Analisis Parameter Saluran Dan Kuat Medan Listrik Untuk Berbagai Konfigurasi Konduktor Saluran Transmisi 500 kV AC Empat Sirkit

TUGAS AKHIR

ANALISIS PARAMETER SALURAN DAN KUAT MEDAN LISTRIK UNTUK BERBAGAI KONFIGURASI KONDUKTOR

SALURAN TRANSMISI 500 kV AC EMPAT SIRKIT

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik

Elektro Sub Konsentrasi Teknik Energi Listrik

Oleh:

SAKINAH

NIM: 110402006

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

i

ABSTRAK

Saluran transmisi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berperan penting dalam menyalurkan energi listrik. Pengembangan saluran transmisi dapat dilakukan dengan membuat rencana pembangunan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500 kV AC dengan empat sirkit. Agar dapat meningkatkan kualitas penyaluran energi listrik perlu dilakukan perubahan konfigurasi konduktor untuk berbagai variasi. Perubahan konfigurasi konduktor ini dapat menyebabkan perubahan induktansi, kapasitansi dan juga kuat medan listrik. Untuk itu pada tugas akhir ini dilakukan studi perbandingan terhadap induktansi saluran, kapasitansi saluran, serta kuat medan lisrik yang timbul di bawah saluran transmisi untuk berbagai jenis konfigurasi konduktor saluran transmisi sehingga dapat ditentukan konfigurasi terbaik yang akan digunakan dalam saluran transmisi. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa jenis konfigurasi konduktor yang terbaik adalah konfigurasi RST-TSR-RST-TSR, dimana jenis konfigurasi ini mempunyai nilai induktansi terkecil (0,22325 mH/km), kapasitansi terbesar (0,05052 μF/km), serta kuat medan listrik terkecil (1,5620 kV/m).

Kata kunci: SUTET, empat sirkit, konfigurasi konduktor, induktansi saluran, kapasitansi saluran, kuat medan listrik

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan ridho-Nya Tugas Akhir ini dapat disusun dan diselesaikan oleh penulis. Tidak lupa juga shalawat beriring salam penulis haturkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

“ANALISIS PARAMETER SALURAN DAN KUAT MEDAN LISTRIK UNTUK BERBAGAI KONFIGURASI KONDUKTOR

SALURAN TRANSMISI 500 kV AC EMPAT SIRKIT”

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu untuk kedua orang tua yang telah membesarkan penulis dengan penuh kasih sayang yang tak ternilai harganya dan selalu memberikan semangat dan mendoakan penulis selama masa studi hingga menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Selama masa kuliah hingga penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis juga banyak mendapatkan dukungan, bimbingan maupun bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam kepada :

1. Bapak Ir. Zulkarnaen Pane, M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir serta Kepala Laboratorium Transmisi dan Distribusi yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk selalu memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini.

iii perbaikan Tugas Akhir ini serta senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan.

3. Bapak Ir. Syahrawardi selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini dan telah memberikan bimbingan selama masa perkuliahan.

4. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.si., dan Bapak Rahmad Fauzi, S.T., M.T., selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik serta memberikan pengalaman hidup yang berharga selama masa perkuliahan kepada penulis. 6. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro yang telah membantu

proses administrasi penulis selama perkuliahan.

7. Rekan sesama asisten Lab. Transmisi dan Distribusi Syahlan, Fikry, Albert, Andreas dan Frederik yang selalu membantu dan tidak bosan-bosannya menghibur selama masa pengerjaan Tugas Akhir ini.

8. Rekan-rekan satu angkatan 2011 Teknik Elektro yang selalu saling memberi semangat, bantuan, dan cerita selama perkuliahan yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

9. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior (Elyani, Ingrid, Putri) yang telah memberikan dukungan dan bantuan.

10. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan addanya kritik dan saran yang bertujuan untuk menyempurnakan dan memperkaya kajian Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, Februari 2016 Penulis

Sakinah

DAFTAR ISI

2.2 Parameter Saluran Transmisi ... 6

2.2.1 Resistansi ... 7

2.2.2 Induktansi ... 7

2.2.2.1 Induktansi Saluran Tiga Fasa ... 8

2.2.2.2 Penghantar Berkas untuk Perhitungan Induktansi ... 9

2.2.3 Kapasitansi ... 10

2.2.3.1 Kapasitansi Saluran Tiga Fasa ... 11

2.2.3.2 Penghantar Berkas untuk Perhitungan Kapasitansi .... 11

2.3 Kuat Medan Listrik di Bawah Saluran Transmisi ... 12

v

BAB III METODE PENELITIAN ... 24

3.1 Tempat dan Waktu ... 24

3.2 Data-Data yang Diperlukan ... 24

3.3 Pelaksanaan Penelitian ... 24

3.4 Variabel yang Diamati ... 25

3.5 Prosedur Penelitian ... 25

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1 Umum ... 29

4.2 Perhitungan Induktansi Saluran ... 31

4.2.1 Menghitung GMD Saluran... 32

4.2.2 Menghitung GMRL Saluran ... 39

4.2.3 Menghitung Induktansi ... 43

4.3 Perhitungan Kapasitansi Saluran ... 44

4.3.1 Menghitung GMRC Saluran ... 44

4.3.2 Menghitung Kapasitansi ... 47

4.4 Perhitungan Kuat Medan Listrik ... 48

4.5 Hasil Rangkuman ... 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 72

5.1 Kesimpulan ... 72

5.2 Saran... 72

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rencana GI & Transmisi Tegangan Ekstra Tinggi 500 kV

Sumatera ... 2

Gambar 2.1 Penghantar-Penghantar Saluran Tiga Fasa Single Circuit... 8

Gambar 2.2 Susunan - Susunan Berkas ... 9

Gambar 2.3 Kuat Medan Listrik di Titik P ... 13

Gambar 2.4 Konduktor Saluran Transmisi yang Memiliki Andongan ... 14

Gambar 2.5 Susunan Penghantar Saluran Tiga Fasa Quadruple Circuit ... 16

Gambar 2.6 Kuat Medan Listrik Akibat Masing-Masing Penghantar ... 20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 26

Gambar 4.1 Konstruksi Menara Saluran Transmisi Empat Sirkit 500 kV Konfigurasi Horisontal-Vertikal ... 30

Gambar 4.2 Susunan Penghantar Quadruple Circuit ... 31

Gambar 4.3 Jarak Antara Fasa R & S pada Saluran Transmisi Empat Sirkit .... 32

Gambar 4.4 Jarak Antara Fasa S & T pada Saluran Transmisi Empat Sirkit .... 34

Gambar 4.5 Jarak Antara Fasa T & R pada Saluran Transmisi Empat Sirkit ... 36

Gambar 4.6 Jarak Titik Uji Terhadap Masing-Masing Kawat Penghantar ... 49

Gambar 4.7 Grafik Kuat Medan Listrik Konfigurasi RST-RST-RST-RST ... 64

Gambar 4.8 Grafik Kuat Medan Listrik Konfigurasi RST-RTS-RST-RTS ... 64

Gambar 4.9 Grafik Kuat Medan Listrik Konfigurasi RST-STR-RST-STR ... 65

Gambar 4.10 Grafik Kuat Medan Listrik Konfigurasi RST-SRT-RST-SRT ... 65

Gambar 4.11 Grafik Kuat Medan Listrik Konfigurasi RST-TRS-RST-TRS ... 66

vii Gambar 4.13 Grafik Jarak vs Kuat Medan Listrik untuk Berbagai Tipe

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Rencana GITET 500 kV yang Akan Dibangun ... 2

Tabel 1.2 Rencana SUTET 500 kV yang Akan Dibangun ... 3

Tabel 4.1 Nilai GMD untuk Berbagai Konfigurasi ... 39

Tabel 4.2 Nilai GMRL untuk Berbagai Konfigurasi ... 42

Tabel 4.3 Nilai Induktansi untuk Berbagai Konfigurasi ... 43

Tabel 4.4 Nilai GMRC untuk Berbagai Konfigurasi ... 46

Tabel 4.5 Nilai Kapasitansi untuk Berbagai Konfigurasi ... 47