ANALISIS PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TERHADAP ARUS NETRAL DAN LOSSES PADA TRAFO DISTRIBUSI PT.PLN (PERSERO) ULP PAKAM KOTA

(1)

ANALISIS PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TERHADAP ARUS NETRAL DAN LOSSES PADA TRAFO DISTRIBUSI PT.PLN

(PERSERO) ULP PAKAM KOTA Jefri Kurniawan*

Rahmaniar**

Pristisal Wibowo**

Universitas Pembangunan Panca Budi ABSTRAK

Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenga listrik dan penyebab ketidakseimbangan beban tersebut adalah beban-beban pada satu fasa pada pelanggan jaringan tegangan rendah. Akibat ketidakseimbangan beban tersebut timbullah arus dinetral trafo. Arus yang mengalir di netral trafo ini menyebabkan terjadinya losses (susut), yaitu susut akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo. Maka dari itu dibuatlah sebuah penelitian dengan tujuan utnuk mengetahui besar pembebanan transformator distribusi, untuk mengetahui besar persentase ketidakseimbangan beban dan untuk mengetahui persentase losses akibat adanya arus di penghantar netral transformator. Hasil analisa ini diharapkan jadi acuan untuk melakukan penyeimbangan beban transformator.

Kata kunci : Ketidakseimbangan Beban, Arus Netral, Susut

* Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro: [email protected]

** Dosen Program Studi Teknik Elektro

(2)

ANALYSIS OF THE EFFECT OF LOAD UNBALANCED ON NEUTRAL CURRENT AND LOSSES IN DISTRIBUTION TRANSFORMERS PT.PLN

(PERSERO) ULP PAKAM KOTA

Jefri Kurniawan*

Rahmaniar**

Pristisal Wibowo**

University Of Pembangunan Panca Budi

ABSTRACT

The load imbalance in an electric power distribution system and the cause of the load imbalance are the loads on one phase on low-voltage network customers. As a result of the load imbalance, a transformer neutral current arises. The current flowing in the neutral of the transformer causes losses (shrinkage), namely losses due to neutral currents in the neutral conductor of the transformer. Therefore a study was made with the aim of knowing the magnitude of the distribution transformer loading, to determine the percentage of load imbalance and to determine the percentage of losses due to currents in the neutral conductor of the transformer. The results of this analysis are expected to be a reference for balancing transformer loads.

Keyword: Load Unbalance, Neutral Current, Shrinkage

* Mahasiswa Program Studi Teknik Elektro: [email protected]

** Dosen Program Studi Teknik Elektro

(3)

KATA PENGANTAR

Penulis Mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya yang telah diberikan kepada Penulis Sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “Analisis Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral dan Losses Pada Trafo Distribusi PT.PLN (Persero) ULP Pakam Kota” Penyusunan Skripsi ini sebagai syarat untuk memberbolehkan kelulusan Sarjana Teknik pada Universitas Pembangunan Panca Budi Medan. Skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik dan tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari banyak pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan dan penyusunan Skripsi ini, khususnya kepada:

1. Bapak Dr. H. Muhammad Isa Indrawan, S.E, M.M selaku Rektor di Universitas Pembangunan Panca Budi

2. Bapak Hamdani, S.T, M.T selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi

3. Ibu Siti Anisah, S.T, M.T selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi 4. Ibu Dr. Rahmaniar, S.T, M.T Selaku Pembimbing I yang telah

memberikan pengalaman, arahan dan pengetahuan selama penyusunan Skrisi ini hingga selesai

5. Bapak Pristisal Wibowo, S.T, M.T Selaku Pembimbing II yang telah memberikan pengalaman, arahan dan pengetahuan selama penyusunan Skripsi ini hingga selesai

6. Kedua Orang Tua dan sekeluarga yang selalu mendukung, mendoakan, dan mendidik sepenuh hati dalam penyelesaian skripsi ini

7. Sahabat dan Rekan Mahasiswa jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi Medan

8. Semua Pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu baik moril maupun materi

Penulis juga menyadari bahwa dalam menyusun Skripsi ini masih terdapat berbagai kekurangan, maka dengan kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun supaya Skripsi ini menjadi lebih baik lagi.

Medan, Januari 2023

JEFRI KURNIAWAN

NPM:1814210059

i

(4)

ii ii DAFTAR ISI

Halaman

BAB 1 PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah ...3

1.3 Batasan Masalah ...3

1.4 Tujuan Penelitian ...4

1.5 Manfaat Penelitian ...4

1.6 Metode Penelitian...5

1.7 Sistematika Penulisan ...5

BAB 2 LANDASAN TEORI ...3

2.1 Transformator ... 7

2.1.1 Bagian – bagian Transformator ...8

2.1.2 Prinsip Kerja Transformator ... 11

2.1.3 Jenis-Jenis Transformator ... 12

2.1.3.1 Transformator step-up ... 12

2.1.3.2 Transformator step-down ... 13

2.1.3.3 Transformator Berdasarkan Pasangan Kumparan ... 14

2.1.3.4 Transformator Berdasarkan Fungsi ... 15

2.1.4 Keadaan operasi transformator ... 16

2.1.4.1 Transformator Berdasarkan Pasangan Kumparan ... 14

2.2 Distribusi Tenaga Listrik ... 22

2.3 Bagian – bagian jaringan distribusi ... 23

2.3.1 Distribusi Sekunder ... 26

2.3.1.1 Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) ... 26

2.3.1.2 Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) ... 27

2.4 Transformator Distribusi ... 27

2.4.1 Arus Beban Penuh Transformator ... 28

2.4.2 Rugi-Rugi (Losses) Akibat Adanya Arus Pada Penghantar Netral Transformator ... 29

(5)

ii iii

2.4.3 Ketidakseimbangan Beban ... 31

2.4.4 Penyaluran Dan Susut Daya Pada Transformator. ... 31

BAB 3 PENGUKURAN DAN DATA TEKNIS TRAFO ... 33

3.1 Data Teknis Transformator Distribusi... 33

3.2 Data Pengukuran Pembebanan Pada Transformator Distribusi ... 36

3.3 Data Tahanan Kawat Penghantar Netral Transformator Distribusi ... 39

3.4 Metode Penelitian ... 39

BAB 4 ANALISA DATA ... 41

4.1 Menentukan Persentase Pembebanan Transformator ... 41

4.1.1 Persentase Pembebanan Transformator Distribusi 50 kVA ... 41

4.2 Analisis Ketidakseimbangan Beban Pada Transformator ... 45

4.2.1 Persentase ketidakseimbangan Beban Transformator Distribusi 50 kVA ... 45

4.2.2 Persentase Ketidaseimbangan Beban Transformator Distribusi 100 kVA ... 46

4.2.3 Persentase Ketidakseimbangan beban Transformator Distribusi 160 kVA ... 48

4.3 Analisis Rugi-Rugi (Losses) Akibat Adanya Arus Netral Pada Penghantar Netral Transformator ... 51

4.3.1 Persentase Rugi-Rugi Transformator Distribusi 50 kVA ... 51

4.4 Analisis Energi Yang Hilang (KWH) Akibat Arus Yang Mengalir Pada Penghantar Netral Transformator ... 62

4.4.1 Transformator Distribusi 50 kVA ... 62

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 68

(6)

iv iv

5.1 Kesimpulan ... 68

5.2 Saran ... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69

LAMPIRAN ... 71

(7)

v

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Standart Rugi-rugi SPLN 50:1997 ... 30 Tabel 3.1 Data Pengukuran Pembebanan Pada Transformator Distribusi LP 650

50 kVA JL. Mawar ... 36 Tabel 3.2 Data Pengukuran Pembebanan Pada Transformator Distribusi LP 421

100 kVA JL. Jati Sari ... 37 Tabel 3.3 Data Pengukuran Pembebanan Pada Transformator Distribusi LP 5

160 kVA Jl. Mawar ... 38 Tabel 4.1 Persentase Pembebanan Trafo. ... 44 Tabel 4.2 Persentase Ketidakseimbangan Beban Trafo... 50 Tabel 4.3 Rangkuman Analsis Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap

Arus Netral Dan Rugi-Rugi (Losses) Pada Transformator ... 64

v

(8)

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Teori Dasar Transformator ... 8

Gambar 2.2 Prinsip Kerja Transformator ... 12

Gambar 2.3 Trafo Step-up ... 13

Gambar 2.4 Trafo Step-down ... 13

Gambar 2.5 Trafo dalam Keadaan Tanpa Beban ... 17

Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Trafo Dalam Keadaan Tanpa Beban ... 17

Gambar 2.7 Gelombang I0 Tertinggal 90⁰ dari V1 ... 18

Gambar 2.8 Gelombang E1 Tertinggal DariՓ ... 19

Gambar 2.9 Trafo Dalam Keadaan Beban... 20

Gambar 2.10 Rangkaian Trafo Dalam Keadaan Berbeban ... 20

Gambar 2.11 Vektor diagram arus ... 31

Gambar 3.1 Alur Diagram Penelitian ... 40

Gambar 4.1 Grafik Persentase Beban Trafo ... 44

Gambar 4.2 Grafik ketidakseimbangan beban trafo. ... 50

Gambar 4.3 Grafik rugi-rugi trafo... 61

vi