SKRIPSI
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI -RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
COVER
I GEDE ARIANA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN - BALI
embar Pengesahan
Skirpsi ini diajukan oleh :
Nama : I Gede Ariana
NIM : 1004405041
Jurusan : Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi : Analisis Pengaruh Harmonisa Terhadap Rugi–Rugi Daya (Losses) Pada Transformator Di Penyulang Sedap Malam
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I : Ir. I Wayan Rinas, MT. ( ) Pembimbing II : Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT. ( ) Penguji : I Made Suartika, ST. ( ) Penguji : Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun,MT. ( ) Penguji : Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT. ( ) Ditetapkan di : ………
Tanggal ; ………
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer
ii
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI
–
RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
Tugas Akhir/Skripsi Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
I GEDE ARIANA NIM : 1004405041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN-BALI
iii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : I Gede Ariana NIM : 1004405041 Tanda Tangan :
iv
Lembar Pengesahan
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama : I Gede Ariana
NIM : 1004405041
Jurusan : Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi : ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI–RUGI DAYA (LOSSES) PADA
TRANSFORMATOR DI PENYULANG SEDAP
MALAM
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan Tugas Akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik
Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana DEWAN PENGUJI
v
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Usulan Tugas Akhir ini. Usulan Tugas Akhir ini berjudul “ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI–RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI PENYULANG SEDAP MALAM”. Usulan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Dalam penyusunan Usulan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini perkenankan saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, PhD. selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D.. selaku ketua jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3. Bapak Ir. I Wayan Rinas, MT. Selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan selama menjalankan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana. 4. Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT. sebagai Dosen Pembimbing
Akademik sekaligus sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan tuntunan dalam penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan selama menjalankan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana.
5. PT. PLN (Persero) Area Bali Selatan yang telah membantu dalam memberikan informasi dan data-data dalam penyusunan tugas akhir ini. 6. Segenap dosen dan staf pegawai Teknik Elektro Universitas Udayana yang
vi
7. Kepada para sahabat-sahabat, Semeton Gardu, Seka happy forum yang telah memberikan banyak, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak terhingga.
8. Yang tercinta Orang Tua, adik dan saudara yang telah memberikan banyak kasih sayang, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak terhingga. 9. Terimakasih Kepada Ida Ayu Made Widiantari yang selalu memberi
semangat dalam keadaan apapun, selalu memberikan banyak dukungan moral, dan motivasi yang tak terhingga sehingga saya bisa memyelesaikan tugas akhir ini
10. Rekan-rekan Forum Persaudaraan Mahasiswa Hindu Dharma Universitas Udayana yang telah banyak membantu dan memberi semangat motivasi dan dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini
11. Rekan-rekan Elektro angkatan 2009,2010,2011 yang senantiasa memberikan semangat, motivasi dan dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini.
12. Semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan tugas akhir / skripsi ini namun tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir / skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tugas akhir / skripsi ini.
Bukit Jimbaran,
vii
ABSTRAK
Penyulang Sedap Malam mendapatkan suplay daya listrik dari gardu induk Sanur yang berada dalam wilayah PLN Area Bali Selatan Rayon Denpasar. Penelitian ini menganalisis pengaruh harmonisa terhadap rugi-rugi daya (losses) pada Transformator di peyulang sedap malam menggunakan bantuan ETAP
power station, sehingga dapat diketahui hasil seberapa besar pengaruh harmonisa pada sistem distribusi. Hasil pengukuran THDv dan THDI pada Transformator
sebesar 12,22% pada DT0042. 12,96% pada DT0048 dan 13,54% pada DT0319. Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan pengaruh harmonisa terhadap rugi-rugi daya (losses) pada Transformator di penyulang Sedap Malam didapatkan hasil rugi-rugi daya sebesar 43,2 kW sebelum adanya harmonisa dan setelah adanya harmonisa menjadi 45,7 kW peningkatan sebesar 2,5 kW ini di dapatkan dengan masuknya harmonisa di Trasformator DT0042,DT0048 dan DT0319 dari total Transformator yang ada sebanyak 44 buah.
Kata kunci : Distribusi, Harmonisa, Rugi-rugi daya.
ABSTRAC
viii
at Sedap Malam feeder by using the help of ETAP power station, so we can obtain how much the influence of harmonic in distribution system. By measuring THDv and THDI in DT0042, DT0048 and DT0319 transformator we got THDv value of
1.1% in DT42, 1.56% in DT 48 and 1.23% in DT0319 from maximum margin of 5.0% in THDV according to IEEE 519 – 1992 standard. As for THDI we got the
value of 9.36% in DT0042, 12.4% in DT0048 and 14.2% in DT0319 from maximum margin of 8.0% in THDI according to IEEE 519 – 1992 standard. On
other side, the result by running ETAP power station we got THDI value of 1.59%
in D00T42, 1.95% in DT0048 and 1.71% in DT0319. As for THDv we got running result of 12.22% in DT0042, 12.96% in DT0048 and 13.54% in DT0319. Based on the result of performed analisis of the influence of harmonic to power losses in transformator at Sedap Malam feeder, we obtained that the amount of power losses was 43,2 kW before having harmonic and 45,7 kW after having harmonic. The raise of 2,5 kW was caused by occurance of harmonic in DT0042, DT0048 and DT0319 transformator from total of 44 existed transformators.
ix
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR JUDUL ... i
LEMBAR PRASYARAT ... ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ... iv
2.2.1 Sistem jaringan distribusi primer ... 6
2.2.2. Sistem jaringan distribusi sekunder ... 8
2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ... 9
2.4 Jenis Saluran ... 10
x
2.9.4 Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik ... 18
2.10 Beban linier dan nonlinier ... 18
2.10.1 Beban linier ... 18
2.10.2 Beban nonlinier ... 19
2.11 Permasalahan teknis yang ditimbulkan oleh harmonisa ... 20
2.11.1 Konsep daya... 20
2.11.2 Konsep faktor daya ... 22
2.12 Pengaruh Harmonisa pada sistem tenaga listrik... 23
2.12.1 Transformator ... 23
2.12.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator ... 25
2.12.3 Pengaruh Harmonisa terhadap rugi-rugi Daya Beban ... 26
2.13 Dampak Harmonisa ... 27
2.14 IEEE Standard 519 - 1992... 28
2.14.1 Batas distorsi tegangan harmonik utiliti ... 28
2.14.2 Total distorsi harmonisa ... 28
2.14.3 Batas distorsi arus harmonisa utiliti ... 29
2.15 ETAP (Electric Transient and Analysis Program) ... 31
2.15.1 Penampilan Program ETAP PowerStation ... 31
2.15.2 Penggunaan Menu-Menu Pada Program ETAP PowerStation ... 32
2.15.3 Study toolbar ... 33
2.15.4 Study case editor ... 34
xi
3.2.3 Teknik pengumpulan data... 36
3.3 Langkah-Langkah Penelitian ... 37
3.4 Alur Penelitian ... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum Penyulang Sedap Malam ... 39
4.1.1 Sistem Jaringan Distribusi Primer 20 kV Penyulang Sedap Malam Gambaran ... 40
4.1.2 Rata - Rata Beban Harian Penyulang Sedap Malam... 41
4.2 Batas Maksimum THDi dan THDv di Penyulang Sedap Malam ... 44
4.2.1 Batas Maksimum THDi pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di Penyulang Sedap Malam ... 44
4.2.2 Batas Maksimum THv pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di Penyulang Sedap Malam ... 49
4.3 PemodelanPenyulang Sedap Malam Menggunakan Software ETAP power station ... 49
4.3.1 Gambar Spectrum Harmoninisa dan gelombang Harmonisa pada DT 42, DT48, DT 319 penyulang Sedap Malam ... 51
4.3.2 Analisis THDI Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319 penyulang Sedap Malam ... 55
4.3.3 Analisis THDV Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319 penyulang Sedap Malam ... 56
xii
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan ... 62 5.2 Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
xiii
DAFTAR SINGKATAN
A = Ampere
AC = Air Conditioning
AAAC = All Aluminium Aloy Conductor
ACSR = Aluminium Conductor Stell Reinforced
D = Distorsi
DC = Direct Current
DT = Denpasar Timur
ETAP = Electric Transient Analysis Program
GI = Gardu Induk
IEC =International Electrotechnical Commision
IEEE = Institute of Electrical and Electronic Engineering
IL = Arus Beban
ISC = Arus Short Circuit
KW = Kilo Watt
KV = Kilo Volt
KVA = Kilo Volt Ampere
LVTIC = Low Voltage Twisted Cable
MVTIC = Medium Voltage Twisted Insulated Cable
P = Daya Aktif
xiv
SUTR = Saluran Udara Tegangan Rendah SUTM = Saluran Udara Tegangan Menengah THD = Total Harmonisa Distorsi
THDi = Total Harmonisa Distorsi Arus THDv = Total Harmonisa Distorsi Tegangan
V = Volt
VA = Volt Ampere W = Watt
XLPE = Crosslink Polyetlalene
