Menghitung Impedansi Penyulang

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

B. Analisis Gangguan Hubung Singkat

3. Menghitung Impedansi Penyulang

Untuk perhitungan impedansi penyulang, perhitungannya tergantung dari besarnya impedansi per km dari penyulang yang akan dihitung, dimana besar nilainya tergantung pada jenis penghantarnya, yaitu dari bahan apa penghantar tersebut dibuat dan juga tergantung dari besar kecilnya penampang dan panjang penghantarnya. Besarnya impedansi penyulang dapat ditentukan dengan persamaan berikut :

a. Urutan Positif dan negatif

𝑍1 = 𝑍2 = 𝑛 × 𝐿 × (𝑍1 atau 𝑍2) (Ω/km) (3.6) b. Urutan nol

𝑍Openyulang = 𝑛 × 𝐿 × 𝑍O (Ω/km) (3.7) Keterangan:

4. Perhitungan impedensi ekivalen jaringan

Perhitungan yang akan dilakukan di sini adalah perhitungan besarnya nilai impedansi ekivalen positif, negatif dan nol dari titik gangguan sampai ke sumber. Perhitungan untuk impedansi ekivalen jaringan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : a. Urutan positif dan negatif

𝑍_1eq = 𝑍_2eq = 𝑍_1sc + 𝑍_1T + 𝑍1 penyulang (3.8) b. Urutan nol

𝑍_Oe = 𝑍_OT + 3𝑅_N + 𝑍O penyulang (3.9) Keterangan:

𝑍1sc = Impedansi sumber sisi 20 kV (Ohm) 𝑍1T = Impedansi urutan positif/negatif trafo

tenaga (Ohm)

𝑍OT = Impedansi urutan nol trafo tenaga (Ohm) 𝑅N = Tahanan tanah trafo tenaga (Ohm) 𝑍 penyulang = Impedansi urutan penyulang (Ohm)

Karena lokasi gangguan diasumsikan terjadi pada 25%, 50%, 75% dan 100% panjang penyulang, maka 𝑍Oeq yang didapat juga pada lokasi tersebut (Maisyarah leli, 2019).

Setelah mendapatkan impedansi ekivalen sesuai dengan lokasi gangguan, selanjutnya arus gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, hubung singkat 2 fasa dan hubung singkat 3 fasa dapat dihitung dengan masing-masing menggunakan persamaan 2.1, 2.2

c. Analisis Energi Tidak Tersalur

Energi tidak tersalur adalah energi yang tidak bisa digunakan oleh pelanggan karena penyalurannya terhambat karena terjadinya gangguan.

Besarnya energi tidak tersalur setiap terjadinya gangguan dapat dihitung dengan persamaan berikut :

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟 = 20 𝑘𝑉 × √3 × 𝐼 × 𝑡 × cos 𝜑 (3.10) 𝐾𝑒𝑟𝑢𝑔𝑖𝑎𝑛 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑡𝑖𝑑𝑎𝑘 𝑡𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟 × 𝑡𝑎𝑟𝑖𝑓 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 dimana: I = Beban padam (Ampere)

t = Durasi padam (Jam) cos 𝜑 = Faktor daya (0.85)

Sedangkan rata-rata energi tidak tersalur per pelanggan dalam setahun dapat dihitung dengan persamaan berikut. AENS (Averange Energi Not Supplied) merupakan jumlah rata-rata energi listrik yang tidak tersalurkan dalam suatu sistem distribusi tiap tahun (Gerald, 2016).

𝐴𝐸𝑁𝑆 = Jumlah energi yang tidak tersalur

Jumlah pelanggan yang dilayani (3.11)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penyulang Pasar Karisa adalah salah satu penyulang dengan beban paling tinggi pada ULP Jeneponto yang menyuplai sebagai besar beban dalam kota Jeneponto dan beberapa kecamatan disekitarnya seperti Empoang Selatan, Turatea, Tamalatea, Bangkala loe, Bontoramba, Tonrokassi timur, dan sekitarnya.

Penyulang Pasar Karisa adalah salah satu penyulang keluaran dari GI Jeneponto yang menyuplai Gardu Hubung Jeneponto dengan tiga outgoing jurusan yaitu, Sapanang, Kodim dan Bangkala loe sehingga dapat dikatakan terdapat empat section pada penyulang pasar karisa yaitu PMT pasar karisa, outgoing kodim, outgoing bangkalaloe, dan outgoing sapanang yang dapat dilihat pada lampiran 5.

Penyulang Pasar Karisa memiliki total panjang jaringan SUTM sepanjang 157,6 kms dan menyuplai 194 trafo distribusi dengan rincian sesuai dengan tabel dibawah ini.

Tabel 4.1 Data Per Section Penyulang Pasar Karisa

SECTION

PANJANG SUTM (KMS)

JUMLAH TRAFO TOTAL DAYA TERPASANG

(KVA)

JUMLAH PELANGGAN

DILAYANI 1 FASA 3 FASA

PMT_PASAR KARISA 10.75 0 30 3,565 5,333

GH JENEPONTO_OUT

KODIM 55.15 16 53 3,215 7,043

GH JENEPONTO_OUT

BANGKALA LOE 65.5 25 38 2,090 8,169

GH JENEPONTO_OUT

SAPANANG 26.2 11 21 2,280 4,147

TOTAL 157.6 52 142 11,150 24,692

A. Faktor Penyebab Gangguan Penyulang Pasar Karisa

Dari hasil rekap data gangguan berbasis SINOPI pada penyulang pasar karisa di PT. PLN (Persero) ULP Jeneponto tahun 2020 sesuai dengan lampiran 3, diketahui bahwa pada penyulang pasar karisa terjadi 119 kali gangguan baik itu yang bersifat permanen maupun temporer yang mengakibatkan terjadinya pemadaman. Berikut diberikan data kali gangguan perbulan untuk tiap section penyulang pasar karisa tahun 2020 pada tabel 4.2. Catatan untuk outgoing bangkalaloe dalam posisi off karena gangguan pada kabel SKTM sehingga bebannya dialihkan ke outgoing kodim.

Tabel 4.2 Data Kali Gangguan Penyulang Pasar Karisa Tahun 2020

Pada tabel 4.3 dibawah ditampilkan grafik faktor penyebab gangguan pada penyulang pasar karisa selama tahun 2020. Penyebab gangguan masih didominasi oleh gangguan tidak ditemukan yang disebabkan oleh banyaknya gangguan yang terjadi pada malam hari dan penyebab gangguan dengan sentuhan sesaat yang langsung jatuh ke tanah dan tidak berbekas sehingga mengurangi peluang ditemukan pada saat dilakukan penelusuran gangguan maupun inspeksi jaringan.

dengan potensi kegagalan unjuk kerja yang tinggi baik itu berupa arrester, cut out maupun trafo juga menjadi salah satu faktor penyebab gangguan.

Tabel 4.3 Data Penyebab Gangguan Penyulang Pasar Karisa tahun 2020

Setelah mengetahui jumlah dari setiap gangguan, dapat diperoleh persentase faktor penyebab gangguan yang paling sering terjadi dengan menggunakan persamaan (3.1) seperti pada tabel 4.4. Grafik persentase dari jumlah gangguan pada penyulang Pasar karisa ULP Jeneponto selama tahun 2020 dapat dilihat pada gambar 4.1.

Tabel 4.4 Persentase Faktor Penyebab Gangguan

Penyebab Gangguan Kali gangguan Persentase Gangguan (%)

Pohon 26 22

Binatang 25 21

Komponen JTM 18 15

Cuaca / Alam 2 2

Pihak Ketiga 12 10

Tidak Ditemukan 36 30

Gambar 4.1 Persentase Faktor Penyebab Gangguan

B. Analisis Gangguan Hubung Singkat Pada Penyulang Pasar Karisa Penyulang Pasar Karisa adalah salah-satu penyulang pada gardu induk jeneponto yang disuplay dari sebuah transformator 150/20 kV berkapasitas 67 MVA dengan spesifikasi sebagai berikut:

Merk = JEUMONT SCHNEIDER

Daya = 67 MVA

Tegangan = 150/20 kV

Impedansi = 12,82 %

Tahanan = 0,5 Ohm

Hubungan belitan = YNyn0 (d11)

terjadi di titik 25%, 50%, 75%, dan 100% dari panjang penyulang. Berikut adalah langkah-langkah perhitungan arus gangguan hubung singkat pada penyulang pasar karisa:

1. Menghitung Impedansi Sumber

Untuk menghitung impedansi sumber di sisi sekunder (20 kV) maka harus dihitung lebih dahulu impedansi sumber di sisi primer (150 kV). Data hubung singkat di bus sisi primer (150 kV) adalah sebesar 500 MVA. Maka hasil perhitungan nilai Impedansi Sumber (Xs) menggunakan persamaan (3.2) adalah:

𝑋𝑠(sisi 15O kV) = 150²

= 45 𝑂ℎ𝑚 500

Untuk mengetahui impedansi di sisi 20 kV maka XS dikonversi dari 150 kV ke 20 kV. Maka Nilai Impedansi sumber di bus sisi 20 kV dengan menggunakan persamaan (3.3) adalah:

20² 𝑋𝑠(sisi2OkV) =

150² × 45 = 0,8 𝑂ℎ𝑚

• Reaktansi urutan positif dan negatif

Reaktansi urutan positif dan negatif (𝑋𝑡1 = 𝑋𝑡2) dapat dihitung dengan persamaan (3.5) :

𝑋𝑡 = % 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑘𝑒𝑡𝑎ℎ𝑢𝑖 × 𝑋𝑡 (𝑝𝑎𝑑𝑎 100%) 𝑋𝑡 = 12.6 % × 5,97 = 0.75 𝑂ℎ𝑚

• Reaktansi urutan nol

Trafo daya pada Gardu Induk Jeneponto yang mensuplai penyulang Pasar Karisa memiliki hubungan Ynyn0 yang tidak memiliki belitan delta maka nilai Xt0 berkisar antara 9 sampai 14. Dalam perhitungan ini diambil nilai 𝑋𝑡O = 10. Untuk mencari nilai Xt0 dapat dihitung dengan rumus :

𝑋𝑡O = 10 × 𝑋𝑡1 = 10 × 0,75 = 7,5 𝑂ℎ𝑚 3. Menghitung Impendasi Penyulang

Berdasarkan data yang diperoleh, Asuhan PMT Pasar Karisa menggunakan dua jenis penghantar sebagai berikut :

Tabel 4.5 Reaktansi Penghantar AAAC tegangan 20 kV (SPLN 64 : 1985) Jenis penghantar Impedansi Urutan

Positif (ohm/km)

Impedansi Urutan Negatif (ohm/km)

Panjang Penghantar

(km) AAAC 3x150 mm 0,2162 + j0,3305 0,3631 + j1,6180 8,35 AAAC 3x70 mm 0,4608 +j0,3572 0,6088 + j1,6447 2,4

Total 10,75

Tabel 4.6 Impedansi Penyulang Urutan Positif, Urutan Negatif Dan Nol Titik

(%) 𝑍1 = 𝑍2 (Ohm) 𝑍O (Ohm)

25 0,25 x 10,75 x (0,2162 + j0,3305) = 0,581 + j0,8882

0,25 x 10,75 x (0,3631 + j1,6180) = 0,9758 + j4,3483

50 0,50 x 10,75 (0,2162 + j0,3305) = 1,162 + j1,7764

0,50 x 10,75 (0,3631 + j1,6180) = 1,9516 + j8,6967

75 0,75 x 10,75 (0,2162 + j0,3305) = 1,7431 + j2,6646

0,75 x 10,75 (0,3631 + j1,6180) = 2,9274 + j13,0451

100 1,00 x 10,75 x (0,4608 +j0,3572) = 4,9536 + j3,8399

1,00 x10,75 x (0,6088 + j1,6447) = 6,5446 + j17,6805