ANALISIS SUSUT TEGANGAN PADA SISTEM JARINGAN TRANSMISI 500 kV REGION JABAR PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA - BALI
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Elektro Pada Program Studi Teknik Elektro
Disusun Oleh : Dian Dwi Herlambang
E.5051.0801377
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO S-I
DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG
ANALISIS SUSUT TEGANGAN PADA SISTEM JARINGAN TRANSMISI 500 kV REGION JABAR PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA - BALI
LEMBAR HAK CIPTA
Oleh :
Dian Dwi Herlambang
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada fakultas pendidikan teknik dan kejuruan
© Dian Dwi Herlambang 2015
Universitas Pendidikan Indonesia
Juni 2015
Hak cipta dilindungi undang-undang.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
DIAN DWI HERLAMBANG E.5051.0801377
ANALISIS SUSUT TEGANGAN PADA SISTEM JARINGAN TRANSMISI
500 KV REGION JABAR PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI
DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING:
Pembimbing I
Drs. Bambang Trisno, MSIE. NIP. 19610309 19610 1 001
Pembimbing II
Maman Somantri, S.Pd, MT. NIP. 19720119 200112 1 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Pendidikan Teknik Elektro
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
UCAPAN TERIMA KASIH... iii
DAFTAR ISI ... v
2.1.2. Diagram Reaktansi dan Diagram Impedansi ... 8
2.1.3. Beban ... 10
2.2. Saluran Transimis ... 10
2.2.1. Komponen Saluran Transmisi... 11
2.2.1.1. Menara atau Tiang Transmisi... 11
2.2.1.2. Isolator - isolator ... 17
2.2.1.3. Kawat Penghantar ... 18
2.2.1.3.1 Perlengkapan Kawat Penghantar... 19
2.2.1.4. Kawat Tanah ... 22
2.2.2. Penetuan Jarak Antara Kawat - kawat ... 22
2.2.3. Perhitungan Teganagan dan Andongan ... 24
2.2.4. Tipe Saluran ... 24
2.2.4.1. Saluran Transmisi Pendek ... 25
2.2.4.2. Saluran Transmisi Menengah ... 27
2.2.4.3. Saluran Transmisi Panjang ... 30
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 33
3.1. Lokasi Penelitian ... 33
3.2. Diagram Alir Penelitian ... 34
3.3. Analisis Perhitungan Susut Tegangan Saluran Transmisi Region JABAR... ... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 38
4.2.1. Analisis Perhitungan Susut Tegangan Antar saluran……..…………... 39
4.2.1.1. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi
Gardu Induk Mandirancan – Bandung Selatan ... 40
4.2.1.2. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Bandung Selatan – Saguling ... 42
4.2.1.3. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Saguling - Citara ... 45
4.2.1.4. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Cirata - Cibatu... 47
4.2.2. Analisis Perhitungan Susut Tegangan Antar saluran……..…………... 49 4.2.2.1. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Mandirancan – Bandung Selatan ... 51
4.2.2.2. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Bandung Selatan – Saguling ... 53
4.2.2.3. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Saguling - Citara ... 56
4.2.2.4. Hasil Analisis Perhitungan Saluran Transmisi Gardu Induk Cirata - Cibatu... 58
4.2.3. Perbandingan Hasil Analisis Perhitungan...……..…………... 60
AB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 63
5.1. Simpulan ... 63
5.2. Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi yang semakin maju dan persaingan dunia kerja
yang semakin ketat menuntut para lulusan perguruan tinggi untuk menguasai
bidangnya. Penguasaan ini diharapkan tidak hanya secara teori di atas kertas tetapi
juga mampu mengaplikasikannya dilapangan. Tidak dapat dipungkiri bahwa
tenaga listrik mempunyai peranan yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia. Aktivitas manusia tidak terlepas dari kebutuhan tenaga listrik, baik
untuk keperluan industri (produksi) maupun untuk keperluan konsumsi (rumah
tangga). Karena berbagai persoalan teknis, tenaga listrik hanya dibangkitkan pada
tempat-tempat tertentu saja. Sedangkan pemakaian listrik atau pelanggan tenaga
listrik tersebar di berbagai tempat, maka penyampaian tenaga listrik dari tempat
dibangkitkan sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan
teknis.
Kebutuhan tenaga listrik di Indonesia terus meningkat sesuai dengan laju
pertumbuhan ekonomi dan industri serta pertambahan penduduk. Dalam menuju
era tinggal landas, semua sektor pembangunan diarahkan untuk mampu
mempersiapkan diri untuk menghadapi era industrialisasi. Berbagai investasi
dalam bidang industri saat ini telah banyak dilakukan oleh pihak swasta baik
melalui penanaman modal dalam negeri (PMDN) maupun penanaman modal
asing (PMA). Sedangkan dari pihak pemerintah sendiri rupanya sudah cukup
banyak yang dikerjakan melalui sektor industri, antara lain melalui kiprah Badan
Usaha Milik Pemerintah (BUMN) yang tergabung dalam kelompok industri
strategis dan juga melalui industri petrokimia, industri semen, industri logam dan
industri berat lainnya. Tidak bisa dipungkiri bahwa semua kegiatan industri
seperti diatas dapat berjalan apabila tenaga listrik yang tersedia cukup memadai.
Untuk mengatasi kebutuhan tenaga listrik tersebut.
Pihak pemerintah juga sudah memikirkannya antara lain melalui
pembangunan pembangkit tenaga listrik berskala besar seperti yang ada di PLTU
(Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Suralaya (Jawa Barat), PLTU Payton (Jawa
2
tahap pembangunan. Oleh sebab itu ketersediaan energi listrik yang cukup dan
berkualitas merupakan tuntutan yang harus dipenuhi oleh PLN (Perusahaan
Listrik Negara).
Sistem kelistrikan antar pusat-pusat pembangkit dan pusat-pusat beban pada
umumnya terpisah dalam ratusan bahkan ribuan kilometer. Hal ini terjadi karena
beban (konsumen) terdistribusi disetiap tempat, sementara lokasi pembangkitan
umumnya terletak dipusat-pusat sumber energi (PLTA) dan di lokasi yang
memudahkan transportasi bahan bakar (PLTU), yang biasanya dibangun di tepi
laut.
Karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui
kawat-kawat saluran transmisi. Saluran- saluran transmisi membawa tenaga listrik dari
pusat-pusat pembangkitan ke pusat- pusat beban melalui saluran tegangan tinggi
150 kV atau melalui saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV. Trafo
penurunan akan merendahkan tegangan ini menjadi tegangan subtransmisi 70 kV
yang kemudian di gardu induk diturunkan lagi menjadi tegangan distribusi primer
20 kV. Pada gardu induk distribusi yang tersebar di pusat-pusat beban tegangan
diubah oleh trafo distribusi menjadi tegangan rendah 220/380 V. Saluran
transmisi dilihat dari jarak atau panjangnya dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:
Satu Saluran transmisi jarak pendek (short line), adalah saluran yang panjangnya
kurang dari 80 km. Dua Saluran transmisi jarak menengah (medium line), adalah
saluran yang panjangnya antara 80 – 240 km. Tiga Saluran transmisi jarak jauh
(long line), adalah saluran yang panjangnya lebih dari 240 km. Daya listrik akan
selalu mengalir menuju beban karena itu dalam hal ini aliran daya juga merupakan
aliran beban. Beban – beban itu direpresentasikan sebagai Impedan tetap (Z),
sebagai Daya tetap (S), Tegangan (V) ataupun Arus (I) yang tetap yang lazim
pembebanan dipilih menggunakan tegangan yang konstan. Pada saluran transmisi
tegangan ekstra tinggi terdapat rugi – rugi tegangan dan rugi – rugi daya yang
disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah faktor korona dan faktor
kebocoran isolator yang biasanya banyak terjadi pada saluran transmisi tegangan
ekstra tinggi, sehingga mengakibatkan tegangan mengalami penurunan atau biasa
disebut dengan jatuh tegangan. Hal ini terjadi apabila tegangan pada pangkal
3
Dengan adanya impedansi pada saluran, maka tegangan akan mengalami
penyusutan. Dimana tegangan yang dinyatakan dalam volt merupakan perkalian
arus dengan impedansi peralatan penyaluran tenaga listrik. Semakin besar harga
resistansi dari penghantar, maka akan semakin besar susut tegangannya. Dalam
tugas akhir ini akan dibahas mengenai “Analisa Susust Tegangan Pada Sistem Jaringan Transmisi 500KV Region Jabar PT. PLN (persero)P3B Jawa-Bali”
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis merumuskan beberapa masalah
inti yang akan dibahas.
Adapun masalah yang durumuskan tersebut adalah:
1. Berapa susut tegangan yang terjadi pada antar saluran transmisi 500 kV
region Jawa Barat ?
2. Apa penyebab terjadinya susut tegangan pada jaringan transmisi 500 kV
region Jawa Barat?
3. Bagaimana penanggulangan susut tegangan pada jaringan transmisi 500 kV
di region jawa barat?
Agar pembahasan menjadi lebih terfokus, maka perlu adanya pembatasan
masalah. Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Saluran yang menjadi studi kasus penelitian terdiri dari 4 buah saluran yaitu
saluran transmisi 500 kV Mandirancan – Bandung Selatan, Bandung Selatan
– Saguling, Saguling – Cirata, dan Cirata – Cibatu.
2. Perhitungan susut tegangan dilakukan pada hari Minggu, 01 Juni 2014 dan
hari Rabu, 10 Juni 2014 pada saat kondisi beban puncak malam pukul 18.30
WIB.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui susut tegangan yang terjadi pada antar saluran transmisi 500 kV
region Jawa Barat
2. Mengetahui penyebab terjadinya susut tegangan pada jaringan transmisi 500
4
3. Mengetahui cara penanggulangan susut tegangan pada jaringan transmisi
500 kV di region Jawa Barat.
Sedangkan tujuan khusus dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk
mengetahui dan mempelajari penyebab terjadinya susut tegangan pada jaringan
transmisi 500KV region jabar serta melakukan analisa terhadap nilai susut
tegangan tersebut.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dalam penelitian ini adalah:
1. Memberikan pemahaman tentang rugi-rugi tegangan pada saluran
umumnya sehingga bisa diketahui susut tegangan pada suatu saluran
jaringan sistem tenaga
2. Memberikan pemahaman tentang bagaimana agar dapat menyalurkan
energi dalam hal tegangan listrik secara kontinyu dan efisien kepada
konsumen dengan susut tegangan yang kecil sehingga memperoleh kinerja
yang baik
1.5 Struktur Organisasi Skripsi
Adapun sistematika penyusunan penulisan laporan Proyek Akhir ini adalah
sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan
penelitian, manfaat, struktur organisasi skripsi.
BAB II LANDASAN TEORI
Meliputi dasar teori yang relevan berkaitan dengan penyusutan
tegangan seperti sistem transmisi tegangan ekstra tinggi, saluran
transmisi pendek, menengah, panjang dan teori susut tegangan
5
Berisi data – data yang diperlukan sesuai dengan penelitian yang telah
dilakukan seperti pengamatan objek studi susut tegangan serta metode
yang digunakan dalam pengambilan data penyusutan tegangan pada
saluran transmisi 500 kV region Jabar.
BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN
Pembahasan data – data dan analisa hasil pengamatan mengenai
penyusutan tegangan pada antar jaringan transmisi 500 kV region
Jawa Barat.
BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN REKOMENDASI
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di : PT PLN (PERSERO) Penyaluran dan Pusat Pengatur
Beban Jawa Bali (GANDUL), cinere 16514 – Jakarta Selatan, dan PT PLN
(PERSERO) Penyaluran dan Pusat Pengaturan beban jawa bali area pelaksanan
pemeliharaan Bandung, jalan Moch Toha Km 4 komplek PLN Cigereleng,Bandung –
40225, waktu 4 Maret 2013 – 28 Oktober 2014.
3.2Diagram Alir Penelitian
Beberapa tahap yang ditempuh dalam proses analisis perhitungan susut tegnagan
34
Mulai
Diskripsi Kerja
Observasi Pengambilan Data Transformator (KV, MVA) Transmisi (Panjang, Z, R1-R0, X1-X0)
Bus (KV)
Apakah Sesuai
Analisis Perhitungan
Pembahasan
Selesai
Tidak
Ya
35
3.3Analisis Perhitungan Susut Tegangan Saluran Transimi Regio JABAR
Menghitung susut tegangan yang terjadi pada penghantar harus dicari dulu nilai
resistannya. Rumus yang digunakan utnuk mencari resistan adalah sebagai berikut
(3.1)
Nilai reaktansi dapat dicari setelah nilai resistannya diketahui, untuk
menghitung nilai reaktan adalah dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
(3.2)
(William D Stevenson, 1990 : 59)
Nilai GMD (Geometric Mean Distance atau jarak rata-rata geometris) dan
nilai GMR (Geometric Mean Radius atau radius rata- rata geometris), dapat dicari
dengan menggunakan rumus dibawah ini :
√ (3.3)
(Hutahuruk, 1985 : 45)
Untuk menghitung GMR adalah sebagai berikut.
√ (3.4)
(Hutahuruk, 1985 : 45)
Saluran transmisi Ungaran – Pedan adalah merupakan saluran transmisi jarak
pendek yaitu kurang dari 80 km, sehingga untuk mencari impedannya sebagai
berikut:
36
Data-data hasil perhitungan diatas digunakan untuk menghitung besar
tegangan pada ujung beban dan tegangan pengiriman, besar jatuh tegangan, rugi daya
pada kawat penghantar, daya pengiriman serta efisiensi transmisi. Rumus-rumus yang
digunakan adalah sebagai berikut :
a. Mencari Faktor Daya
Dan √ (3.5)
(William D Stevenson, 1990 : 17)
dengan : P = Daya aktif (Watt)
S = Daya semu (Watt)
Q = Daya rekatif (VAR) cos φ = Faktor daya
b. Menghitung besar tegangan pada ujung beban adalah:
√ (3.7) (Hutahuruk, 1985 : 64)
Dengan:
Vr = Tegangan penerimaan (Volt)
Vrline = Tegangan kerja (Volt)
c. Mencari Tegangan Pengiriman adalah :
(3.8)
(Hutahuruk, 1985 : 64)
37
Vs = Tegangan pengiriman
Vr = Tegangan penerimaan
I = Arus (Ampere)
Z = Impedan (Ohm)
d. Mencari Susut Tegangan
(3.9)
(Arismunandar dan Kuwahara, 1993 : 2)
dengan
Vs = Tegangan pengiriman
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Berdasarkan hasil analisis selama penelitian maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Susut tegangan yang terjadi pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi
Region Jawa Barat masih sangat kecil sekali, karena masih dibawah
standarnya yaitu maksimal 5% untuk batas atas dan maksimal 10% untuk
batas bawah. Jatuh tegangan yang terbesar terjadi pada saluran Madirancan – Bandung selatan pada tanggal 1 Juni 2014 dengan nilai sebesar 9.85 % dan pada tanggal 10 Juni 2014 sebesar 2.86 % hal ini dikarenakan saluran
tersebut termasuk klasifikasi jarak menengah dan terkecil terjadi pada
saluran Cirata – Cibatu pada tanggal 1 Juni 2014 dengan nilai susut
tegangan sebesar 1.50 % dan pada tanggal 10 Juni 2014 dengan nilai 1.22
%.
2. Penyebab terjadinya susut tegangan ekstra tinggi 500 kV di Region Jawa
Barat dikarenakan jarak antar saluran yang sangat jauh sehingga terjadi
adanya impedansi. Untuk memperkecil nilai rugi tersebut selalu
diupayakan langkah – langkah pengukuran beban secara real time.
3. Untuk menanggulangi susut tegangan yang terjadi pada saluran transmisi
dengan memperbesar penampang pada penghantar karena ukuran
penampang mempengaruhi terhadap besar-kecilnya nilai susut tegangan
atau rugi daya yang terjadi.
5.2 Saran
Adapun saran yang diberikan oleh penulis untuk susut tegangan pada saluran
transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV adalah sebagai berikut:
1. Dalam meneliti susut tegangan pada saluran transmisi tegangan ekstra
tinggi 500 kV sebaiknya dalam pengambilan data diambil data untuk
64
kenaikan susut tegangan yang terjadi, maka untuk pengambilan tindakan
akan lebih efektif.
2. Untuk peneliti selanjutnya, alangkah akan lebih baik jika perhitungan susut
tegangan menggunakan software sehingga nantinya bisa diandingkan
DAFTAR PUSTAKA
A, Fathoni. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi EHV (Extra High Voltage) Di PT. PLN PERSERO Penyaluran dan Pusat Pengaturan Bebam Jawa Bali Regional Jawa Tengah dan DIY Unit Pelayanan Transmisi
Ungaran. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,2[online]. 7 Halaman. Tersedia:
http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1591[Februari 2013]
Hutauruk. T.S. 1985. TRANSMISI DAYA LISTRIK. Jakarta : Erlangga
Idris, Ir.Kamal. 1994.”Analisis Sistem Tenaga Listrik (William D. Stevenson, Jr,
Elements of Power System Analysis, 4th Edition, McGraw-Hill, Inc)”
Jakarta:Erlangga.
John J. Grainger and William D. Stevenson, Jr. 1994. Power Sistem Analysis. Singapore : McGraw-Hill
S, Hernawan. 2009. Analisis Kerugian Daya Pada Saluran Transmisi Tegangan Ekstra Tinggi 500KV Di PT.PLN (PERSERO) P3B Regional Jawa Tengah
Dan Semarang UPT.Semarang. Jurnal Teknik Elektro Vol, 1 No,1[online].
20 Halaman. Tersedia:
http://journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jte/article/view/1603[Februari 2013]
