vii ABSTRAK
Penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan termasuk jaringan terpanjang di Unit Jaringan Mengwi, yang melayani daerah-daerah pedesaan disekitar kabupaten Badung bagian utara. Kedua penyulang tersebut sebelum rekonfigurasi beroperasi secara radial, Bila terjadi gangguan pada salah satunya (baik sumber ataupun penyulang) maka semua beban yang dilayani oleh jaringan ini akan padam oleh karena itu tipe radial ini keandalannya sangat rendah. Untuk meningkatkan keandalan maka dilakukan rekonfigurasi sistem loop scheme pada penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan, dengan menganalisa perhitungan SAIFI (Sistem Average Interuption Frequensi Index) dan SAIDI (Sistem Average Interuption Duration Index), ditinjau dari segi ekonomi mampukah menekan/memperkecil angka kerugian kWh yang tidak terjual.
Hasil Analisa perhitungan penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan sebelum rekonfigurasi diperoleh hasil SAIFI penyulang Blahkiuh 16,534 kali/pelanggan/tahun dan hasil SAIDI 35,894 jam/pelanggan/tahun sehingga angka kerugian kWh tidak terjual dari hasil perhitungan energy not save 227.640,841 kWh setara dengan Rp 318.718.182,6, sedangkan untuk penyulang Panglan diperoleh hasil SAIFI23,59 kali/pelanggan/tahun, hasil SAIDI87,39 jam/pelanggan/tahun dan hasil perhitungan energy not save 238.037,099 kWh setara dengan Rp 364.672.835,7.
Setelah rekonfigurasi dapat memperkecil angka SAIFI/SAIDI dan kerugian yang dialami, pada penyulang Blahkiuh didapat hasil SAIFI 2,089 kali/pelanggan/tahun dan hasil SAIDI 4,27 jam/pelanggan/tahun, hasil energy not save 13.369,314 kWh setara dengan Rp 20.481.733,86. Untuk penyulang Panglan didapat hasil SAIFI 1,218 kali/pelanggan/tahun dan hasil SAIDI 1,242 jam/pelanggan/tahun, hasil energy not save 3.880,571 kWh setara dengan Rp 5.945.033,22.
viii ABSTRACT
Blahkiuh feeders and feeders Panglan including the longest network in Mengwi Network Unit, which serve the rural areas around the northern part of the Badung regency. Second feeders before the reconfiguration operated radially, if there is interference on one of them (either source or feeder) then all load served by this network will be extinguished therefore the radial type is very low reliability. To improve reliability, the do loop system reconfiguration scheme to Blahkiuh feeders and feeders Panglan, by analyzing the calculation SAIFI (Sistem Average Interuption Frequensi Index) and SAIDI (Sistem Average Interuption Duration Index), can the economy in terms of pressing / kWh minimize the number of unsold losses.
Analysis of calculation results Blahkiuh feeders and feeder reconfiguration Panglan before result Blahkiuh feeder SAIFI 16.534 times/customers/year and the results SAIDI 35.894 hours/customer/year so the numbers of unsold kWh losses from the calculation not save 227,640.841 kWh energy equivalent to Rp 318,718,182.6, while for the results obtained Panglan feeder SAIFI 23.59 times/customer/year, the results of SAIDI 87.39 hours/customer/year and the calculation results energy not save 238,037.099 kWh equivalent to Rp 364,672,835.7.
After reconfiguration can minimize the number of SAIFI / SAIDI and losses, the results obtained Blahkiuh feeder SAIFI 2,089 times/customers/year and the results SAIDI of 4.27 hours/customer/year, results energy not save 13369.314 kWh equivalent to Rp 20,481,733.86. For Panglan feeder SAIFI results obtained 1,218 times/customers/year and the results SAIDI 1,242 hours/customer/year, results energy not save 3880.571 kWh equivalent to Rp 5,945,033.22.
ix DAFTAR ISI
SAMPUL DALAM ... i
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ... ii
PERSYARATAN GELAR ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ... v
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR SINGKATAN ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 LatarBelakang ... 1 1.2 RumusanMasalah ... 2 1.3 TujuanPenelitian ... 3 1.4 ManfaatPenelitian ... 3 1.5BatasanPenelitian ... 3
BAB IITINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 TinjauanMutakhir ... 4
2.2TinjauanPustaka ... 5
2.2.1 Sistem jaringan distribusi tenaga listrik ... 5
2.2.2 Sistem jaringan distribusi primer ... 6
2.2.3 Sitem jaringan distribusi sekunder ... 7
2.3Konfigurasi jaringan distribusi primer ... 8
2.3.1Sistem Radial ... 9
2.3.2Sistem lingkar (Loop/Ring) dan Lingkar Terbuka (OpenLoop/ring) ... 10
x
2.3.4Sistem Gugus/Mesh ... 13
2.4Gangguan pada sistem distribusi primer ... 14
2.4.1 Penyebab External ... 14
2.4.2 Penyebab Internal ... 15
2.5 Konfigurasi Loop Scheme ... 16
2.5.1 Loop Scheme ... 17
2.6 Sistem pengaman pada sistem jaringan distribusi ... 21
2.6.1 Peralatan pemutus dan pemisah ... 22
2.6.2 Circuit breaker (Pemutus tenaga) ... 22
2.6.3 Disconecting switch (Saklar pemisah) ... 22
2.6.4 Peralatan pengaman arus lebih ... 23
2.6.4.1 Fuse cut out ... 23
2.6.4.2 AVS (automatic vacuum switch) ... 23
2.6.4.3 Recloser ... 24
2.7 Keandalan (Reliability) pada sistem distribusi ... 26
2.7.1 Konsep dasar keandalan pada sistem distribusi ... 26
2.7.2 Istilah keandalan (Reliability) pada sistem distribusi ... 27
2.7.3 Indeks keandalan sistem jaringan distribusi ... 29
2.7.3.1 Sistem Avarage Interution Frequensi Index(SAIFI) ... 32
2.7.3.2 Sistem Avarage Interution Duration Index(SAIDI) ... 32
2.7.3.3 Kegunaan dari indeks keandalan sistem ... 33
2.8 kWh ... 33
2.8.1 kWh Tidak Jual ... 33
BAB III METODE PENELITIAN ... 35
3.1TempatdanWaktuPenelitian ... 35
3.2 Data ... 35
3.2.1 Sumber Data ... 35
3.2.2 Jenis Data ... 35
3.2.3Teknik Pengumpulan Data ... 36
xi
3.4 AlurAnalisis ... 36
BAB IVPEMBAHASAN ... 37 4.1 Gambaran umum penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan ... 37
4.1.1 Perhitungan SAIFI/SAIDI dan Energy Not Save sebelum
rekonfigurasi loop scheme pada Penyulang Blahkiuh ... 40 4.1.2 Perhitungan SAIFI/SAIDI dan Energy Not Save sebelum
rekonfigurasi loop scheme pada Penyulang Panglan ... 47 4.2 Rekonfigurasi loop scheme ... 53
4.2.1 Perhitungan SAIFI/SAIDI dan Energy Not Save sesudah
rekonfigurasi loop scheme pada Penyulang Blahkiuh ... 55 4.2.2 Perhitungan SAIFI/SAIDI dan Energy Not Save sesudah
rekonfigurasi loop scheme pada Penyulang Panglan ... 62 4.3Perbandingan Hasil Nilai Indeks Keandalan SAIFI/SAIDI Pada
Penyulang Blahkiuh Dan Penyulang Panglan Sebelum Dan Sesudah Rekonfigurasi Sistem Loop Scheme ... 68 4.3.1Perbandingan Total nilai SAIFI dan SAIDI Penyulang Blahkiuh .. 68 4.3.2Perbandingan Total nilai SAIFI dan SAIDI Penyulang Panglan.... 70 4.4Perbandingan Hasil Nilai Energy Not Save dan kWh tidak terjual Pada
Penyulang Blahkiuh Dan Penyulang Panglan Sebelum dan Sesudah
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 71 4.4.1Penyulang Blahkiuh ... 71 4.4.2Penyulang Panglan ... 73 4.5 Perhitungan SAIFI/SAIDI Penyulang Blahkiuh Menggunakan
Simulasi Sesudah Rekonfigurasi ... 74 4.5.1 Perhitungan SAIFI/SAIDI Penyulang Panglan Menggunakan
Simulasi Sesudah Rekonfigurasi ... 77 4.6 Analisa Hasil Perbandingan Sebelum dan Sesudah Rekonfigurasi
Loop Scheme Pada Penyulang Blahkiuh dan Penyulang Panglan... 80 BAB VPENUTUP ... 82 5.1 Simpulan ... 82
xii
5.1 Saran ... 83 DAFTAR PUSTAKA ... 84 LAMPIRAN-LAMPIRAN ... 1
LAMPIRAN 1 Single Line Diagram Penyulang Blahkiuh dan Penyulang Panglan ... 1 LAMPIRAN 2 Gambar Rangkaian Pengganti Penyulang Blahkiuh
dan Penyulang Panglan Sebelum Rekonfigurasi ... 2 LAMPIRAN 3 Gambar Rangkaian Pengganti Penyulang Blahkiuh
dan Penyulang Panglan Sesudah Rekonfigurasi ... 3 LAMPIRAN 4 Rekap Data Gardu Per Penyulang Gardu Induk Kapal
Penyulang Blahkiuh dan Penyulang Panglan ... 4 LAMPIRAN 5 Rekap Listrik Padam Pada Penyulang Blahkiuh dan
Penyulang Panglan Tahun 2013 ... 5 LAMPIRAN 6 Rekap Listrik Padam Pada Penyulang Blahkiuh dan
Penyulang Panglan Tahun 2015 ... 6 LAMPIRAN 7 Tarif Adjustment (Tarif Baru Per kWh Tahun 2015
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ... 6
Gambar 2.2 Sistem Jaringan Distribusi Tipe Radial ... 9
Gambar 2.3 Sistem Distribusi Primer Tipe Lingkar (loop/ring) ... 11
Gambar 2.4 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Spindel ... 12
Gambar 2.5 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Gugus (mesh) ... 13
Gambar 2.6 Konfigurasi sistem Loop Scheme pada penyulang Blahkiuh danpenyulang Panglan ... 16
Gambar 2.7 Sistem Jaringan Normal ... 17
Gambar 2.8 Sumber/GI (SI) Hilang Tegangan/Padam ... 17
Gambar 2.9 Recloser feeder 1 (Fdr-1) Posisi Terbuka ... 18
Gambar 2.10 Recloser Tie Posisi Tertutup ... 18
Gambar 2.11 Penyulang S1 Dalam Posisi Normal ... 19
Gambar 2.12 Recloser Feeder 1 Dalam Posisi Tertutup ... 19
Gambar 2.13 Gangguan diantara Feeder-1 dan Tie ... 20
Gambar 2.14 Gangguan F1 Tidak Permanen ... 20
Gambar 2.15 Gangguan F1 Permanen ... 21
Gambar 2.16 Recloser ... 24
Gambar 2.17 Perangkat proteksi ... 24
Gambar 2.18 Kerja recloser terhadap gangguan sementara (temporer) ... 25
Gambar 2.19 Kerja recloser terhadap gangguan permanen ... 20
Gambar 3.1 Alur Analisis ... 37
Gambar 4.1 Single Line diagram penyulang Blahkiuh ... 38
Gambar 4.2 Single Line diagram penyulang Panglan ... 39
Gambar 4.3 Rangkaian pengganti penyulang Blahkiuh per zona/load ... 40
Gambar 4.4 Rangkaian pengganti penyulang Panglan per zona/load ... 48
Gambar 4.5 Rekonfigurasi Sistem Loop Scheme Pada Penyulang Blahkiuh dan Penyulang Panglan ... 54
Gambar 4.6 Rangkaian pengganti penyulang Blahkiuh Setelah Rekonfigurasi Loop Scheme ... 55
xiv
Gambar 4.7 Rangkaian pengganti penyulang Panglan Setelah Rekonfigurasi
Loop Scheme ... 62
Gambar 4.8 Penyulang Blahkiuh Dalam Posisi Normal ... 74
Gambar 4.9 Penyulang Blahkiuh Mengalami Gangguan... 74
Gambar 4.10 Penyulang Panglan Dalam Posisi Normal... 77
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perkiraan Angka Keluar Komponen Sistem Distribusi ... 30 Tabel 2.2 Waktu Operasi Kerja dan Pemulihan Pelayanan ... 30 Tabel 4.1 Data Jumlah Pelanggan Penyulang Blahkiuh ... 41 Tabel 4.2 Data Pelanggan Bila Terjadi Pemadaman Pada Penyulang
Blahkiuh Per Zona/Load ... 42
Tabel 4.3 Data Gangguan/Pemadaman > 5 Menit Pada Penyulang
Blahkiuh Tahun 2013 ... 42 Tabel 4.4 Hasil Perhitungan SAIFI dan SAIDI Penyulang Blahkiuh
Sebelum Rekonfigurasi Loop Scheme yang Terjadi Tahun 2013 . 44 Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Energy Not Save Penyulang Blahkiuh
Sebelum rekonfigurasi Loop Scheme ... 46 Tabel 4.6 Data Jumlah Pelanggan Penyulang Panglan Per Zona/Load ... 48 Tabel 4.7 Data Jumlah Pelanggan Padam Penyulang Panglan Bila Terjadi
Gangguan ... 49 Tabel 4.8 Data Gangguan/Pemadaman > 5 Menit Pada Penyulang Panglan
Tahun 2013 ... 49 Tabel 4.9 Hasil Perhitungan SAIFI dan SAIDI Penyulang Panglan Sebelum
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 51 Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Energy Not Save Penyulang Panglan Sebelum
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 53
Tabel 4.11 Data Jumlah Pelanggan Padam Penyulang Blahkiuh Bila Terjadi Gangguan Setelah Rekonfigurasi Loop Scheme ... 56 Tabel 4.12 Data Gangguan/Pemadaman > 5 Menit Pada Penyulang Blahkiuh
Tahun 2015 ... 57 Tabel 4.13 Hasil Perhitungan SAIFI dan SAIDI Penyulang Blahkiuh Setelah
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 58 Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Energy Not Save Penyulang Blahkiuh Sesudah
xvi
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 61 Tabel 4.15 Data Jumlah Pelanggan Padam Penyulang Panglan Bila Terjadi
Gangguan Setelah Rekonfigurasi Loop Scheme ... 63 Tabel 4.16 Data Gangguan/Pemadaman > 5 Menit Pada Penyulang Panglan
Tahun 2015 ... 64 Tabel 4.17 Hasil Perhitungan SAIFI dan SAIDI Penyulang Panglan Setelah
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 65 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Energy Not Save Penyulang Panglan Sesudah
Rekonfigurasi Loop Scheme ... 67 Tabel 4.19 Perbandingan Total Nilai Indeks SAIFI/SAIDI Sebelum dan
Sesudah Rekonfigurasi Loop Scheme Pada Penyulang Blahkiuh . 69 Tabel 4.20 Perbandingan Total Nilai Indeks SAIFI/SAIDI Sebelum dan
Sesudah Rekonfigurasi Loop Scheme Pada Penyulang Panglan ... 70 Tabel 4.21 Perbandingan Energy Not Save dan kWh Tidak Terjual Sebelum
dan Sesudah Rekonfigurasi Loop Scheme Pada Penyulang
Blahkiuh ... 72
Tabel 4.22 Perbandingan Energy Not Save dan kWh Tidak Terjual Sebelum dan Sesudah Rekonfigurasi Loop Scheme Pada Penyulang
Panglan ... 73 Tabel 4.23 Waktu Operasi Kerja dan Pemulihan Pelayanan ... 76 Tabel 4.24 Waktu Operasi Kerja dan Pemulihan Pelayanan ... 79
xvii
DAFTAR SINGKATAN
V = Volt
kV = Kilovolt
KVA = Kilo Volt Ampere kWh = Kilo Watt Hour TR = Tegangan Rendah
SUTR = Saluran Udara Tegangan Rendah SKUTR = Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah SUTM = Saluran Udara Tegangan Menengah SKTM = Saluran Kabel Tegangan Menengah GI = Gardu Induk GH = Gardu Hubung PMT = Pemutus CT = Current Transformator CB = Circuit Breaker NC = Normaly Close NO = Normaly Open OCR = Over Current Relay
AVS = Automatic Vacuum Switch SSO = Sistem Saklar Otomatis DCC = Distribution Control Center
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem distribusi tenaga listrik yang andal dengan kualitas yang baik sangat penting bagi kehidupan masyarakat modern. Ketergantungan yang dominan dibidangteknologi informasi, industri, pertambangan, transportasi umum, dan lain-lain yang semuanya itu dapat beroperasi karena tersedianya energi listrik. Perusahaan-perusahaan tersebut akan mengalami kerugian cukup besar jika terjadi pemadaman listrik tiba-tiba, maka aktifitasnya akan terhenti atau produk yang dihasilkannya menjadi rusak atau cacat. Dalam rangka mempertimbangkan aspek ekonomi maka keandalan sistem harus dijaga supaya kontinyuitas penyaluran tetap terjaga. Apabila terjadi gangguan, sistem diharapkan mampu memperkecil daerah gangguan dan pemadaman luas terhadap sistem dapat dihindarkan. Maka dari itu keandalan menjadi prioritas utama pada penyulang.
Keandalan adalah menggambarkan suatu keamanan sistem untuk menghindari gangguan-gangguan yang menyebabkan sebagian besar pemadaman sistem distribusi seperti akibat alam ( petir, angin, hujan, binatang) dan sebagian lagi adalah kerusakan material atau peralatan (Sulasno, 2001). Untuk tingkat keandalan tergantung dari lamanya pemadaman atau SAIDI dan frekuensi pemadaman atau SAIFI yang terjadi tiap tahun (PT. PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan, 2005). Meningkatkan keandalan dan pendistribusian tenaga listrik pada penyulang perlu memperluas sistem loop scheme terhadap jaringan. Sistem loop schemeitu sendiri adalah suatu sistem automatisasi back up power dengan cara individual antara beberapa saklar beban dengan lokasi yang berbeda. Dengan sistem loop scheme ini pemulihan catu daya setelah ganguan/trip dapat cepat teratasi serta mempersempit daerah gangguan untuk mengurangi banyaknya pemadaman pada beban. Dimana sistem loop scheme ini terdiri dari recloser feeder dipasang pada masing-masing penyulang dan recloser tie dipasang pada titik pertemuan kedua penyulang.
2
Penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan termasuk jaringan terpanjang di Unit Jaringan Mengwi,total panjang penyulang Blahkiuh 78.65 Kms, panjang penyulang Panglan mencapai 50.84 Kms, melayani daerah-daerah pedesaan disekitar kabupaten Badung bagian utara yang melintasi perkebunan.Dengan jumlah pelanggan penyulang Blahkiuh 11.045 pelanggan, beban yang dilayani 7.120 kVA.Sedangkan penyulang Panglan memiliki jumlah pelanggan 3.879,beban yang dilayani 3.190 kVA. Kedua penyulang tersebut sebelum menggunakan sistem loop scheme beroperasi secara radial. Sistem jaringan distribusi primer tipe radial ini nemiliki jumlah sumber dan penyulang hanya satu buah. Bila terjadi gangguan pada salah satunya (baik sumber ataupun penyulang) maka semua beban yang dilayani oleh jaringan ini akan padam,oleh karena itu tipe radial ini keandalannya sangat rendah. Untuk meningkatkan keandalan pada kedua penyulang tersebut, maka sejak akhir 2014 telah dilakukan rekonfigurasi sistem loop scheme. Dimana recloser feeder dipasang pada masing-masing penyulang dan recloser tie dipasang pada ujung atau titik pertemuan kedua penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan, yang berada di desa Petang Kecamatan Petang Kabupaten Badung. Di tinjau dari aspek ekonomi rekonfigurasi sistem loop scheme dapat diharapkan mampu menurunkan jumlah nilai kWh yang tidak terjualsehingga dengan begitu PLN dapat lebih banyak mendistribusikan tenaga listrik/menjual kWh kepada konsumen.
Berdasarkan pemaparan permasalahan di atas, maka saluran distribusi harus memiliki kontinuitas yang baik dan dalam penelitian ini akan dilakukan studi pengaruh rekonfigurasiloop scheme terhadap keandalan penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan adalah bagaimana pengaruh rekonfigurasisistem loop scheme terhadap keandalan penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan.
3
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh rekonfigurasi sistem loop scheme terhadap keandalanpada penyulang Blahkiuh dan penyulang Panglan.
1.4 Manfaat
Manfaat yang diperoleh adalah dapat menambah wawasan dan sebagai aplikasi dari ilmu yang diperoleh di bangku kuliah. Sedangkan bagi instansi lain diharapkan dapat sebagai masukan bagi PT PLN (Persero) AJ Bali Selatan Rayon Mengwi dalam melakukan perencanaan sistem jaringan memperluas sistem loop scheme sehingga dapat meningkatkan keandalan suatu sistem penyulang.
1.5 Batasan Masalah
Karena luas dan kompleknya permasalahan yang ada pada sistem tenaga listrik, maka perlu dilakukan pembatasan masalah sehingga dengan jelas sejauh mana masalah dianalisis dan dikaji. Dalam penelitian ini pembatasan masalah dilakukan dengan mengambil asumsi yaitu menganalisa berdasarkan tingkat keandalan dengan rekonfigurasi sistem loop schemeberdasarkan SAIDI dan SAIFI.
