ANALISIS KEANDALAN SISTEM TRAFO STEP DOWN MENGGUNAKAN METODE LOGIKA FUZZY
SKRIPSI
OLEH:
A.EMIRWATI 18.403020.49
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BORNEO TARAKAN
2023
vii
ANALISIS KEANDALAN SISTEM TRAFO STEP DOWN MENGGUNAKAN METODE LOGIKA FUZZY
Nama Mahasiswa : A. Emirwati
NPM : 1840302049
Dosen Pembimbing 1 : Dr. Eng. Linda Sartika, S.T., M.T.
Dosen Pembimbing 2 : Abdul Muis Prasetia, S.T., M.T.
ABSTRAK
Transformator step down merupakan alat elektronika yang berguna untuk menurunkan tegangan menjadi lebih kecil. Artinya, trafo step down ini memilki sistem kinerja utama untuk mengubah besaran tegangan listrik. Dalam penelitian ini bertujuan menganalisis keandalan trafo step down dalam menyeimbangkan beban menggunakan metode logika fuzzy. Penyeimbangan beban pada beberapa trafo yang berada pada feeder 2. Data yang digunakan hasil pengukuran pada tahun 2021 bulan januari, februari, agustus dan september dan hasil pengukuran selanjutnya diolah menggunakan metode fuzzy untuk mendapatkan hasil yang seimbang. Persentase ketidakseimbangan beban menurut Std.446-1980 yaitu sebesar 5 s/d 20% mak. Sebelum menggunakan metode fuzzy mamdani, pada trafo YDS 191 pada bulan februari 2021 menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling tinggi sebesar 46,1%. Pada trafo SLM 377 pada bulan februari 2021 menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling rendah yaitu 20,7%.
Sedangkan Setelah menggunakan Metode Fuzzy Mamdani menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling tinggi sebesar 17% pada trafo YDS 083 pada bulan agustus 2021 dan pada trafo SLM 241 pada bulan februari 2021 menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling rendah yaitu 2,6%. Hal ini membuktikan bahwa dengan menggunakan logika fuzzy nilai ketidakseimbangan menjadi lebih baik sehingga program dapat bekerja pada saat sistem seimbang dan pada saat sistem tidak seimbang.
Kata Kunci : Keandalan, Trafo Step Down, Dan Logika Fuzzy
viii
ix DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka ... 4
2.2 Dasar Teori ... 5
2.2.1 Keandalan Sistem Distribusi ... .5
2.2.2 Transformator ... 7
2.2.3 Ketidakseimbangan Beban Transformator ... 8
2.2.4 Standar Nilai Ketidakseimbangan ... 10
2.2.5 Fuzzy Logic ... 13
2.2.6 Fungsi Keanggotaan ... 12
2.2.7 Operator Dasar Untuk Operasi Himpunan Fuzzy ... 12
2.2.8 Fungsi Implikasi ... 13
2.2.9 Sistem Inferensi Fuzzy ... 14
2.2.10 Metode Menyeimbangkan Arus Beban Dengan Metode Fuzzy Mamdani ... 16
x BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 18
3.2 Alat Dan Bahan Penelitian ... 18
3.3 Pengumpulan Data ... 18
3.4 Tahapan Penelitian ... 18
3.4 Diagram Blok ... 21
3.5 Variabel Masukan dan Keluaran ... 22
3.6 Tampilan Fungsi Keanggotaan ... 23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Transformator ... 26
4.2 Data Beban Transformator ... 26
4.3 Aturan Fuzzy ... 27
4.4 Analisis Persamaan Fuzzy logic ... 30
4.5 Penentuan Variable Keluaran Dengan Metode Fuzzy Mamdani ... 39
4.6 Penyeimbangkan Arus Beban Keluaran Dengan Metode Fuzzy Mamdani ... 40
4.7 Ketidakseimbangan Arus Beban Menggunakan Metode Logika Fuzzy Mamdani ... 42
4.8 Diagram Blok Controller Logika Fuzzy ... 43
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 37
5.2 Saran ... 36 DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN
1 BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kebutuhan energi listrik sekarang ini terus meningkat seiring dengan meningkatnya taraf hidup masyarakat dan berkembangnya kemajuan teknologi.
Pada zaman yang sudah berkembang ini energi listrik sudah sangat penting untuk kebutuhan bagi seluruh konsumen tenaga listrik. Dengan semakin pentingnya peranan tenaga listrik dalam kehidupan sehari-hari, sehingga untuk penyediaan tenaga listrik juga menjadi tuntutan besar bagi pelanggan tenaga listrik. Maka dari itu, dibutuhkan adanya suatu system tenaga listrik yang andal (Permata dkk., 2020).
Keandalan dapat diartikan sebagai kemungkinan suatu alat untuk bekerja dengan memuaskan dalam suatu kondisi dan periode tertentu. Menurut IEEE, keandalan adalah kemampuan suatu sistem maupun komponen untuk memenuhi fungsinya pada kondisi dan periode tertentu. Berdasarkan sisi pandang kualitas, keandalan dapat merupakan kemampuan sebuah barang untuk tetap dapat berfungsi, sedangkan berdasarkan sisi pandang kuantitatif, keandalan diartikan sebagai kemungkinan tidak adanya gangguan operasional pada sistem atau komponen yang muncul hingga waktu tertentu (Manurung, 2021).
Trafo atau transformator step down merupakan salah satu komponen elektronika yang berguna untuk menurunkan tegangan menjadi lebih kecil. Artinya, trafo step down ini memiliki sistem kinerja utama untuk mengubah besaran tegangan listrik sesuai kebutuhan dari karakter peralatan listrik yang akan digunakan. Trafo step down menggunakan arus bolak-balik agar dapat bekerja.
Jenis trafo step down ini dapat menghasilkan tegangan dengan taraf yang lebih rendah dibandingkan dengan tegangan listrik yang masuk pada terminal input atau kumparan primernya. Oleh karena itu, trafo step down juga disebut dengan trafo penurun tegangan (Permata dkk.,2020).
Kegiatan penyeimbangan beban transformator (trafo) distribusi merupakan kegiatan rutin yang dilakukan PLN (Perusahaan Listrik Negara) dalam seminggu setiap bulan. Hal ini hanya dilakukan apabila trafo urgent yang dimana sering
2
terjadinya ketidakseimbangan beban antara fasa yang seiring dengan peningkatan jumlah pelanggan dan ini merupakan salah satu untuk tetap menjaga keandalan trafo. Keadaan beban yang terus berubah sehingga menimbulkan ketidakseimbangan beban pada fasa R, S dan T maka dari itu diperlukan penyeimbangan beban secara berkala. Analisis ketidakseimbangan beban pada trafo perlu dilakukan agar dapat diketahui apa yang terjadi dengan ketidakseimbangan beban tersebut pada trafo, berapa besar rugi-rugi yang terjadi dan diharapkan agar dapat mengantisipasi supaya ketidakseimbangan beban tersebut bisa diminimalisir (Suryawan dkk., 2018).
Logika fuzzy merupakan teori yang mudah untuk dipahami karena di dalam logika fuzzy terdapat konsep matematis sederhana yang mendasari penalaran fuzzy.
Keunggulan dari logika fuzzy ini adalah dapat membangun dan mengaplikasikan pengalaman-pengalaman para penggunanya secara langsung tanpa harus melalui proses pelatihan, dapat memodelkan fungsi-fungsi nonlinier yang sangat kompleks dan dapat bekerja dengan teknik-teknik kendali secara konvensional (Suryawan dkk., 2018).
PT. PLN Tarakan merupakan salah satu penyedia tenaga listrik yang menyuplai dan mendistribusikan kebutuhan listrik untuk kota Tarakan dan sekitarnya. Di dalam proses kontinyuitas ketersediaan listrik ke pelanggan PLN menghadapi berbagai kendala, salah satunya adanya gangguan beban yang tidak seimbang pada setiap fasanya (fasa R, S, dan T), tenaga listrik dikatakan seimbang apabila memiliki beban yang sama setiap fasanya. Transformator merupakan salah satu perangkat listrik yang sangat berperan penting dalam pendistribusian energi listrik ke pelanggan. Oleh karena itu dengan semakin meningkatnya kebutuhan masyarakat akan energi listrik dalam penyaluran energi listrik diharuskan untuk tetap menjaga tingkat keandalan dalam menyalurkan energi listrik ke pelanggan, salah satu metode yang digunakan untuk mengetahui keandalan pada trafo step down dalam penyeimbangan beban yaitu dengan menggunakan metode logika fuzzy.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut terdapat rumusan masalah yaitu bagaimana menganalisa keandalan pada sistem trafo step down di PT PLN
3
(persero) ULP Tarakan dengan menggunakan metode logika fuzzy.
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang ada pada penelitian ini yaitu menganalisa keandalan trafo dalam penyeimbangan beban trafo dengan menggunakan metode logika fuzzy mamdani pada trafo step down yang ada di PT PLN (Persero) ULP Tarakan.
1.4. Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah terdapat tujuan yang akan dihasilkan penelitian ini yaitu agar dapat mengetahui keandalan trafo dalam penyeimbangan beban pada sistem trafo step down dengan menggunakan metode logika fuzzy.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Memberikan kemudahan dalam menganalisa keandalan trafo step down pada penyeimbangan beban.
2. Memberikan konstribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan teknologi, terutama pada jurusan teknik elektro.
3. Menambah wawasan dan sebagai referensi bagi penelitian selanjutnya.
45 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Sebelum menggunakan Metode Fuzzy Mamdani, pada trafo YDS 191 pada bulan februari diperoleh hasil nilai ketidakseimbangan arus beban paling tinngi sebesar 46,1%. Trafo SLM 377 pada bulan februari menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling rendah yaitu 20,7%. Sedangkan setelah menggunakan metode fuzzy mamdani menghasilkan nilai ketidakseimbangan arus beban paling tinggi sebesar 17% pada trafo YDS 083 pada bulan agustus.
Dan pada trafo SLM 241 memperoleh hasil nilai ketidakseimbangan arus beban paling rendah yaitu 2,6%.
2. Setelah menggunakan metode logika fuzzy nilai ketidakseimbangan beban menjadi lebih baik yang berarti keandalan dapat dilihat dari ketidakseimbangan yang dihasilkan dari metode logika fuzzy yang jauh lebih baik sebelum menggunakan metode logika fuzzy dikarenakan semakin besar beban dan kapasitas trafo distribusi yang melayani beban akan sangat berpengaruh pada trafo step down.
3. Dari hasil Analisis tersebut menunjukkan bahwa dengan menggunakan metode logika fuzzy dengan FIS mandani dapat mengurangi nilai arus beban tidak seimbang yang dimana standar PLN Nomor 1 Tahun 1995 maks 20%.
5.2 Saran
Beberapa saran yang ingin disampaikan selama melakukan penelitian antara lain sebagai berikut :
1. Perlunya pengembangan menggunakan metode lain dalam menganaliss keandalan trafo step down.
2. Penelitian ini hendaknya dapat menggunakan beberapa data dari feeder- feeder tertentu agar dapat membandingkan nilai ketidakseimbangan beban pada trafo Step down.
