ANALISIS PENANGGULANGAN TEGANGAN JATUH
PADA JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN RENDAH
GARDU DISTRIBUSI HP – 41
DI PT PLN (PERSERO) RAYON BINJAI KOTA
LAPORAN TUGAS AKHIR
DisusunGuna Memenuhi Persyaratan Untuk Menyelesaikan Program Diploma 3
oleh
DAVID ARDYAN MANURUNG NIM : 1205032118
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN
MEDAN
2015
ABSTRAK
Jatuh tegangan adalah selisih antara tegangan sumber atau pangkal dengan tegangan di ujung jaringan yaitu konsumen.Permasalahan yang dibahas dalam laporan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui jatuh tegangan yang terjadi pada jaringan sekunder gardu distribusi HP – 41 di jurusan timur dengan penggantian jenis penghantar dan luas penampang penghantar pada jurusan tersebut.
Nilai jatuh tegangan pada jaringan mempengaruhi nilai rugi daya pada jaringan. Semakin besar nilai jatuh tegangan maka semakin besar juga nilai rugi daya yang dihasilkan. Ketidakseimbangan beban pada tiap phasa dimana phasa yang memilikibeban besar, nilai jatuh tegangan akan lebih besar dibandingkan phasa yang memiliki beban kecil. Panjang saluran (jaringan) dan tahanan saluran juga mempengaruhi nilai jatuh tegangan dan rugi daya pada jaringan distribusi. Semakin panjang saluran penghantar maka semakin besar tahanan saluran juga susut tegangan dan rugi daya semakin besar.
Dengan usaha perbaikan jatuh tegangan pada jaringan distribusi sekunder gardu distribusi HP – 41 jurusan timur dengan penggantian jenis penghantar dan luas penampang penghantar, tegangan ujung pada konsumen masih tidak sesuai standart SPLN NO.1 Tahun 1995 dan disarankan untuk melakukan upaya penambahan transformator baru (Trafo sisip) yang berfungsi untukmembantu kinerja dari beban transformator yang tidak berada pada titik pusat beban sehingga jatuh tegangan dapat diatasi dan tegangan pelayanan pada pelanggan sesuai dengan ketentuan SPLN tersebut.
Kata kunci : Jatuh Tegangan, Ketidakseimbangan Beban, Rugi Daya Jaringan.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karunia-Nya yang masih dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.
Laporan Tugas Akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan Program Diploma III Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan. Laporan ini juga sebagai bukti bahwa penulis telah melaksanakan dan menyelesaikan kegiatan perkuliahan di Politeknik Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dorongan semangat, bimbingan dan pengarahan selama pengerjaan penulisan laporan tugas akhir ini. Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. M. Syahruddin, S.T,M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Junaidi S.T.M.T. Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Gunoro, M.T. Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan. 4. Ir. Juli Iriani, M.T. selaku Dosen Pembimbing penulis.
5. Seluruh Staff dan Pengajar Program Studi Teknik Listrik.
6. Sofia Komala Sari selaku Manager PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota.
7. Posma Sihombing dan Yohanes Andri Wijaksono selaku Mentor penulis selama pelaksanaan PKL dan yang telah banyak membantu sehingga terlaksananya penelitian dilapangan dan pengumpulan data.
8. Rekan-rekan dibagian Ditribusi Rayon Binjai Kota, Bapak Juli Harsono, Daud Sitompul, Nimrod Sihombing, Harry Siswanto, Zaenal, Benny Sinaga, Budi Asmara, Ibu Ros Silaban dan rekan-rekan lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. Terima kasih atas bimbingan, ilmu dan arahannya selama pelaksanaan riset dilapangan.
9. Ayahanda Purba Manurung dan Ibunda Porman br. Pardosi yang selalu memberikan dorongan doa dan semangat serta bantuan materi kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Medan.
10. Kakak Florida Putri br. Manurung dan Abang Jhon Wary Manurung yang selalumemberikan dorongan doa dan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Medan.
11. Teman-teman penulis khususnya Kelas EL-6E yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca untuk penyempurnaan tugas akhir ini.
Semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Sekian dan terimakasih.
Medan, 25 Agustus 2015 Penulis,
David Ardyan Manurung NIM. 1205032118
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB 1PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Batasan Masalah ... 2 1.3 Rumusan Masalah ... 2 1.4 Tujuan ... 3 1.5 Manfaat ... 3
1.6 Metode Pengumpulan Data ... 3
1.6.1 Metode Kepustakaan ... 3
1.6.2 Metode Bimbingan ... 3
1.6.3 Metode Observasi ... 3
BAB 2LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Sistem Tenaga Listrik... 4
2.2 Sistem Jaringan Distribusi ... 6
2.2.1 Sistem Distribusi Primer ... 6
2.2.2 Sistem Distribusi Sekunder ... 6
2.3 Gardu Distribusi ... 11
2.4 Transformator Distribusi ... 12
2.4.1 Tegangan Transformator Distribusi ... 13
2.4.2 Prinsip Kerja Transformator ... 13
2.4.3 Keadaan Transformator Tanpa Beban ... 14
2.4.4 Trasformator dalam Keadaan Berbeban ... 16
2.4.5 Tap Changer Transformator ... 18 2.5 Parameter Saluran ... 18 2.5.1 Resistansi Saluran ... 18 2.5.2 Induktansi Saluran ... 20 2.5.3 Reaktansi Saluran ... 21 2.6 Daya Listrik ... 21 2.6.1 Daya Semu ... 22 2.6.2 Daya Reaktif ... 22 2.6.3 Daya Aktif ... 23
2.7 Susut Tegangan Dalam Jaringan ... 24
2.8 Rugi Daya Dalam Jaringan ... 26
2.9 Penyebab Terjadinya Susut Tegangan Pada Jaringan Distribusi ... 26
BAB 3PENGUMPULAN DATA ...29
3.1 Konstruksi Gardu Distribusi HP – 41... 29
3.2 Denah Pelanggan Gardu Distribusi HP – 41 ... 31
3.3 Spesifikasi Transformator Distribusi Gardu HP – 41 ... 32
3.4 Data Pengukuran Gardu HP – 41 ... 33
3.5 Nilai Impedansi Penghantar ... 39
BAB 4ANALISIS DAN PEMBAHASAN ...42
4.1 Sebab terjadinya jatuh tegangan pada jaringan gardu distribusi HP – 41 ... 42
4.2 Susut Tegangan Pada Gardu Distribusi HP – 41 ... 43
4.2.1 Perhitungan Susut Tegangan ... 44
4.3 Analisa Beban Tidak Seimbang Terhadap Jatuh Tegangan ... 50
4.3.1 Tegangan Pelanggan Akibat Beban Tidak Seimbang Pengukuran I ... 50
4.3.2 Tegangan Pelanggan Akibat Beban Tidak Seimbang Pengukuran II ... 55
4.4 Rugi Daya Dalam Jaringan ... 60
4.4.1 Pada gardu distribusi HP – 41 jurusan timur ... 60
4.4.2 Pada gardu distribusi HP – 41 jurusan barat ... 63
4.5 Analisa jatuh tegangan pada jaringan sekunder gardu distribusi HP – 41 .... 65
4.6 Analisa beban tidak seimbang terhadap jatuh tegangan pada jaringan sekunder gardu distribusi HP – 41 ... 66 4.7 Analisa rugi daya jaringan pada jaringan sekunder gardu distribusi HP–41 . 68
BAB 5SIMPULAN DAN SARAN ...70 5.1 SIMPULAN ... 70 5.2 SARAN ... 70 DAFTAR PUSTAKA ...72 LAMPIRAN ...73 ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2. 1 Diagram Satu Garis Sistem Tenaga Listrik ... 5
2. 2 Sambungan Pemakai Besar dengan Satu Gardu Distribusi Tersendiri ... 7
2. 3 Penggunaan Satu Gardu Distribusi Untuk Sejumlah Pemakai ... 8
2. 4 Banking Sekunder, dengan Dua Gardu Distribusi Dihubungkan pada SisiTegangan Rendah ... 9
2. 5 Jaringan Sekunder Tegangan Rendah ... 11
2. 6 Diagram Satu Garis Gardu Distribusi ... 12
2. 7 Transformator Tanpa Beban ... 14
2. 8 Transformator Dalam Keadaan Berbeban. ... 16
2. 9 Resistansi Penghantar Logam Sebagai Fungsi dari Suhu ... 19
2. 10 Penghantar Penampang Berjarak Sama pada Saluran Tiga Phasa ... 21
2. 11 Segitiga Daya ... 24
2. 12 Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi ... 24
3. 1 Konstruksi Gardu Distribusi HP – 41... 29
3. 2 PHB TR Gardu Distribusi HP – 41 ... 30
3. 3 Denah Pelanggan Jaringan Gardui Distribusi HP – 41 ... 31
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3. 1 Data Gardu Disribusi HP – 41 ... 32
3. 2 Hasil Pengukuran I Gardu Distribusi HP – 41 sebelum perbaikan ... 33
3. 3 Keterangan Tegangan di pangkal Pengukuran I sebelum perbaikan ... 34
3. 4 Keterangan Tegangan di Ujung Pengukuran I sebelum perbaikan ... 35
3. 5 Hasil Pengukuran II Gardu Distribusi HP – 41 setelah perbaikan ... 36
3. 6 Keterangan Tegangan di pangkal Pengukuran II setelah perbaikan ... 37
3. 7 Keterangan Tegangan di Ujung Pengukuran II setelah perbaikan ... 38
3. 8 Data Impedansi penghantar kabel berisolasi dipilin ... 39
3. 9 Data impedansi penghantar All Alluminium Conductor (AAC) ... 40
4. 1 Jatuh Tegangan dan Rugi Daya pada Jaringan...68
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Sistem Informasi Gardu Distribusi HP – 41 Sebelum Perbaikan ... 74
2. Sistem Informasi Gardu Distribusi HP – 41 Setelah Perbaikan ... 75
3. Ketentuan variasi tegangan pelayanan SPLN ... 76
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
PT PLN (Persero) adalah perusahaan yang diberi wewenang oleh pemerintah untuk menangani kelistrikan di Indonesia. Kerugian atau daya yang hilang dapat mempengaruhi keseimbangan beban yang mengalir, dan kerugian tersebut yang sering dihadapi oleh masyarakat sebagai konsumen. Rugi – rugi energi atau jatuh tegangan itu sendiri adalah energi yang hilang karena adanya resistansi dari sistem jaringan dan rugi-rugi pada transformator. Jatuh tegangan merupakan kehilangan energi yang sama sekali tidak mungkin dapat dihindari.
Sistem Distribusi merupakan sistem tenaga listrik yang menyalurkan energi listrik dari GI (Gardu Induk) sampai ke konsumen dimulai dari tegangan menengah sampai dengan tegangan rendah. Dalam penyaluran energi listrik dari trafo distribusi sekunder kepada pelanggan memerlukan jaringan tegangan rendah yang cukup panjang mengakibatkan kerugian tegangan (daya) dalam penyaluran daya listrik. Sehingga dalam penyaluran daya listrik melalui saluran distribusi kepada pelanggan akan mengalami susut tegangan sepanjang saluran yang dilalui.
Ditinjau dari segi panjang saluran distribusi dari gardu induk menuju trafo distribusi maupun dari trafo distribusi ke beban yang dapat juga menyebabkan susut tegangan yang cukup besar. Selain susut tegangan yang semakin besar menyebabkan juga kinerja trafo distribusi kurang maksimal. Dengan adanya kondisi tersebut maka pihak PT PLN (Persero) pun melakukan evaluasi guna mengatasi jatuh tegangan yang diterima oleh pihak konsumen. Adapun upaya pihak PT PLN (Persero) untuk mengatasi jatuh tegangan pada saluran distribusi, seperti mengganti trafo distribusi yang sudah kelebihan beban, mengganti penghantar pada jaringan, dan penambahan trafo distribusi yang baru. Maka akan dapat meminimalkan besarnya jatuh tegangan dan rugi daya pada saluran.
Dari pemaparan diatas penulis tertarik untuk melakukan penelitian terhadap gardu yang mengalami jatuh tegangan pada jaringan tegangan rendahyang ada di
daerah kerja PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota. Maka penulis mengangkat hasil penelitian dilapangan menjadi laporan tugas akhir dengan judul:
“Analisis Penanggulangan Tegangan Jatuh Pada Jaringan Distribusi Tegangan Rendah Gardu Distribusi HP – 41 Di PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota”.
1.2 Batasan Masalah
Agar tujuan tugas akhir sesuai dengan yang diharapkan berdasarkan judul dan waktu yang disediakan maka penulis membatasi permasalahan. Adapun ruang lingkup yang menjadi batasan masalah adalah:
- Membahas penyebab jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah pada gardu distribusi HP – 41 di PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota.
- Membahas penanggulangan jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah pada gardu distribusi HP – 41 di PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota. - Membahas jatuh tegangan, beban tidak seimbang terhadap jatuh tegangan, dan
rugi daya jaringan terhadap jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah pada gardu distribusi HP – 41 dengan perhitungan secara teori dari data pengukuran.
- Tidak membahas rugi-rugi pada trafo.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah telah dibahas di atas maka rumusan masalah yang dapat diangkat untuk Tugas Akhir adalah:
- Apa yang menyebabkan terjadinya jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah pada gardu distribusi HP – 41 di PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota.
- Bagaimana penanggulangan jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah pada gardu distribusi HP – 41di PT PLN (Persero) Rayon Binjai Kota.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
- Memperdalam pengetahuan tentang penyebab jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah.
- Memperdalam pengetahuan tentang cara mengurangi jatuh tegangan pada jaringan distribusi tegangan rendah.
1.5 Manfaat
Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui dampak yang mengakibatkan terjadinya jatuh tegangan dan juga dapat menjaga kualitas tegangan agar kerugian dalam penyaluran listrik dapat diminimalisir.
1.6 Metode Pengumpulan Data
Adapun metode pengumpulan data yang diterapkan oleh penulis dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini sekaligus di dalam pengambilan data adalah dengan cara atau metode sebagai berikut:
1.6.1 Metode Kepustakaan
Metode ini dilakukan dengan membaca teori - teori yang berkaitan dengan judul tugas akhir dari buku-buku referensi, baik yang dimiliki oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari internet.
1.6.2 Metode Bimbingan
Dengan melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing dalam penyelesaian tugas akhir.
1.6.3 Metode Observasi
Dengan melakukan pengamatan secara langsung dan pengambilan data hasil ukur transformatoryang kemudian akan dianalisa.
