007 17 CLT 0.000007 0.000007 50 PT. Leuwitex 0.000007 0.000007 18 CLU 0.017145 0.003429 51 PT. Long Sun 0.000008 0.000008 19 CMB 0.000075 0.000037 52 PT. Nova Fashion 0.000008 0.000008 20 CMH 0.000007 0.000007 53 PT. Padajaya 0.000007 0.000007 21 CMK 0.000007 0.000007 54 PT. Rodi 0.000007 0.000007 22 CMM 0.003133 0.000627 55 PT. Sachem 0.000007 0.000007 23 CMU 0.000008 0.000008 56 PT. Sanlit Intiplast 0.000007 0.000007 24 CNB 0.008081 0.002020 57 PT. Sari Busana 0.000015 0.000007 25 CNH 0.000037 0.000018 58 PT. Sejahtera 0.000015 0.000015 26 CNK 0.018082 0.006027 59 PT. Sinar
29 JATI 1.230235 0.102520 62 PT. Trimandiri Pls 0.000008 0.000008 30 KBPI 0.389212 0.032434 63 Wilky Kurniawan 0.000007 0.000007 31 LWGJ 0.890666 0.074222 TOTAL 6.361432 0.530119 32 MHER 0.000030 0.000015 RATA-RATA 0.100975 0.009760
33 SLCU 1.600725 0.133394
Tabel 5 Nilai Indeks Keandalan SAIDI Berdasarkan Penyulang Periode Januari 2007 - Desember 2007
NO PENY TOTAL
RATA-RATA NO KONSUMEN TOTAL
RATA-RATA 1 ALUN 0.357241 0.029770 34 Berdikari 0.000007 0.000007 2 CAK 0.006128 0.001226 35 Cimahi Mekar 0.000009 0.000009 3 CCB 0.469959 0.058745 36 CV. Langsung 0.000006 0.000006 4 CCH 0.000046 0.000046 37 Dr. Tan Siau Tex 0.000005 0.000005
5 CCM 0.000180 0.000045 38 Indah Jaya 0.000004 0.000004 6 CDMR 0.151194 0.012600 39 Mulya Lestari 0.000014 0.000014 7 CKRH 0.501906 0.050191 40 PT. Antelas 0.000025 0.000025 8 CLA 0.000112 0.000037 41 PT. Batu Kencana H 0.000011 0.000006 9 CLB 0.159177 0.031835 42 PT. Berdikari 0.000005 0.000005 10 CLC 0.001230 0.000176 43 PT. Chitose 0.000051 0.000017 11 CLH 0.000001 0.000001 44 PT. Cipta Agung B 0.000016 0.000008 12 CLJ 0.040461 0.004496 45 PT. Hiyoto 0.000012 0.000012 13 CLK 0.302798 0.060560 46 PT. Imogari 0.000015 0.000015 14 CLM 0.000012 0.000012 47 PT. Indo Extrution 0.000025 0.000025 15 CLN 0.000024 0.000024 48 PT. Indoplast 0.000021 0.000010 16 CLP 0.000173 0.000029 49 PT. Kusna Wijaya H 0.000004 0.000004 17 CLT 0.000008 0.000008 50 PT. Leuwitex 0.000004 0.000004 18 CLU 0.016444 0.003289 51 PT. Long Sun 0.000004 0.000004 19 CMB 0.000120 0.000060 52 PT. Nova Fashion 0.000006 0.000006 20 CMH 0.000000 0.000000 53 PT. Padajaya 0.000004 0.000004 21 CMK 0.000008 0.000008 54 PT. Rodi 0.000004 0.000004 22 CMM 0.004556 0.000911 55 PT. Sachem 0.000004 0.000004 23 CMU 0.000011 0.000011 56 PT. Sanlit Intiplast 0.000004 0.000004 24 CNB 0.006370 0.001593 57 PT. Sari Busana 0.000013 0.000007 25 CNH 0.000041 0.000020 58 PT. Sejahtera 0.000008 0.000008 26 CNK 0.108487 0.036162 59 PT. Sinar
Continental 0.000192 0.000096 27 CNM 0.034366 0.005728 60 PT. Sol Indah 0.000109 0.000054 28 CTM 0.262761 0.065690 61 PT. Suritex 0.000007 0.000007 29 JATI 0.707098 0.058925 62 PT. Trimandiri Pls 0.000008 0.000008 30 KBPI 0.493096 0.041091 63 Wilky Kurniawan 0.000015 0.000015 31 LWGJ 1.425775 0.118815 TOTAL 6.899267 0.574939 32 MHER 0.000001 0.000000 RATA-RATA 0.109512 0.011692
33 SLCU 1.848873 0.154073
KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
2.
Dari segi keandalan penyulang nilai SAIFISLCU= 1,6 pemadaman/pelanggan/tahun dan SAIDISLCU= 1,849 jam/pelanggan/tahun sehingga penyulang SLCU dapat dikatakan masih andal karena nilai indeks keandalannya lebih kecil dari batas maksimal ketentuan.3.
Gangguan pada sistem distribusi saluran udara tegangan menengah (SUTM) 61,36% disebabkan oleh rele yang bekerja tanpa penyebab yang jelas (PMT dapat bekerja kembali). Adapun faktor lain yang mempengaruhi adalah faktor alam (hujan, petir, angin), faktor manusia dan faktor umum dari peralatan serta gangguan non teknis seperti penebangan pohon dan layang-layang.DAFTAR PUSTAKA
Gonen, Turan. 1986. Electric Power Distribution System Engineering, McGraw-Hill International Edition.
Pabla, AS & Abdul Hadi, Ir. 1986. Sistem Distribusi Daya Listrik, Jakarta,: Erlangga.
Standar PLN (SPLN) No. 59. 1985. Keandalan Pada Sistem Distribusi 20kV dan 6kV. Jakarta : Departemen Pertambangan dan Energi.
Standar PLN (SPLN) No. 68-2. 1986. Tingkat Jaminan Sistem Tenaga Listrik (bagian dua: Sistem Distribusi). Jakarta : Departemen Pertambangan dan Energi.
