STUDI KETERANDALAN SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI UDARA 20 kv PADA GARDU HUBUNG KANDIS KOTA PADANG

(1)

STUDI KETERANDALAN SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI

UDARA 20 kV PADA GARDU HUBUNG KANDIS

KOTA PADANG

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Strata Satu Pendidikan Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

Oleh

MORHEL MUBARAK 2003. 43215

Pendidikan Teknik Elektro

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2008

(2)

HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Dinyatakan Lulus Setelah Dipertahankan Didepan Tim Penguji Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

Judul : Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang

Nama : MORHEL MUBARAK

BP. NIM : 2003. 43215

Jurusan : TEKNIK ELEKTRO

Prodi : PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas : TEKNIK

Padang, Desember 2008

Tim Penguji :

Nama Tanda Tangan

Ketua : Drs. Daman Suswanto _______________________

Sekretaris : Oriza Candra, S.T, M.T _______________________

Anggota : Drs. Amirin Supryatno, M.Pd _______________________

Anggota : Drs. Ahyanuardi, M.T _______________________

Anggota : Ali Basrah Pulungan, S.T, M.T _______________________

(3)

ABSTRAK

Morhel Mubarak, 2008. Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang. Pembimbing: (I) Drs. Daman Suswanto (II) Oriza Candra, ST. MT

Bagi konsumen tenaga listrik, terputusnya penyediaan tenaga listrik merupakan hal yang mengganggu aktivitas. Gangguan yang terjadi tidak dikehendaki siapapun. Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi akan menyebabkan terganggunya kontinuitas pelayanan. Gangguan tersebut berupa gangguan permanen, gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat/seketika, ST sesaat/seketika, RS sesaat/seketika, dan Black Out (BO). Untuk mengantisipasi hal ini maka diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui seberapa baik indeks keandalan sistem distribusi dan berbagai macam indeks yang berhubungan dengan pelanggan pengguna jasa PT. PLN.

Penelitian ini bertujuan mendapatkan nilai SAIFI dan SAIDI pada Gardu Hubung Kandis serta membandingkannya dengan nilai yang telah ditargetkan oleh PT. PLN. Untuk menentukan indeks ini dibutuhkan data laju kegagalan (λ), lama gangguan (U), dan jumlah pelanggan (N), dan mendapatkan nilai indeks berorientasi pelanggan lainnya yaitu : CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI.

Penelitian ini bersifat deskriptif, tempat penelitian dilakukan di Gardu Hubung Kandis PT. PLN Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti. Gardu Hubung Kandis ini merupakan gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan dibandingkan dengan gardu hubung yang lainya.

Hasil penelitian menunjukan bahwa: (1). Feeder Khatib Sulaiman,

Feeder Ulak Karang, Feeder Cadnas dan Feeder DPR memenuhi nilai target PT.PLN yaitu 6.0132 untuk indeks SAIFI dan untuk indek SAIDI PT.PLN mempunyai target sebesar 0.9948 (2). Feeder Cadnas, Feeder Ulak Karang,

Feeder Khatib Sulaiman melebihi nilai target PT.PLN khususnya untuk indeks SAIDI yaitu 2.97; 2.25; 1.16 dan untuk Feeder DPR memenuhi nilai target PT.PLN yaitu 0.04 (3). Dari keempat feeder tersebut feeder DPR memiliki nilai yang paling bagus/baik untuk semua indeks.

Bagi yang tidak sesuai target PT. PLN dilakukan tindakan perbaikan: (1). Melakukan rekonfigurasi feeder agar satu feeder tidak mencakup banyak trafo dan gangguan yang terjadi akan berkurang, (2. )Melakukan perawatan terhadap PMT, (3). Melakukan perawatan terhadap rele, sehingga nantinya rele dapat bekerja dengan baik.

(4)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi rabbil’alamin, segala puja-puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir (TA) ini dengan judul Studi Keterandalan Sistem Jaringan Disribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang, dan salam sekhalis-khalisNya ke Arwahulmuqadasyah Nabi Muhammad SAW “Allahhumasolialaih Muhammad Wa’alaihi Muhammad”, serta salam ta’zim penulis keharibaan Arwahullmuqadasyah para-para Wali Allah serta para sahabat-sahabat beliau. Untuk itu kita gantungkan harapan kapanpun dan dimanapun kita berada, semoga diberikan safa’atNya. Amin ya rabal alamin!!

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini merupakan Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Strata Satu Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Drs. Ganefri, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

2. Bapak Drs. Aswardi, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Padang,

3. Bapak Oriza Candra, S.T,M.T selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Padang,

4. Bapak (Alm) Drs. Zakir Yahya selaku Pengamat Akademik (PA) yang telah memberikan bimbingan selama ini.

(5)

5. Bapak Drs. Daman Suswanto selaku Pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan, arahan, dorongan hingga selesainya penulisan Tugas Akhir ini. 6. Bapak Drs. Oriza Candra, S.T,M.T selaku Pembimbing II, yang telah

memberikan arahan, bimbingan dan dorongan hingga selesainya penulisan Tugas Akhir ini.

7. Bapak Drs. Amirin Supryatno, M.Pd, Drs. Ahyanuardi, M.T, dan Ali Basrah Pulungan, S.T,M.T selaku Tim Penguji dalam tugas akhir ini.

8. Bapak Ibu/Dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik UNP, yang telah diberikan kepada penulis.

9. Bapak Sudarwanto selaku PH. Manajer PT. PLN (Persero) Wilayah Sumatera Barat Cabang Padang yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

10. Bapak Junaidy selaku Manajer Rayon Belanti PT. PLN (Persero) Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

11. Bapak Ramli selaku Supervisor Distribusi PT. PLN (Persero) Wilayah Sumbar Cabang Padang yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

12. Bapak Yusman selaku Supervisor Distribusi PT. PLN (Persero) Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

13. Bapak Firdaus, Asri Kardisal, Tri, Arman, Aldo, dan beserta karyawan PT. PLN (Persero) Wilayah Sumbar Cabang Padang dan Rayon Belanti yang telah membantu menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(6)

14. Kedua Orang Tuaku, Adik-adikku dan semua anggota keluarga yang telah membantu baik secara material maupun sipritual sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

15. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak membantu, menemani, mendorong dan memberikan semangat semasa kuliah sampai penulisan Tugas Akhir ini.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menyadari adanya kekurangan, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak dan penulis juga berharap penulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin ya raba’alamin!

Padang, November 2008

Penulis

(7)

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL………. ...i HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR………. ii ABSTRAK... ...iii KATA PENGANTAR... ...iv DAFTAR ISI... ...vii DAFTAR ISTILAH DAN SIMBOL ... ...ix DAFTAR TABEL... ...x DAFTAR GAMBAR... ...xi DAFTAR LAMPIRAN... ...xii BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah... 1 B. Identifikasi Masalah... 4 C. Batasan Masalah... ...5 D. Rumusan Masalah... ...6 E. Tujuan Penelitian... ...6

(8)

F. Manfaat Penelitian... ...7

BAB II LANDASAN TEORITIS

A. Sistem Jaringan Distribusi... ...6 1. Struktur Distribusi Tenaga Listrik……… ...6

a. Gardu Induk ... ...6 b. Gardu Hubung

c.

3. Jenis- jenis Pentanahan Netral system Tenaga... ...7 4. Neutral Grounding Resistance (NGR) ... ...11

B. Komponen Simetris………... ...12

C. Gangguan Hubung Singkat ………... ...18 1. Gangguan Satu Fasa ke Tanah………... ...18 2. Gangguan Dua Fasa ... ...19 3. Gangguan Dua Fasa ke Tanah... ...21

D. Transformato Daya………... ...23 ...

(9)

1. Impedansi Urutan Transformator………. ...23

2. Menentukan Nilai Impedansi Transformator... ...24 3. Gangguan Dua Fasa ke Tanah... ...25

E. Electromagnetik Transient Program………... ...26 1. Pendahuluan………... ...26 2. Kemampuan EMTP... ...27 3. Sistem Pengolahan Data dengan EMTP ... ...28 4. Alternative Transient Program (ATP) ... ...29

BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian ………... 31 B. Lokasi Penelitian...

...31 C. Data-data Penelitian……… 31

D. Metode Pengambilan Data .……… 32 E. Teknik Pengolahan Data...

...32 F. Prosedur Pengolahan Data……….

35

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data... 37

(10)

B. Perhitungan/Analisa Data ... 39

C. Rangkaian Simulasi EMTP... 51 D. Pembahasan ... 63 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan... 67 B. Saran... 68 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN – LAMPIRAN

DAFTAR ISTILAH DAN SIMBOL viii

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman 1. Statistik gangguan saluaran transmisi 150 kV bulan Januari – Mei 2008 ...…

…..2

2. Energi tak tersalur akibat gangguan Jan – Mei 2008 ……… …..2

3. Tabulasi arus gangguan hubung singkat terhadap tahanan netral dengan perhitungan manual ………...………….……… …...41

4. Keadaan tegangan dan arus dalam kondisi normal………….……… …...55

5. Tabulasi arus gangguan hubung singkat terhadap tahanan netral dengan simulasi EMTP……….………….……… …………...62

(12)

6. Tabulasi arus gangguan hubung singkat dengan tahanan pentahanan trafo perhitungan manual dan simulasi EMTP …...………...……… …62

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor) ……… 7

2. Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi (Pentanahan Langsung/Solid Grounding)……… 9

3. Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen ……… 10

4. Pemasangan NGR pada Transformator Tenaga ………. 11

5. Representasi pentanahan netral trafo Gis simpang Haru………… 12 6. Vektor diagram untuk komponen urutan... 14 7. Operator a... 14 8. Gangguan satu fasa ke tanah... 18

9. Gangguan dua fasa ………20

10. Gangguan dua fasa ke tanah ……….……… 23

11. Pemodelan simulasi EMTP... 35

12. Diagram Flowchart simulasi EMTP... 36

13. Rangkaian Simulasi Dalam Keadaan Normal ……… 51

14. Rangkaian Simulasi Dalam Keadaan Gangguan………….……… 51

15. Profil Tegangan Sisi Kirim Pada Saat Keadaan Normal ….……… 52

16. Profil Tegangan Sisi Terima Pada Saat Keadaan Normal... 53

17. Profil Arus Sisi Kirim Pada Saat Keadaan Normal…... 54

18. Profil Arus Sisi Terima Pada Saat Keadaan Normal…..………… 54 x

(13)

19. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 4 Ω……... 56 20. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 12 Ω.………….……… 57 21. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 40 Ω…... 58 22. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 100 Ω……….……… 59 23. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 200 Ω…... 60 24. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 500 Ω……….……… 61

DAFTAR LAMPIRAN xi

(14)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sistem keterandalan pada jaringan distribusi sangat besar peranannya untuk memenuhi kebutuhan tanaga listrik pada setiap konsumen. Oleh peranannya yang sangat penting bagi konsumen, maka penyaluran listrik oleh PT. PLN tidak boleh terputus selama 24 jam. Hal ini akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi konsumen.

Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan pelanggan adalah sistem distribusi. Sistem distribusi merupakan hal yang paling banyak mengalami gangguan, sehingga masalah utama dalam operasi sistem distribusi adalah mengatasi gangguan. Menurut Marsudi (1990 : 14) jumlah gangguan dalam sistem distribusi relatif banyak dibandingkan dengan jumlah gangguan pada bagian sistem yang lain seperti pada unit pembangkit, saluran transmisi dan transformator gardu induk.

(15)

Sistem distribusi tenaga listrik merupakan suatu sistem penyalur energi listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik (power station) pada tingkat tegangan yang diperlukan, pada umumnya terdiri dari beberapa bagian yaitu: Gardu Induk; Jaringan Distribusi Primer; Gardu Distribusi; Jaringan Distribusi Sekunder.

Berdasarkan tegangannya sistem distribusi tenaga listrik di Indonesia dapat dikelompokkan menjadi dua macam tegangan yaitu, distribusi tegangan menengah (distribusi primer) yang bertegangan 20 kV dan distribusi tegangan rendah (distribusi sekunder) yang bertegangan 220/380 Volt.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keterandalan saluran distribusi udara menurut Yusra Sabri yang dikutip dalam Irawati (1999 : 4) drop tegangan yang terjadi, rugi-rugi daya, kedip tegangan, frekuensi tegangan dan kontinuitas pelayanan

Salah satu persyaratan penting dalam merencanakan suatu jaringan distribusi harus diperhatikan masalah kualitas saluran, keterandalan saluran, dan kontinuitas pelayanan yang baik terhadap konsumen. Oleh sebab itu diperlukan pertimbangan dalam pengoperasian jaringan distribusi terhadap masalah keterandalan saluran distribusi.

Dilihat dari kondisi kelistrikan Kota Padang, tuntutan kebutuhan masyarakat akan listrik semakin meningkat akhir-akhir ini. Jumlah konsumsi energi yang disuplay ke Kota Padang dengan beban yang dipikul sebesar 112.14 MW dapat dilihat tabel 1. dibawah :

Tabel 1. Jumlah Konsumsi Energi Kota Padang 1.

(16)

No. Penyulang/Feeder _GingOut CT Terpasang (A) Total Beban (MW) 1 GIS. Simpang Haru 20 bh 2400 68.95 MW

2 GI. PAUH LIMO 6 bh 500 24.81 MW

3 GI. PIP 7 bh 560 18.38 MW

TOTAL 112.14 MW

Sumber. PLN Cabang Padang

Pelayanan dalam penyediaan tenaga listrik bagi masyarakat (khususnya Kota Padang) merupakan hal yang sangat penting, maka hal-hal yang dapat mempengaruhi keandalan saluran distribusi perlu diperhitungkan.

Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi Kota Padang khususnya Gardu Hubung Kandis banyak berupa gangguan permanen, gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat, gangguan fasa ST sesaat, gangguan RS sesaat, dan Black Out (BO), yang menyebabkan kontinuitas pelayanan saluran terganggu sampai gangguan tersebut dipulihkan. Dari data banyak gangguan/pemadaman dan data lama gangguan/pemadaman yang didapat pada PLN Cabang Padang, Gardu Hubung Kandis memiliki empat buah out going feeder/penyulang. Data gangguan dan lama gangguan yang paling tinggi terdapat pada feeder Cadnas sebanyak 169 kali gangguan dan total menitnya 6393 menit, feeder Khatib Sulaiman sebanyak 90 kali gangguan dan total menitnya 3587 menit, feeder Ulak Karang sebanyak 82 kali gangguan dan total menitnya 4043 menit, dan feeder DPR sebanyak 11 kali gangguan dan total menitnya 121 menit. (Sumber. PLN Cabang Padang)

Untuk mengantisipasi hal ini maka diperlukan suatu perhitungan untuk mengetahui seberapa baik indeks keandalan sistem jaringan distribusi dan berbagai macam indeks yang berhubungan dengan pelanggan pengguna jasa PT.PLN.

(17)

Dalam Tugas Akhir ini penulis akan membahas tentang “Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang”, di mana nilai indeks keandalan yang dihitung adalah nilai keandalan yang berorientasikan pelanggan pengguna jasa PT. PLN

B. Identifikasi Masalah

Bagi pelanggan tenaga listrik, terputusnya penyediaan tenaga listrik merupakan hal yang mengganggu aktivitas. Gangguan yang terjadi tidak dikehendaki siapapun, namun hal tersebut merupakan kenyataan yang tidak dapat di elakan lagi.

Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi akan menyebabkan terganggunya kontinuitas pelayanan. Gangguan tersebut berupa gangguan permanen, gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat, gangguan fasa ST sesaat, gangguan RS sesaat,dan Black Out (BO).

Saluran distribusi udara 20 kV pada Kota Padang mempunyai 3 buah Gardu Induk yaitu:

1. Gardu Induk Simpang Haru dan 2. Gardu Induk Pauh Limo.

3. Gardu Induk PIP

Selain tiga buah Gardu Induk juga terdapat enam buah Gardu Hubung yaitu:

1. Gardu Hubung Kandis. 2. Gardu Hubung Teluk Bayur

(18)

3. Gardu Hubung Imam Bonjol 4. Gardu Hubung Gor. H. Agus Salim 5. Gardu Hubung Lb. Buaya

6. Gardu Hubung TRB

Pada penelitian ini akan dibahas secara khusus Gardu Hubung Kandis Rayon Belanti PT. PLN Cabang Padang, karena Gardu Hubung Kandis ini merupakan gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan dibandingkan dengan gardu hubung yang lainya.

Gardu Hubung Kandis mempunyai empat buah feeder yaitu: 1. Feeder Khatib Sulaiman

2. Feeder Ulak Karang 3. Feeder Cadnas 4. Feeder DPR.

C. Batasan Masalah

Berdasarkan Latar belakang dan identifikasi masalah, batasan masalah yang akan dikemukakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah:

1. Wilayah penelitian yaitu Kota Padang dengan saluran distribusi udara 20kV khususnya Gardu Hubung Kandis Rayon Belanti PT. PLN Cabang Padang. Karena Gardu Hubung Kandis merupakan salah satu gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan dibandingkan dengan Gardu Hubung yang lain.

(19)

2. Perhitungan indeks keandalan sistem pada Gardu Hubung Kandis yang berorientasi pelanggan pengguna jasa PT.PLN.

3. Perhitungan indeks keandalan sistem pada Gardu Hubung Kandis dengan jangka waktu 12 (dua belas) bulan pada tahun 2007, dimana nilai tersebut mewakili nilai selama selang waktu beberapa tahun kebelakang.

D. Rumusan Masalah

Pada Tugas Akhir ini penulis akan menentukan nilai keandalan dan berbagai indeks yang berhubungan dengan kualitas pelayanan terhadap pelanggan. Masalah yang akan muncul pada perhitungan ini adalah:

1. Berapakah indeks berorientasi pelanggan pada Gardu Hubung Kandis dan apakah indeks tersebut dilihat dari segi kuantitatif (nilai) telah mencapai target PT. PLN yaitu 6.031 untuk SAIFI dan 0.994 untuk SAIDI (sumber: PT. PLN Cabang Padang) selama 12 bulan pada tahun 2007?

2. Apakah yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keandalan sistem pada Gardu Hubung Kandis?

E. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mendapatkan nilai SAIFI dan SAIDI pada Gardu Hubung Kandis serta membandingkannya dengan nilai yang telah ditargetkan.

(20)

2. Mendapatkan nilai indeks berorientasi pelanggan lainnya yaitu : CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI.

F. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat kita ambil dari penelitian ini adalah:

1. Bagi PT. PLN, dapat mengetahui indeks keandalan sistem distribusi untuk Gardu Hubung Kandis Rayon Belanti PT.PLN Cabang Padang dengan melakukan perbaikan rele-rele, perbaikan PMT, dan rekonfigurasi jaringan.

2. Bagi penulis, dapat mengetahui bagaimana menentukan dan menganalisa keandalan sistem serta dapat menerapkan ilmu yang didapatkan sewaktu perkuliahan dengan sistem yang ada.

3. Bagi Mahasiswa, dapat dijadikan referensi untuk mengetahui lebih banyak tentang keandalan sistem.

(21)

BAB II

LANDASAN TEORITIS

A. Sistem Jaringan Distribusi

Sistem distribusi tenaga listrik adalah penyaluran energi listrik dari pembangkit tenaga listrik (power station) hingga sampai kepada konsumen (pemakai) pada tingkat tegangan yang diperlukan. Jaringan distribusi terdiri atas dua bagian, yang pertama adalah jaringan tegangan menengah/primer (JTM), yang menggunakan tiga kawat atau empat kawat untuk tiga fasa. Jaringan distribusi primer berada antara gardu induk dan transformator distribusi. Jaringan yang kedua adalah jaringan tegangan rendah (JTR) dengan tegangan 380/220 Volt, dimana sebelumnya tegangan tersebut ditransformasikan oleh transformator distribusi dari 20 kV menjadi 380/220 Volt, jaringan ini dikenal pula dengan jaringan distribusi sekunder. Jaringan distribusi sekunder terletak antara transformator distribusi dan sambungan 10.

(22)

pelayanan (beban) menggunakan penghantar undara terbuka atau kabel dengan sistem tiga fasa empat kawat (tiga kawat fasa dan satu kawat netral). Dapat kita lihat gambar dibawah proses penyedian tenaga listrik bagi para konsumen.

Marsudi (2005 : 6) 1. Struktur Distribusi Tenaga Lisrik

a. Gardu Induk / Gardu Induk Distribusi

11.

•

Jaringan Tegangan Menengah (JTM)

Zekring TM Gardu Induk Trafo Distribusi Saklar TR Rel TR Zekring TR

Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Gardu distribusi

Sambungan Rumah

Pelanggan

Gambar 1. Proses penyediaan tenaga listrik bagi para Konsumen (distribusi)

(23)

Gardu induk berisikan ujung-ujung dari saluran transmisi/subtransmisi, transformator, peralatan proteksi, peralatan kontrol dan pangkal saluran distribusi. Gardu induk memberikan suplai tenaga listrik ke jaringan distribusi. Tegangan yang suplai gardu induk adalah berupa tegangan menengah karena pada gardu induk, tegangan tinggi yang diterima diturunkan terlebih dahulu ke tegangan menengah sebelum disalurkan ke daerah beban yang dikehendaki. Secara lebih rinci, gardu induk berfungsi sebagai :

1) Mentransformasikan tenaga listrik dari tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi lainnya, atau ke tegangan menengah.

2) Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan dan pengamanan sistem tenaga listrik.

b. Gardu Hubung (Switch Substation)

Gardu hubung merupakan gardu penghubung antara gardu induk dengan gardu trafo distribusi. Gardu ini tidak berisikan transformator, tetapi hanya perlengkapan hubung- bagi (Switcgear) dan bisanya rel-rel (busbars). Gardu hubung ini terdiri dari gardu hubung spindel yang memiliki maksimum 7 unit penyulang dan gardu hubung non-spindel yang memiliki 3 unit penyulang.

c. Gardu Distribusi

Gardu Distribusi adalah gardu yang berisikan trafo distribusi dan merupakan daerah / titik pertemuan antar jaringan primer dan jaringan sekunder karena pada gardu ini tegangan menengah (TM) diubah ketegangan rendah (TR)

(24)

d. Feeder (Penyulang)

Feeder (penyulang) dalam jaringan distribusi merupakan saluran yang menghubungkan gardu induk dengan gardu distribusi. 2. Pola Jaringan Distribusi Primer

Untuk memenuhi tingkat kontinuitas pelayanan, dikenal beberapa pola jaringan distribusi primer, yaitu:

a. Konfigurasi Radial

Kelebihan utama sistem ini adalah: sederhana, baik dalam pengoperasian maupun pemeliharaan serta peralatan proteksinya sehingga biaya konstruksi dan operasinya lebih rendah dibandingkan konfigurasi lainnya, tetapi sistem ini tidak cocok untuk jenis beban dengan kontinuitas aliran arus yang tinggi karena kelemahan dalam penanganan gangguan.

Pada konfigurasi radial ini apabila terjadi gangguan pada salah satu feeder (penyulang), maka semua pelanggan yang terhubung pada feeder tersebut terganggu. Apabila gangguan tersebut bersifat permanen dan memerlukan perbaikan terlebih dahulu sebelum dapat di operasikan kembali, maka pelanggan (konsumen) yang mengalami gangguan pelayanan jumlahnya relatif banyak. Pola jaringan distribusi primer radial dapat dilihat pada gambar 2. dibawah ini:

20 kV Gardu Induk Sekering lebur Trafo Distribusi PMT PMT Feeder JTM Feeder JTM s TD PMT PMT 13.

(25)

Gambar 2. Jaringan Distribusi Primer Radial

Marsudi (1990:417) Gambar diatas menunjukan jaringan tegangan menengah berupa feeder-feeder radial yang keluar dari Gardu Induk (GI). Pada setiap feeder terdapat Ttransformator Distribusi (TD) yang dilengkapi dengan saklar. Transformator Distribusi diletakkan didalam kota.

Untuk wilayah kepadatan tinggi dan jarak antara pusat beban dengan feeder terlalu jauh perlu digunakan Gardu Hubung (GH).

Antara Gardu Induk (GI) dan Gardu Hubung (GH) umumnya dihubungkan oleh dua sirkuit tegangan menengah yang dilengkapi dengan relay pengaman agar kalau salah satu sirkuit terganggu masih ada satu sirkuit yang beroperasi.

b. Konfigurasi Ring

Sistem Konfiguarasi Ring ini secara ekonomis menguntungkan, karena pada jaringan terbatas hanya pada saluran yang terganggu, sedangkan pada saluran yang lain masih dapat menyalurkan tenaga listrik dari sumber lain dalam rangkaian yang tidak terganggu. Sehingga kontinuitas pelayanan sumber tenaga listrik dapat terjamin dengan baik. Pola jaringan distribusi primer ring dapat dilihat pada gambar 3. dibawah ini:

Gardu Induk PMT PMT 1 2 3 4 5 A B F S 20 kV 14.

(26)

Gambar 3. Jaringan Distribusi Primer Ring Keterangan gambar 3 :

1;2;3;4;5 adalah PMT/CB = Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) A ; B adalah PMS/DS = Pemisah (Disconnecting Switch) TD = Trafo Distribusi

Marsudi (1990:418) Dalam praktek umumnya jaringan Ring dibuka dengan membuka PMT 5 . Pemutus Tenaga adalah sakelar tegangan tinggi yang mampu memutus arus gangguan. Arus gangguan besarnya dapat mencapai beberapa ribu kali besarnya arus operasi normal.

Di depan dan di belakang setiap pemutus tenaga harus ada pemisah (PMS), yaitu sakelar yang hanya boleh dioperasikan (ditutup dan dibuka) dalam keadaan tidak ada arus yang melaluinya, tetapi posisi pisau sakelar harus jelas terlihat. Hal ini diperlukan berkaitan dengan masalah keselamatan kerja pada saat instalasi teganggan tinggi akan dibebaskan dari tegangan karena akan disentuh orang. (Marsudi, 2005:3).

Pada gambar 3, apabila terjadi gangguan di titik F (Fult) maka PMT 3 dihubungkan. Selanjutnya dilakukan langkah mencari dan memperbaiki bagian yang terganggu.

(27)

Selama pencarian dan perbaikan titik F yang terganggu hanya pelanggan yang ada diantara PMS A dan PMT 3 yang mengalami gangguan pelayanan. Apabila jumlah PMS seperti PMS A dan PMS B di perbanyak, maka jumlah pelanggan yang mengalami gangguan pelayanan dapat dikurangi lagi.

c. Konfigurasi Spindel

Sistem jaringan distribusi primer Spindel adalah gabungan sistem jaringan radial dan ring. Pola jaringan spindel ini dapat dilihat pada gambar 4. dibawah ini:

Gambar 4. Jaringan Distribusi Primer Spindel Keterangan gambar 4:

1 dan 4 adalah PMT/CB = Pemutus tenaga (Circuit Breaker) 2;3;5;6 adalah PMS/DS = Pemisah (Disconnecting Switch)

Marsudi (1990: 419) 20 kV Gardu Induk Express Feeder Feeder A Feeder B TD TD TD TD TD TD GH 1 ₂ ₃ _I₁ F₅ ₆ _I₂ _I₃ ₄ 16.

(28)

Dalam keadaan normal semua PMT dan PMS dari setiap feeder

yang keluar dari Gardu Induk (GI) dalam keadaan terhubung, express feeder di Gardu Hubung (GH) dalam keadaan terbuka.

Misalnya terjadi gangguan di titik F pada feeder A maka PMT 1 lepas, maka tempat gangguan harus dicari dan dilokalisir. Setelah gangguan diketahui atau diisolir yaitu antara Indikator I1 dan Indikator I2, maka PMS 3 dan PMS 5 dibuka kemudian PMT 1 dihubungkan kembali sehingga pelayanan bagi para pelanggan normal kembali.

Setelah bagian yang terganggu di titik F selesai diperbaiki maka konfigurasi jaringan dapat dikembalikan seperti sebelum terjadi gangguan dengan menghubungkan PMS 3 dan PMS 5.

Saluran distribusi Udara 20 kV kota Padang menggunakan jaringan distribusi primer berbentuk Spindel. (Sumber. PLN Cabang Padang.

Jika terjadi gangguan pada salah satu feeder maka feeder yang lain tidak mengalami pemadaman karena dapat disuplay dari tempat lain melalui sebuah express feeder yaitu saluran yang bebas atau langsung di suplay dari gardu induk distribusi. Jenis kawat yang digunakan untuk express feeder ini lebih baik jika digunakan dengan besar penampang lebih besar dari feeder lain yang sedang beroperasi. Jenis jaringan ini memang lebih andal dari jenis jaringan yang lain, tetapi membutuhkan biaya yang cukup besar untuk pembuatannya. 3. Gangguan

(29)

Gangguan pada peralatan ketenagalistrikan sudah menjadi bagian dari pengoperasian peralatan tenaga listrik. Mulai dari pembangkit, transmisi hingga pusat-pusat beban tidak pernah lepas dari berbagai macam gangguan. Bagian dari peralatan tenaga listrik yang sering mengalami gangguan adalah kawat transmisinya (kira-kira 70-80% dari seluruh gangguan).

Hal ini disebabkan luas dan panjang kawat transmisi yang terbentang dan yang beroperasi pada kondisi udara yang berbeda-beda dimana pada umumnya yang lewat udara (diatas tanah) lebih rentan terhadap gangguan dari pada yang ditaruh dalam tanah (underground).

Akibat-akibat yang ditimbulkan oleh gangguan

a. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada para konsumen apabila gangguan itu sampai menyebabkan terputusnya suatu rangkaian atau menyebabkan rusaknya suatu unit pembangkit.

b. Penurunan tegangan yang cukup besar menyebabkan rendahnya kualitas tenaga listrik dan merintangi kerja normal pada peralatan konsumen.

c. Pengurangan stabilias sistem dan menyebabkan jatuhnya generator.

d. Merusak peralatan pada daerah terjadinya gangguan itu.

B. Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi

(30)

Definisi klasik dari keandalan adalah peluang berfungsinya suatu alat atau sistem secara memuaskan pada keadaan tertentu dan dalam periode waktu tertentu pula. Dapat juga dikatakan kemugkinan atau tingkat kepastian suatu alat atau sistem akan berfungsi secara memuaskan pada keadaan tertentu dalam periode waktu tertentu pula. Dalam pengertian ini, tidak hanya peluang dari kegagalan tetapi juga banyaknya, lamanya dan frekuensinya juga penting. Kemungkinan atau tingkat kepastian sedemikian itu tidak dapat diduga dengan pasti, tetapi dapat dianalisa atas dasar logika ilmiah.

Menurut Pabla (2007 : 312), mendefenisikan keandalan sebagai kemungkinan dari satu atau kumpulan benda akan memuaskan kerja pada keadaan tertentu dalam periode waktu yang ditentukan.

Menurut Momoh (2008 : 115), keandalan yaitu kemampuan dari jaringan untuk menyampaikan tidak terputusnya tenaga listrik bagi pelanggan pada satu taraf yang telah ditentukan sesuai dengan mutu dan jaminan keamanannya.

Menurut Willis (2004 : 103), keandalan yaitu kemampuan dari sistem pengiriman kekuatan untuk membuat tegangan listrik yang siap secara terus-menerus dan cukup dengan mutu kepuasan, untuk memenuhi kebutuhannya konsumen. Menurut Hajek yang dikutip dalam Irawati (1999 : 20), keandalan adalah suatu istilah statistik yang pada umumnya didefenisikan sebagai probabilitas bahwa selama suatu jangka waktu tertentu dalam kondisi yang telah ditetapkan, sebuah peralatan atau suatu sistem akan bekerja dengan cara yang dapat diterima.

(31)

Secara umum keandalan didefinisikan sebagai kemungkinan (Probability) dari suatu sistem yang mampu bekerja sesuai dengan kondisi operasi tertentu dalam jangka waktu yang ditentukan, dengan kata lain keandalan disebut juga dengan kecukupan atau ketersediaan (availability).

Keandalan memiliki sifat non deterministik (terjadi secara kebetulan) tapi probabilistik (sesuatu yang bersifat acak, tidak pasti, namun dapat dianalisa dengan teori probabilitas). Dalam mendefenisikan keandalan terhadap gangguan terdapat empat faktor yang memegang peranan penting yaitu:

a. Kemungkinan (Probability)

Angka yang menyatakan berapa kali gangguan terjadi dalam waktu tertentu pada suatu sistem atau saluran.

b. Bekerja Dengan Baik (Performance)

Menunjukan kriteria kontinuitas suatu salauran sistem penyaluran tenaga listrik tanpa mengalami gangguan.

c. Periode Waktu

Periode waktu adalah lama suatu saluran bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya. Semakin lama saluran digunakan, maka akan semakin banyak kemungkinan terjadinya kegagalan.

d. Kondisi Operasi

Kondisi operasi yang dimaksud disini adalah keadaan lingkungan kerja dari suatu jaringan seperti pengaruh suhu, kelembaban udara dan getaran yang mempengaruhi kondisi operasi.

C. Analisis

1. Angak/Laju Kegagalan (Failure rate),

λ

( )

t

Banyaknya kegagalan yang terjadi selama selang waktu t1 sampai t2 disebut laju kegagalan (failure rate). Ini dapat dinyatakan sebagai peluang

(32)

bersyarat, yaitu kegagalan-kegagalan yang terjadi dalam selang waktu t1 dan t2, dimana sebelum periode t1 tidak terjadi kegagalan, dan ini merupakan awal dari selang.

Jadi laju kegagalan

(

λ

)

adalah harga rata-rata dari jumlah kegagalan per satuan waktu pada suatu selang waktu pengamatan (T). Laju kegagalan ini dihitung dengan satuan kegagalan per tahun. Untuk selang waktu pengamatan diperoleh :

∑

= = t T N times operating or test unit of Total failures of number Total λ _...(1) Atau

T

f

=

λ

...(2) Pabla (2007 : 311) Dimana :

Untuk menghitung lama gangguan rata-rata (Average Annual Outage Time),

( )

U_s T t s U =

∑

...(3) Viktor (2007 : 36) Dimana (t) : lamanya gangguan (jam)

Laju kegagalan ini merupakan fungsi dari waktu atau umum dari sistem atau saluran selama beroperasi. Fungsi waktu ini dapat dilihat pada gambar 7 dibawah ini :

) ( ) waktu selang selama kegagalan jumlah ( ) konstan kegagalan angka/laju ( n pengamata waktu selang jumlah T atau T failure of number Total f atau N Rate Failure t

∑

= = = λ F a ilu re R a te

Region 1 Region 2 Region 3

De

-Bugging Normal Operating

or Useful Life Wear- Out

Operating Life Gambar 9. Laju kegagalan sebagai

fungsi waktu

(33)

Momoh (2008 : 140) Dari gambar diatas laju kegagalan dibagi dalam tiga selang waktu yaitu:

a. Selang Waktu Kegagalan Awal (De Bugging)

Pada selang waktu kegagalan awal ini laju kegagalan akan menurun dengan cepat sesuai bertambahnya waktu. Kegagalan pada daerah ini disebabkan oleh kesalahan dalam perencanaan dan pembuatan jaringan serta pemasangan saluran tersebut.

b. Selang waktu Kegagalan Normal (Normal Operating or Useful Life)

Pada daerah waktu ini besarnya laju kegagalan dapat dianggap tetap. Hal ini disebabkan sistem atau saluran siap beroperasi dengan mantap. Sehingga kemungkinan terjadi kegagalan adalah sama pada setiap waktu. Laju kegagalan pada daerah ini tidak teratur disebabkan oleh tekanan yang tiba-tiba diluar kekuatan sistem atau saluran yang telah direncanakan.

(34)

c. Selang Waktu Kegagalan Akhir (Wear-Out)

Laju kegagalan pada daerah ini bertambah besar dengan bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan karena bertambahnya umur sistem atau saluran dan kegagalan ini dapat ditanggulangi dengan mengadakan pemeliharaan (maintenance).

Waktu perbaikan (r) adalah lama waktu yang diperlukan dari saat terjadinya gangguan sampai waktu saluran dapat bekerja kembali secara normal.

m (mean time between failure) adalah waktu rata-rata sistem saluran bekerja sesuai fungsi yang diharapkan.

λ

1

=

m ...(4) Momoh (2008 : 147) Keandalan dalam bentuk matematisnya dapat ditulis sebagai berikut:

2. Indeks Gangguan Tambahan

Indeks keandalan yang telah di perhitungkan kembali menggunakan konsep klasik adalah laju kegagalan rata-rata, lamanya gangguan rata-rata dan waktu kegagalan tahunan.

Indeks Berorientasikan Pelanggan

1) System Avarage Interruption Frequency Index (SAIFI) Dimana : R (t) = keandalan selama periode waktu t

t

e

t

R

(

)

=

−λ (5) Pabla (2007 : 41 ) λ = laju kegagalan t = waktu perbaikan e = fungsi ekponensial 23.

(35)

SAIFI merupakan suatu indeks yang menyatakan banyaknya gangguan (pemadaman) yang terjadi dalam selang waktu tertentu (1 tahun) pada pelanggan dalam suatu sistem secara keseluruhan.

pelanggan Jumlah pelanggan gangguan Jumlah = SAIFI

∑

=

N

_i i

λ

...(6) Willis (2004 : 112)

Dimana

λ

_iadalah laju kegagalan unit dan

N

_iadalah banyak pelanggan pada suatu titik

2) Costumer Avarage Interruption Frequency Index (CAIFI)

CAIFI merupakan suatu indeks yang menyatakan banyaknya gangguan yang terjadi dalam selang waktu tertentu (1 tahun) pada pelanggan dalam ruang lingkup yang lebih kecil (feeder)

terganggu pelanggan jumlah pelanggan gangguan jumlah = CAIFI i i i i

N

U

N

λ

= ...(7) Willis (2004 : 112)

3) System Avarage Interruption Duration Index (SAIDI)

SAIDI merupakan suatu indek yang menyatakan lamanya gangguan (pemadaman) yang terjadi dalam selang waktu tertentu 24.

(36)

(1 tahun) pada pelanggan dalam suatu sistem secara keseluruhan. pelanggan jumlah pelanggan gangguan durasi jumlah = SAIDI

∑

=

N

U

_i _i ...(8) Momoh (2008 : 120) Dimana Uiadalah annual outage time dan Niadalah jumlah

pelanggan pada satu titik

4) Costumer Avarage Interruption Duration Index(CAIDI)

CAIDI merupakan suatu indeks yang menyatakan lamanya gangguan yang terjadi dalam selang waktu tertentu (1 tahun) pada pelanggan dalam ruang lingkup yang lebih kecil (feeder).

terganggu pelanggan jumlah pelanggan gangguan durasi jumlah = CAIDI

∑

=

N

U

i i i

λ

...(9) Momoh (2008 : 120) Dimana

λ

_i adalah laju kegagalan, Uiadalah annual outage time

dan Niadalah jumlah pelanggan pada satu titik

5) Avarage Service Availability (unvailability) Index (ASAI/ASUI) ASAI merupakan suatu indeks yang menyatakan kemampuan suatu sistem untuk menyediakan/menyuplai suatu sistem dalam jangka waktu 1 tahun sedangkan ASUI merupakan indeks yang 25.

(37)

menyatakan ketidakmampuan suatu sistem untuk menyediakan/menyuplai suatu sistem.

seharusnya jam jumlah terpenuhi pelanggan jam jumlah = ASAI

∑ ×

∑

×

−

∑

= 8760 8760 i i i i

N

U

N

...(10) ASAI ASUI =1−

∑ ×

∑

= 8760 i i i

N

U

...(11)

Dimana 8760 adalah jumlah jam dalam 1 tahun

Momoh (2008 : 121)

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

A. Rancangan Penelitian

Jenis penelitian ini adalah deskriptif. Sesuai dengan bentuknya, penelitian ini bertujuan untuk mencoba melakukan pengkajian terhadap data-data teknis yang terjadi pada saluran distribusi udara 20 kV untuk gardu Hubung Kandis Kota Padang. Data-data yang telah didapatkan selanjutnya dihitung untuk mendapatkan nilai-nilai indeks yang diinginkan, yaitu SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI, dengan menggunakan rumus-rumus yang tertera sebelumnya, kemudian hasilnya dibandingkan dengan target/ketetapan PT.PLN.

(38)

B. Objek Penelitian

Objek penelitian ini adalah saluran distribusi udara 20 kV Kota Padang khususnya Gardu Hubung Kandis Kota Padang yang melayani empat feeder. Feeder-feeder tersebut adalah :

1. Feeder Khatib Sulaiman 2. Feeder Ulak Karang 3. Feeder Cadnas 4. Feeder DPR

C. Jenis Data Penelitian

Jenis data yang diambil dalam penelitian ini adalah data sekunder. Data yang diambil merupakan data-data sebagai berikut :

1. Data gangguan yang terjadi pada saluran distribusi udara 20 kV Gardu Hubung Kandis Kota Padang tahun 2007

2. Data realisasi dan target kinerja SAIDI & SAIFI tahun 2007 3. Banyak pemadaman/gangguan rata-rata pertahun

4. Data lamanya gangguan pada GH. Kandis

5. Gambar single line diagram Pola Operasi Sistem 20 kV

6. Gambar single line diagram saluran distribusi udara 20 kV Gardu Hubung Kandis Kota Padang

Untuk melakukan perhitungan indeks-indeks keandalan dalam sistem distribusi yaitu SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI, dibutuhkan data-data laju kegagalan rata-rata, banyak gangguan rata-rata pertahun, jumlah pelanggan dalam satu area, banyaknya terjadi gangguan, dan spesifikasi teknis untuk Gardu Hubung Kandis Kota Padang.

D. Metode Pengumpulan Data

(39)

Metode pengumpulan data yang diambil dalam penelitian ini adalah metode studi dokumenter.

E. Teknik Analisis Data

Data-data yang telah didapatkan selanjutnya dihitung untuk mendapatkan nilai-nilai indeks yang diinginkan, yaitu:

1. Untuk menghitung laju kegagalan

(

λ

)

Dimana f =jumlah kegagalan selama selang waktu T =jumlah lamanya selang waktu pengamatan Sehingga rumus diatas menjadi :

2. Untuk menghitung lama gangguan rata-rata

Dimana t : lama gangguan (jam) Sehingga rumus diatas menjadi :

1 jam = 60 menit

3. SAIFI (System Avarage Interuption Frequency Index)

pelanggan Jumlah pelanggan gangguan Jumlah = SAIFI

∑

=

N

_i i

λ

kali/th

12 gangguan

banyaknya

=

λ

T

f

=

λ

32. T t s U =

∑

/ th jam 12 60 gangguan lama

∑

= U

(40)

Dimana

λ

_iadalah laju kegagalan unit dan

N

_iadalah banyak pelanggan pada suatu titik

4. SAIDI (System Avarage Interruption Duration Index)

pelanggan jumlah pelanggan gangguan durasi jumlah = SAIDI

∑

=

N

U

_i _i

Dimana Uiadalah annual outage time dan Niadalah jumlah pelanggan

pada satu titik

5. CAIFI (Costumer Avarage Interruption Frequency Index)

terganggu pelanggan jumlah pelanggan gangguan jumlah = CAIFI i i i i

N

U

N

λ

=

6. CAIDI (Costumer Avarage Interruption Duration Index)

terganggu pelanggan jumlah pelanggan gangguan durasi jumlah = CAIDI

∑

=

N

U

i i i

λ

Dimana

λ

_i adalah laju kegagalan, Uiadalah annual outage time dan Ni

adalah jumlah pelanggan pada satu titik

7. ASAI/ASUI (Avarage Service Availability (unvailability) Index)

seharusnya jam jumlah terpenuhi pelanggan jam jumlah = ASAI

∑ ×

∑

×

−

∑

= 8760 8760 i i i i

N

U

N

ASAI ASUI =1−

∑ ×

∑

= 8760 i i i

N

U

Dimana 8760 adalah jumlah jam dalam 1 tahun

(41)

Dengan menggunakan rumus-rumus yang tertera dan dilakukan analisa tentang hasil yang didapat dengan membandingkan dengan target/ketetapan PT. PLN dan membandingkan nilai indeks satu feeder dengan feeder lainnya.

Selanjutnya menganalisa tindakan apa yang dapat dilakukan untuk mengurangi terjadinya gangguan pada PT. PLN khususnya Gardu Hubung Kandis Kota Padang Rayon Belanti.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data

Pada Bab ini dilakukan perhitungan nilai-nilai indeks keandalan sistem distribusi dari data-data yang telah didapatkan sebelumnya, dapat dilihat tabel dibawah:

Tabel 1. Jumlah Konsumsi Energi Kota Padang

No. Penyulang/Feeder _GingOut Terpasang CT (A)

Total Beban (MW) 1 GIS. Simpang Haru 20 bh 2400 68.95 MW

2 GI. PAUH LIMO 6 bh 500 24.81 MW

3 GI. PIP 7 bh 560 18.38 MW

(42)

Sumber. PLN Cabang Padang

Tabel 2. Banyak Padam/Gangguan pada feeder di GH. Kandis

N o Penyulang/ Feeder Jumlah Pelanggan

Jumlah Padam / Gangguan (kali)

JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DES

Jumlah Padam 1 _SulaimanKhatib 3459 5 0 8 16 21 13 4 0 10 3 1 9 90 2 _KarangUlak 5951 2 0 9 14 20 17 6 1 7 4 0 2 82 3 CADNAS 4965 5 0 17 30 26 20 16 8 20 8 12 7 169 4 DPR 417 1 0 2 4 0 0 0 0 2 1 0 1 11

Sumber PLN Cabang Padang

Tabel 3. Lamanya gangguan pada Feeder di GH. Kandis

N o Penyulang /Feeder Jumlah Pelangga n

Lama Padam / Gangguan (menit)

Jumlah lama ganggu an 1 _SulaimanKhatib 3459 325 0 146 963 537 202 147 0 917 30 6 314 3587 2 _KarangUlak 5951 256 0 752 674 511 712 103 62 741 28 0 204 4043 3 CADNAS 4965 405 0 580 1167 523 1303 151 220 1342 181 227 294 6393 4 DPR 417 25 0 40 28 0 0 0 0 3 5 0 20 121

Sumber PT. PLN Cabang Padang

Untuk menghitung laju kegagalan maka digunakan rumus (8) :

Dimana f =jumlah kegagalan selama selang waktu T =jumlah lamanya selang waktu pengamatan Sehingga rumus diatas menjadi :

29. 30.

T

f

=

λ

kali/th

12 gangguan

banyaknya

=

λ

(43)

Dimana angka 12 diambil dari banyaknya data yang dipakai yaitu selama 12 bulan (Januari 2007 sampai Desember 2007).

B. Analisa Data

Sehingga dengan menggunakan rumus di atas diperoleh nilai

(

λ

)

: a. Feeder Khatib Sulaiman :

5 . 7 12 9 1 3 10 0 4 13 21 16 8 0 5+ + + + + + + + + + + ₌ = λ kali / th

b. Feeder Ulak Karang :

8 . 6 12 2 0 4 7 1 6 17 20 14 9 0 2+ + + + + + + + + + + ₌ = λ kali / th c. Feeder Cadnas : 1 . 14 12 7 12 8 20 8 16 20 26 30 17 0 5+ + + + + + + + + + + ₌ = λ kali / th d. Feeder DPR : 9 . 0 12 1 0 1 2 0 0 0 0 4 2 0 1 = + + + + + + + + + + + = λ kali / th 31.

(44)

Tabel 3. Lamanya gangguan pada Feeder di GH. Kandis

No. Penyulang/_r Feede

Jumlah Pelangga

n

Lama Padam / Gangguan (menit)

1 Khatib Sulaiman 3459 325 0 146 963 537 202 147 0 917 30 6 314

2 Ulak Karang 5951 256 0 752 674 511 712 103 62 741 28 0 204

3 CADNAS 4965 405 0 580 1167 523 1303 151 220 1342 181 227 294

4 DPR 417 25 0 40 28 0 0 0 0 3 5 0 20

Sumber PT. PLN Cabang Padang

Untuk menghitung lama gangguan rata-rata digunakan rumus (9):

Dimana t : lama gangguan (jam) Sehingga rumus diatas menjadi :

1 jam = 60 menit

Dimana angka 12 diambil dari banyaknya data yang dipakai yaitu selama 12 bulan (Januari 2007 sampai Desember 2007).

Sehingga dengan menggunakan rumus diatas didapat U, yaitu: a. Feeder Khatib Sulaiman :

98 . 4 12 60 314 6 30 917 0 147 202 537 963 146 0 325 =       + + + + + + + + + + + = U jam/th 32. T t s U =

∑

/ th jam 12 60 gangguan lama

∑

= U

(45)

b. Feeder Ulak Karang : 61 . 5 12 60 204 0 28 741 62 103 712 511 674 752 0 256 =       + + + + + + + + + + + = U jam/th c. Feeder Cadnas : 87 . 8 12 60 294 227 181 1342 220 151 1303 523 1167 580 0 405 =       + + + + + + + + + + + = U jam/th d. Feeder DPR : 16 . 0 12 60 20 0 5 3 0 0 0 0 28 40 0 25 =       + + + + + + + + + + + = U jam/th

Berikut ini akan dihitung nilai indeks pelanggan jasa PT. PLN untuk masing-masing Feeder.

N = N1 + N2 + N3 + N4

= 3459 + 5951 + 4965 + 417 = 14792 pelanggan

1. FEEDER KHATIB SULAIMAN

Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut: Ni = Banyak pelanggan pada feeder Khatib Sulaiman

= 3459

(46)

i

λ = 7.5 kali/th

Ui = 4.98 jam/th

Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut: 1.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)

dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :

SAIFI = N N_i i λ = 1.75gangguan /pelanggan 14792 3459 5 . 7 × ₌

1.2. Costumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI) dengan menggunakan rumus (14) diperoleh :

N U N CAIFI i i i λ = = 0.35 14792 98 . 4 3459 5 . 7 ₌ × × gangguan / pelanggan

1.3. System Average Interruption Duration Index (SAIDI) dengan menggunakan rumus (15) diperoleh :

N N U SAIDI ₌ i i = 1.164 14792 3459 98 . 4 = × jam / pelanggan

1.4. Costumer Average Interruption Duration Index (CAIDI) dengan menggunakan rumus (16) diperoleh :

(47)

N N U CAIDI i i i λ = = 0.155 14792 5 . 7 3459 98 . 4 ₌ × × jam / pelanggan

1.5. Average Service Availability (Unavailability) Index (ASAI/ASUI) dengan menggunakan rumus (17) diperoleh :

8760 8760 × − × = i i i N N U N ASAI =

(

) (

)

8760 3459 14792 98 . 4 8760 3459 × × − × = 0.99756

Dengan menggunakan rumus (18) diperoleh :

ASAI ASUI =1−

= 1- 0.99756 = 0.0024

1. FEEDER ULAK KARANG

Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut:

i

N = Banyak pelanggan pada feeder Ulak Karang = 5951

i

λ = 6.8 kali / th

Ui = 5.61 jam / th

Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut:

(48)

2.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI) dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :

73 . 2 14792 5951 8 . 6 × ₌ =

SAIFI gangguan / pelanggan

48 . 0 14792 61 . 5 5951 8 . 6 ₌ × × =

CAIFI gangguan / pelanggan

256 . 2 14792 5951 61 . 5 × ₌ =

SAIDI jam / pelanggan

331 . 0 14792 8 . 6 5951 61 . 5 ₌ × × =

CAIDI jam / pelanggan

(

) (

)

8760 5951 14792 61 . 5 8760 5951 × × − × = ASAI = 0.998408

− =1

ASUI ASAI

(49)

= 1- 0.998408 = 0.001592 2. FEEDER CADNAS

i

N = Banyak pelanggan pada feeder Cadnas = 4965

i

λ = 14.1 kali / th

Ui = 8.87 jam / th

73 . 4 14792 4965 1 . 14 × ₌ =

53 . 0 14792 87 . 8 4965 1 . 14 ₌ × × =

977 . 2 14792 4965 87 . 8 × ₌ =

211 . 0 14792 1 . 14 4965 87 . 8 ₌ × × =

(50)

(

) (

)

8760 4965 14792 87 . 8 8760 4965 × × − × = ASAI = 0.996983

− =1 ASUI ASAI = 1- 0.996983 = 0.003016 3. FEEDER DPR

i

N = Banyak pelanggan pada feeder DPR = 417

i

λ = 0.9 kali / th

Ui = 0.16 jam / th

02 . 0 14792 417 9 . 0 × ₌ =

(51)

15 . 0 14792 16 . 0 417 9 . 0 ₌ × × =

04 . 0 14792 417 16 . 0 × ₌ =

05 . 0 14792 9 . 0 417 16 . 0 ₌ × × =

(

) (

)

8760 417 14792 16 . 0 8760 417 × × − × = ASAI = 0.999352

− =1 ASUI ASAI = 1- 0.999352 = 0.000647 C. Pembahasan

Dari hasil perhitungan diatas maka dapat dilihat nilai indeks yang didapatkan untuk masing-masing Feeder pada Gardu Hubung Kandis pada tabel. 4 berikut:

Tabel. 4 Nilai Indeks Masing-Masing Feeder

Gardu Hubung Kandis

N

o PenyulangFeeder /

Nilai Indeks

SAIFI CAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI

(52)

1 _SulaimanKhatib 1.75 0.35 1.164 0.155 0.99756 0.0024

2 _KarangUlak 2.735 0.48 2.256 _0.331 0.998408 0.001592

3 Cadnas _4.732 _0.533 _2.977 0.211 _0.996983 _0.003016

4 DPR _0.02 _0.15 _0.04 _0.05 _0.999352 _0.000647

Keterangan : xxx = paling besar xxx = paling kecil

1. Perbandingan Nilai SAIFI

Nilai SAIFI yang merupakan target / ketetapan dari PLN adalah 17.1 Berikut ini nilai SAIFI untuk tiap-tiap feeder :

1.1. Khatib Sulaiman : 1.75 gangguan / pelanggan

1.2. Ulak Karang : 2.73 gangguan / pelanggan 1.3. Cadnas : 4.73 gangguan / pelanggan

1.4. DPR : 0.07 gangguan / pelanggan

Berdasarkan dari nilai diatas dapat dianalisa bahwa nilai SAIFI untuk masing-masing feeder masih berada pada batas nilai yang telah ditargetkan oleh PT.PLN.

(53)

Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Perhitungan Target

Gambar 10. Grafik Nilai SAIFI Untuk Masing-Masing Feeder

Dari grafik diatas terlihat pada feeder DPR memiliki nilai SAIFI yang paling kecil yaitu 0.07, ini menandakan pada feeder tersebut sedikit mengalami terjadinya gangguan (pemadaman). Ini mengakibatkan feeder DPR memiliki nilai SAIFI yang paling baik dari tiga feeder lainnya pada Gardu Hubung Kandis, diikuti oleh feeder Ulak Karang, feeder Khatib Sulaiman, dan

feeder Cadnas. Artinya feeder DPR memiliki sistem yang lebih handal (sedikit mengalami gangguan) dibandingkan ketiga feeder lainnya yang mengalami gangguan lebih banyak. Untuk feeder Cadnas memiliki nilai SAIFI yang paling tinggi dari feeder-feeder yang lainnya, tetapi masih dalam batas target PT.PLN ini menandakan pada feeder tersebut banyak mengalami gangguan (pemadaman) dalam satu tahun.

2. Perbandingan Nilai SAIDI

(54)

Nilai SAIDI yang merupakan target dari PLN adalah 2.6 Berikut ini nilai SAIDI untuk tiap-tiap feeder :

2.1. Khatib Sulaiman : 1.164 jam / pelanggan

2.2. Ulak Karang : 2.256 jam / pelanggan 2.3. Cadnas : 2.977 jam / pelanggan

2.4. DPR : 0.04 jam / pelanggan

Berdasarkan nilai diatas dapat dianalisa bahwa nilai SAIDI untuk 3 buah feeder yaitunya feeder Khatib Sulaiman, feeder Ulak Karang, feeder

DPR masih berada pada batas nilai yang telah ditargetkan oleh PT. PLN hanya

feeder Cadnas yang tidak berada pada batas nilai yang telah ditargetkan oleh PT. PLN.

Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Perhitungan Target

(55)

Dari grafik diatas terlihat pada feeder DPR memiliki nilai SAIDI yang paling kecil yaitu 0.04, ini menandakan pada feeder DPR sedikit terjadinya gangguan (pemadaman). Ini mengakibatkan feeder DPR memiliki nilai SAIDI yang paling baik dan sesuai target PLN dari tiga feeder lainnya pada GH Kandis, diikuti oleh feeder Khatib Sulaiman, Ulak Karang dan Cadnas. Artinya feeder DPR memiliki kinerja sistem yang lebih baik dibandingkan 3

feeder lainnya, sehingga hanya mengalami pemadaman dalam jangka waktu yang lebih singkat.

3. Perbandingan Nilai CAIFI dan CAIDI

Berikut ini nilai CAIFI dan CAIDI untuk tiap-tiap feeder:

Tabel 5. Nilai CAIFI dan CAIDI untuk masing-masing feeder

No _PenyulangFeeder / _CAIFINilai Indeks_CAIDI

1 _SulaimanKhatib 0.35 0.155

2 _KarangUlak 0.48 0.331

3 Cadnas 0.53 0.211

4 DPR 0.15 0.05

Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa nilai CAIFI dan CAIDI pada feeder DPR paling kecil dibandingkan dengan feeder yang lainnya (feeder Cadnas, feeder Ulak Karang, feeder Khatib Sulaiman). Ini menandakan pelayanan pada pelanggan / konsumen pada feeder ini paling baik atau bagus dibandingkan dengan feeder lainnya.

(56)

Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 CAIFI CAIDI

Gambar 12. Grafik Nilai CAIFI dan CAIDI untuk Masing-Masing Feeder

4. Perbandingan Nilai ASAI dan ASUI

Berikut ini nilai ASAI dan ASUI untuk tiap-tiap feeder:

Tabel 6. Nilai ASAI dan ASUI untuk masing-masing feeder

No _PenyulangFeeder / _ASAINilai Indeks_ASUI

1 _SulaimanKhatib 0.99756 0.0024

2 _KarangUlak 0.998408 0.001592

3 Cadnas 0.996983 0.003016

4 DPR 0.999352 0.000647

Pada tabel diatas terlihat nilai ASAI yaitu indeks yang menyatakan ketersediaan pelayanan rata-rata lebih besar dibandingkan dengan ASUI yang menyatakan indeks ketidaktersediaan pelayanan rata-rata dalam satu tahun. Ini memperlihatkan kinerja PT. PLN khususnya Rayon Belanti yang mengelola GH. Kandis sangat baik terlebih untuk feeder DPR dimana nilai ketersediaannya mencapai 0.999 atau 99.9 %.

(57)

Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 ASAI ASUI

Gambar 13. Grafik Nilai ASAI dan ASUI Masing-Masing Feeder

5. Analisa Penyebab Perbedaan Nilai Indeks Antara Satu Feeder dengan Feeder Lainnya.

Berdasarkan hasil yang didapat sebelumnya diperoleh bahwa feeder

DPR memiliki nilai indeks yang lebih baik dibandingkan dengan feeder

lainnya, selain dari faktor data sebelumnya dapat disimpulkan faktor lain yang menyebabkan perbedaan nilai indeks antara feeder ini yaitu panjang pendeknya jalur suatu feeder, dimana dengan semakin panjangnya jalur suatu

feeder maka kemungkinan terjadinya gangguan/kegagalan akan semakin besar dibandingkan dengan feeder yang jalurnya lebih pendek. Ini terlihat pada

feeder DPR yang memiliki jalur lebih pendek dibandingkan feeder lainnya. Ada beberapa tindakan yang nantinya diharapkan untuk mengurangi tingkat kegagalan pada GH. Kandis Rayon Belanti.

Tindakan tersebut antara lain:

a. Melakukan perawatan terhadap rele, sehingga nantinya rele dapat bekerja dengan baik.

b. Melakukan perawatan terhadap PMT. c. Melakukan rekonfigurasi feeder

(58)

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari perhitungan dan analisa indeks keandalan sistem distribusi pada GH. Kandis Rayon Belanti PT. PLN dilakukan dengan menghitung indeks pelanggan pengguna jasa PLN maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:

1. Nilai SAIFI yang ditargetkan oleh PT. PLN sebesar 17.1 pada GH. Kandis Rayon Belanti memenuhi syarat.

2. Nilai SAIDI yang ditargetkan sebesar 2.6 menunjukan bahwa dari ke empat feeder hanya satu feeder kurang memenuhi syarat yaitu feeder

Cadnas 2.97

3. Untuk indeks berorientasikan pelanggan lainnya yaitu CAIFI, CAIDI, ASAI, dan ASUI feeder DPR memiliki nilai yang paling baik dibandingkan feeder lainnya.

4. Dari segi pelayanan pada pelanggan, feeder di daerah Khatib Sulaiman, Ulak Karang, Cadnas, dan DPR menunjukan bahwa:

a. Untuk indeks CAIFI, memberikan konstribusi banyaknya gangguan dalam ruang lingkup lebih kecil terdapat pada feeder DPR sebesar 0.15 dan yang terbesar terdapat pada feeder Cadnas sebesar 0.53.

b. Untuk indeks CAIDI, memberikan konstribusi lamanya gangguan dalam ruang lingkup lebih kecil terdapat pada feeder DPR sebesar 0.05 dan yang paling besar pada feeder Ulak Karang sebesar 0.331.

(59)

c. Untuk indeks ASAI, memberikan konstribusi kemampuan suatu sistem untuk menyuplai dalam jangka waktu 1 tahun, yang paling besar terdapat pada feeder DPR sebesar 0.999352, dan yang paling kecil terdapat pada feeder Cadnas sebesar 0.996983.

d. Untuk indeks ASUI, memberikan konstribusi ketidakmampuan / ketidak tersediaan suatu sistem untuk menyuplai dalam jangka waktu 1 tahun, yang paling besar terdapat pada feeder Ulak Karang sebesar 0.001592 dan yang paling kecil terdapat pada feeder DPR sebesar 0.000647.

B. Saran

Untuk mengantisipasi hal yang demikian disarankan:

Berdasarkan data gangguan yang didapat dari PT. PLN maka untuk mengurangi gangguan dapat dilakukan rekonfigurasi feeder agar satu feeder

tidak mencakup banyak trafo.

Penelitian dan perhitungan ini hanya berdasarkan faktor gangguan yang terjadi sehingga nantinya dapat dicari faktor lain yang mempengaruhi indeks keandalan dari suatu sistem distribusi.

(60)

DAFTAR PUSTAKA

Brown, E. Richard. 2002, Electric Power Distribution Reliability, New York. Basel : Marcel Dekker, Inc.

Momoh, A. James. 2008, Electric Power Distribution, Automation, Protection, And Control, CRC Press Taylor & Francis Group Boca Raton London New York.

Marsudi, Djiteng. 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga.

Marsudi, Djiteng. 1991, Operasi Sistem Tenaga Listrik, Jakarta: Balai Penerbit dan Humas ISTN.

Pabla, A.S. 2007, Electric Power Distribution fifth Editon, Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. New Delhi.

Rizki, Viktor Trio. 2007, Analisa Indeks Keandalan Sistem Distribusi PT. PLN Wilayah Cabang Padang, Skripsi. Fakultas Teknik Elektro Universitas Andalas Padang

Suhendra, Marno. 1998, Penentuan Status Operasi Sistem Dengan Pertimbangan Probabilitas Keandalan (aplikasi Jaringan SUTT 150 kV Sistem Sumbar), Skripsi. Fakultas Teknik Industri Universitas Bung Hatta Padang

Willis, H. Lee. 2004, Power Distribution Planning Reference Book. Second Edition, Revised and Expanded, Raleigh, Nort Carolina, U.S.A. New York-Basel: Marcel Dekker, Inc

Wati, Ira. 1999, Keandalan Jaringan Distribusi Udara 20 kV Feeder Muara Palam, Skripsi.FPTK IKIP Padang.

(61)