77
Doni Setia Nugraha, M. Zaky Zaim Muhtadi dan Agus Heriyanto
STEM Akamigas, Jl. Gajah Mada No. 38 Cepu Kab. Blora
E-mail: qayyumfahim.stem@gmail.com
ABSTRAK
Secara geografis Kabupaten Bantaeng terletak pada titik 5o21'23"-5o35'26" lintang selatan dan
119o51'42"-120o5'26" bujur timur. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Batu Masong
Kabupaten Bantaeng dapat membangkitkan daya sekitar 100 kVA pada sistem tegangan listrik 380/220 volt pada pusat pembangkit, namun pada kenyataannya daya listrik yang dibangkitkan tidak sesuai dengan apa yang diterima oleh masyarakat setempat, terjadi jatuh tegangan pada beberapa konsumen di sekitar ujung distribusi tenaga listrik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar jatuh tegangan yang terjadi di konsumen, mengetahui pandangan masyarakat dengan tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit. Penelitian ini menggunakan metode statistik parametris dengan teknik korelasi products momen di mana korelasi products moment digunakan untuk mencari hubungan dua variabel bila data kedua variabel berbentuk interval atau ratio. Penelitian ini memberikan hasil bahwa jatuh tegangan yang terjadi melebihi toleransi yang di persyaratkan di PUIL, yaitu -10% dari tegangan nominalnya.
Kata kunci: PLTMH, jatuh tegangan, saluran distribusi
ABSTRACT
Geographically the Bantaeng district is located at the 5o21'23"-5o35'26" south latitude and 119o51'42" - 120o5'26 " east longitude. Batu Masong microhydro power plant in Bantaeng generates power about 100 kVA on the electrical system of 380/220 volts at the plant, but in reality the electric power generated is not in accordance with the power accepted by the local community. It is because the voltage drop occurs in some consumers around the end of the distribution. This research aimed to determinie conducted in order to know the capacity of the voltage drop, so that it takes place in the consumer people’s opinion about the voltage generated by the plant. This research is analyzed using parametric statistical methods with products moment correlation techniques, in which products moment correlation is used to find the correlation between two variables, when the variables are in the form of interval or ratio. In other words, the data is analyzed using products moment correlation method. This study gave the following following results that the voltage drop occurs has exceeded the required tolerance in PUIL, i.e. -10% of the nominal voltage.
Key words: microhydro power plant, voltage drop, distribution sistem
1. PENDAHULUAN
Mikrohidro atau lebih dikenal sebagai PLTMH adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan
sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan 1).
PLTMH Kabupaten Bantaeng dapat membangkitkan daya sekitar 100 kVA pada sistem tegangan listrik 380/220 volt pada pusat pembangkit, namun pada kenyataan-nya daya listrik yang dibangkitkan tidaklah
78 sesuai dengan apa yang diterima oleh masya-rakat setempat, terjadi loss energy pada be-berapa konsumen di sekitar ujung distribusi tenaga listrik. Ketersediaan energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTMH dinikmati oleh warga di sekitar pembangkit dengan be-berapa tanggapan terhadap listrik yang me-reka gunakan. Untuk warga di sekitar pem-bangkit, mereka menikmati listrik sesuai dengan daya yang disalurkan kerumah mere-ka masing-masing, namun bagi warga yang jauh atau berada di ujung jaringan distribusi PLTMH ini mengalami penurunan daya. Daya yang mereka nikmati tidaklah sesuai dengan apa yang disalurkan, yang sesuai dengan peraturan jual beli listrik. Warga di ujung jaringan distribusi PLTMH meng-alami penurunan tegangan, sehingga tidak maksimal dalam penggunaan energi listrik.
Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah agar kebutuhan listrik semua warga ter-penuhi sesuai dengan ketentuan yang ada dengan meminimalkan jatuh tegangan yang berlebihan dengan mengatasi kendala atau memberikan masukan ke pengelola PLTMH. Penelitian ini dilakukan dengan: memban-dingkan tegangan terbangkit dengan tegang-an ytegang-ang terpakai di konsumen, khususnya konsumen yang berada di ujung jaringan PLTMH, menganalisa penyebab terjadinya perbedaan tegangan di pembangkit dengan yang ada di konsumen, memberikan solusi, sehingga perbedaan tegangan tersebut masih dalam batasan toleransi.
2. METODE
Metodologi yang dilakukan dalam penu-lisan tugas akhir ini adalah studi pustaka, berupa pengambilan referensi dari literatur yang berkaitan, buku panduan PLTMH dan artikel-artikel tulisan ilmiah. Menganalisis tegangan yang terpakai di pelanggan terjauh dari lokasi pembangkit dibandingkan dengan tegangan yang terbangkit, penyebab terjadi-nya perbedaan tegangan yang digunakan di bandingkan tegangan yang dihasilkan dan disini menggunakan pengujian hipotesis aso-siatif, yang merupakan dugaan adanya hubungan antar variabel dalam populasi,
melalui data hubungan variabel dalam sam-pel, untuk itu dalam langkah awal pem-buktiannya, maka perlu dihitung terlebih dahulu koefisien korelasi antar variabel dan sampel, baru koefisien yang ditemukan diuji signifikansi2).
Dalam pengolahan data ini digunakan pengujian hipotesis asosiatif yang merupa-kan dugaan adanya hubungan antar variabel dalam populasi, melalui data hubungan vari-abel dalam sampel, untuk itu dalam langkah awal pembuktiannya, maka perlu dihitung terlebih dahulu koefisien korelasi antar vari-abel dan sampel, baru koefisien yang dite-mukan diuji signifikansinya 2).
Dalam penelitian ini, dari sekian banyak metode yang ada, digunakan statistik para-metris teknik korelasi products moment. Korelasi products moment digunakan untuk mencari hubungan dua variabel bila data kedua variabel berbentuk interval atau ratio, dan sumber data dari dua variabel atau lebih adalah sama.
Gambar 1. Bagan Alir Penelitian
3. PEMBAHASAN
PLTMH Batumasong melayani kebutuh-an energi listrik di Desa Pattkebutuh-anetekebutuh-ang. Pe-nyaluran daya dari pembangkit ke Desa Pattaneteang menggunakan jaringan distri-busi tegangan rendah. Jaringan tegangan ren-dah ini merupakan jaringan distribusi tipe
79 radial, yang merupakan sistem jaringan yang paling sederhana dan paling murah. Jaringan radial ini mengalirkan daya dalam satu arah dan jika ada saluran yang mengalami gang-guan maka semua beban yang terhubung pa-da saluran tersebut akan mengalami pema-daman 3).
Panjang sebuah jaringan tegangan dapat didesain dengan mempertimbangkan drop tegangan (Voltage Drop). Drop tegangan adalah perbedaan tegangan antara tegangan kirim dan tegangan terima karena adanya impedansi pada penghantar. Jatuh tegangan selalu terjadi pada jaringan, baik pada pelanggan maupun pada perusahaan listrik.
Jatuh tegangan pada saluran selisih an-tara tegangan pada sisi kirim (sending end) dan tegangan pada sisi terima (receiving end). Berdasarkan buku-1 PLN di mana di-tentukan bahwa batas tingkat mutu pelaya-nan maksimum +5% dan minimum -10% dari tegangan pelayanan secara keseluruh-an4). Besarnya rugi tegangan pada saluran transmisi tersebut, diukur pada titik yang paling jauh (ujung). Data hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel 1, 2, 3 dan 4.
Tabel 1. Panjang dan Diameter Penghan-tar Uraian l (km) A (mm2) Panel Pembangkit ke panel pembagi 0,2 25 Panel Pembagi ke Konsumen 2,515 10
Tabel 2. Panjang Penghantar dan Tegan-gan Fasa Konsumen L (km) Teg (V) R–0 1 2,00 199 2 2,01 199 3 2,04 198 4 2,20 195 5 2,27 195 6 2,45 193,5 7 2,50 193 Rata-Rata 2,21 196,07 S–0 1 2,20 192 2 2,31 191,4 3 2,33 182 4 2,52 195 5 2,55 191 6 2,60 182 7 2,70 180,4 Rata-Rata 2,46 187,69 T–0 1 1,7 200 2 1,71 200 3 1,75 200 4 1,78 199 5 2,02 199 6 2,10 197 7 2,30 196 Rata-Rata 1,91 198,71
Tabel 3. Nilai Jatuh Tegangan
Fasa (Vs) (VR) (ΔV) % ΔV R-0 220 199 21 9,55 220 199 21 9,55 220 198 22 10 220 195 25 11,36 220 195 25 11,36 220 193,5 26,5 12,05 220 193 27 12,27 S–0 220 192 28 12,27 220 191,4 28,6 13,00 220 182 28 12,73 220 195 25 11,36 220 191 29 13,18 220 182 38 17,27 220 180,4 39,6 18 T–0 220 200 20 9,09 220 200 20 9,09 220 200 20 9,09 220 199 21 9,55 220 199 21 9,55 220 197 23 10,45 220 196 24 10,91 Dalam perhitungan jatuh tegangan ber-dasarkan penggunaan formula 5), didapatkan hasil sebagai berikut:
∆V = √3 𝑥 I (R cosφ + X sinφ) = √3 𝑥 2 {(6555,1181 x 10−3x 0,80 ) + (861094,9616 x10−6x0,6)} = √3 𝑥 2 (5,244+0,517) = √3 𝑥 2 (5,761) = 19,96 V
Sedangkan perhitungan jatuh tegangan hasil pengukuran (∆V) didapatkan:
80 ∆V = VS –VR
= (220 – 199) V = 21 V
Perhitungan persentase jatuh tegangan : %∆V = ∆𝑉 𝑉𝑠𝑥100% = 𝑉𝑠−𝑉𝑅 𝑉𝑠 𝑥100% = 220−199 220 𝑥100% = 9,55%
Dalam penelitian ini diperoleh nilai r sebesar 0,836 sehingga besarnya kontribusi variabel X terhadap variabel Y adalah :
KD = r2 x 100% KD = (0,836)2 x 100% KD = 0,6989 x 100% KD = 69,89%
Berdasarkan hasil perhitungan nilai Koefisien Determinasi, diperoleh nilai kontribusi variabel X terhadap variabel Y adalah sebesar 69,89%. Nilai 69,89% menunjukkan bahwa panjang jaringan memberikan nilai kontribusi cukup besar yaitu sebesar 69,89% untuk nilai jatuh tegangan, dan sisa sebesar 30,11% menunjukkan bahwa ada variabel lain yang mempengaruhi, di antaranya adalah Arus (I) dimana penggunaan beban yang semula penggunaan listrik hanya untuk penerangan, sekarang beralih ke penggunaan energi listrik untuk keperluan barang elektronik dan alat dapur yang menggunakan listrik, maka jatuh tegangan yang terjadi makin besar.
Semakin besar nilai resistansi dan reaktansi dari jaringan maka jatuh tegangan yang terjadi pada jaringan akan semakin besar pula, Jenis penghantar yang digunakan juga sangat mendukung terjadinya jatuh tegangan yang besar, sehingga pemilihan penghantar harus disesuaikan. Karena setiap jenis penghantar mempunyai impedansi yang berbeda dan reaktansi yang berbeda pula, sehingga berakibat pada hambatan yang dialami oleh penghantar, cara instalasi penghantar yang tidak sesuai prosedur juga bisa menjadi variabel, sehingga jatuh tegangan terjadi begitu besar.
Dari Persamaan regresi diperoleh, yaitu : Y = a + bX
y = -7,2954 + 14,898 x
Angka-angka ini dapat diartikan sebagai konstanta sebesar -7,2954, artinya jika panjang jaringan (X) nilainya adalah 0, maka volume penjulan (Y’) bernilai negatif yaitu sebesar -7,2954, Koefisien regresi variabel harga (X) sebesar 14,898, artinya jika panjang jaringan mengalami kenaikan 1 km, maka jatuh tegangan (Y) akan mengalami peningkatan sebesar 14,898 V. Koefisien bernilai positif artinya terjadi hubungan positif antara panjang jaringan dengan jatuh tegangan, semakin panjang jaringan maka semakin meningkatkan jatuh tegangan.
Tabel 4. Jatuh Tegangan Hasil Rekonfig-urasi Beban 2A, A = 16 mm2
Fasa Kon sumen Jarak (km) Jatuh tegangan (ΔV) R–N 1 2,00 10,05 2 2,01 10,10 3 2,04 10,25 4 2,20 11,05 5 2,27 11,40 6 2,45 12,31 7 2,50 12,56 S – N 1 2,20 11,05 2 2,31 11,60 3 2,33 11,70 4 2,52 12,66 5 2,55 12,81 6 2,60 13,06 7 2,70 13,56 T – N 1 1,7 8,54 2 1,71 8,59 3 1,75 8,79 4 1,78 8,94 5 2,02 10,15 6 2,10 10,55 7 2,30 11,55 Dengan menggunakan program Elec-trical Calculation, dilakukan simulasi rekon-figurasi jaringan distribusi, yang semula menggunakan penghantar AAC dengan luas penghantar 10 mm2, diganti dengan peng-hantar yang luas penampangnya sedikit lebih besar dari semula yaitu dengan luas peng-hantar 16 mm2. Selain itu diasumsikan untuk
81 menyeimbangkan beban dan menggunakan beban maksimal dengan memasang MCB di setiap pelanggan yaitu 2A.
Gambar 2. Hasil Running Program Electrical Calculation
4. SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa data, dapat diambil kesimpulan bahwa salah satu faktor terjadinya jatuh tegangan pada PLTMH ini adalah panjang penghantar yang digunakan dengan jenis penghantar AAC Twisted Cable dengan luas penampang 10 mm2. Jatuh tegangan yang terjadi telah melebihi toleransi yang di persyaratkan di PUIL, yaitu -10% dari tegangan nominalnya. Jatuh tegangan dengan keadaan beban tidak seimbang yang terjadi adalah pada fasa R sebesar 23,93 V atau persentasenya 10,88%, fasa S sebesar 30,89 V atau persentasenya 14,04% dan pada fasa T sebesar 21,29 V atau persentasenya 9,68%. Khusus untuk di fasa T, jatuh tegangan masih dalam kondisi yang di perbolehkan. Namun keadaan ini juga membuat kerugian pada pelanggan, bukan hanya pada fasa R maupun fasa S, di bagian fasa T juga terjadi jatuh tegangan yang lumayan besar, kendati masih berada dalam toleransi yang diizinkan.
Keadaan ini juga membuat kerugian pa-da pelanggan, pelanggan tipa-dak pa-dapat menik-mati listrik secara maksimal baik itu untuk keperluan rumah tangga atau industri kecil yang mereka bangun
Selain dari panjang saluran yang ada, masih ada faktor-faktor lain yang menyebab-kan terjadinya jatuh tegangan yang besar,
se-perti penggunaan beban yang tinggi (I), Jenis penghantar yang digunakan dan instalasi jar-ingan yang tidak baik. Faktor tersebut juga penyebab terjadinya jatuh tegangan yang be-rada pada jaringan, terlebih lagi pada pelang-gan yang berada di ujung jarinpelang-gan. Keadaan ini menyebabkan kerugian yang cukup besar pada pelanggan.
Dari hasil data yang didapat dan diolah tersebut, untuk memperbaiki keadaan ter-sebut disarankan antara lain dengan meng-ganti penghantar yang luas penampangnya lebih besar dari sebelumnya, yaitu saluran dengan luas penghantar 16mm2 jika beban
maksimal yang digunakan tidak berubah yaitu 2A, dan luas penampang 25mm2 jika suatu saat beban akan dinaikkan menjadi 4A, penggantian dengan luas penghantar lebih besar dapat menurunkan besarnya jatuh te-gangan yang terjadi, pengelola sebaiknya menghitung ulang beban yang ada di pelang-gan, kemudian beban setiap fasanya di se-imbangkan, mengatur ulang penggunaan energi listrik sebagaimana peruntukan awal-nya. Membuat pembangkit baru di sungai yang sama, karena jumlah penduduk yang semakin meningkat dan beban yang diguna-kan juga semakin besar.
5. DAFTAR PUSTAKA
1. Geo Energi, Media Informasi Dinas ESDM Provinsi Jawa Tengah, Edisi 02 Tahun Juli-Agustus 2012.
2. Khuswatun Hasanah, Uji Korelasi Product Moment, Statistika Pendidikan. com, 2013.
3. Suswanto D., , Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro Univer-sitas Sumatera Utara, Medan; 2009. 4. TIM PLN, PLN-Buku-1, Jakarta, 2010. 5. Hakiki I., Analisa Drop Tegagan Pada
Feeder Setapuk Tegangan Menengah 20 kV di Gardu Induk SEI-WIE PT PLN (Persero) Cabang Singkawang, Tugas Akhir, Politeknik Negeri Pontianak, Pontianak; 2011.
