SKRIPSI ANALISIS PENAMBAHAN TRAFO SISIPAN PADA …
76
SKRIPSI ANALISIS PENAMBAHAN TRAFO SISIPAN PADA PENYULANG ULP MATTOANGING OLEH : ARPAH MUHAMMAD ANDHI 105821114316 105821112016 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR 2020
Transcript of SKRIPSI ANALISIS PENAMBAHAN TRAFO SISIPAN PADA …
SKRIPSI
ANALISIS PENAMBAHAN TRAFO SISIPAN PADA
PENYULANG ULP MATTOANGING
OLEH :
ARPAH MUHAMMAD ANDHI
105821114316 105821112016
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
i
ANALISIS PENAMBAHAN TRAFO SISIPAN PADA
PENYULANG ULP MATTOANGING
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan oleh :
ARPAH MUHAMMAD ANDHI
105821114316 105821112016
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
حيم م حمن اار بســــــــــــــــــم اهللالر
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarahkatuh
Alhamdulilah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT karena rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Skripsi dengan judul “Analisis Penambahan Trafo Sisipan pada Penyulang ULP
Mattoanging”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh
gelar Sarjana Universitas Muhammadiyah Makassar.
Skripsi ini dapat penulis selesaikan dengan bantuan berbagai pihak sehingga
sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya
kepada:
1. Penulis ingin memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang
senantiasa melimpahkan rahmatnya kepadsa hamba-NYA .shalawat dan
taslim selalu kami dengungkan kepada Nabi Muhammad SAW , beserta
keluarganya dan para sahabat.
2. Teristimewa, ibunda Sukarmi dan Ayahanda Hartono selaku orang tua
dari saudara Muhammad Andhi dan Elvit Indirawati selaku istri tercinta
yang selalu memberikan semangat dan doa tiada henti, serta dukungan
moral maupun material kasih sayang yang tak ternilai harganya serta
saudara-saudaraku tercinta yang selalu memberikan dukungannya.
v
3. Teristimewa, ibunda Farida dan Ayahanda Sulaiman selaku orang tua dari
saudara Arpah yang selalu memberikan semangat dan doa tiada henti,
serta dukungan moral maupun material kasih sayang yang tak ternilai
harganya serta saudara-saudaraku tercinta yang selalu memberikan
dukungannya.
4. Rektor Universitas Muhammadiyah Makassar Bapak Prof. Dr. H. Ambo
Asse, M.Ag
5. Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar Bapak Ir.
Hamzah Al Imran ,ST.,MT
6. Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Makassar ibu
Adriani, ST.,MT
7. Terkhusus ibu Dr. Ir. Hj. Hafsah Nirwana ,MT dan ibu Adriani,
ST.,MT sebagai pembimbing yang sangat membantu dalam penyelesaian
penyusunan skripsi ini.
8. Kepada dosen penguji Bapak Ir. Abd.Hafid, MT, ibu Suryani, ST.,MT
Bapak Rizal A Duyo, ST.,MT Bapak Dr. Eng. Ir. H. Zulfajri Basri
Hasanuddin, M.Eng dan Bapak DR. Umar Katu, ST.,MT yang telah
banyak memberikan masukan dan saran.
9. Seluruh dosen, staf dan karyawan Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Makassar yang telah banyak memberikan sumbangsih
baik tenaga maupun pikiran.
10. Teman-teman Proyeksi 2016 yang tidak dapat disebut satu persatu , teman
seperjuangan yang menguatkan dan menyenangkan.
vi
11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah dengan
tulus ikhlas memberikan doa dan motivasi kepada penulis sehingga dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Makassar, 08 September 2020
Penulis
vii
Analisis penambahan Trafo Sisipan Pada Penyulang ULP Mattoanging
Arpah¹ , Muhammad Andhi²
¹Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E-mail : [email protected]
²Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Unismuh Makassar
E-mail : [email protected]
ABSTRAK
Transformator distribusi berfungsi untuk mentransformasikan energi listrik
dari sumber listrik ke pelanggan. PT. PLN (Persero) sebagai perusahaan
pengelola sistem tenaga listrik selalu berusaha memberikan pelayanan
terbaik kepada pelanggannya. Untuk tetap dapat menjaga kualitas, maka
keandalan sistem distribusi harus selalu terjaga dengan baik. Agar sistem
distribusi tetap andal, maka presentase pembebanan pada transformator
distribusi tersebut jangan sampai melebihi ketentuan yaitu 80% dari
kapasitasnya berdasarkan surat edaran Nomor : 0017 .E/DRI/2014.
Transformator overload ini juga terjadi di transformator distribusi GT.
GT.MRP026 berkapasitas 250 kVA pada penyulang Rappocini di PT. PLN
(Persero) Unit Layanan Pelanggan Mattoanging. Untuk mengatasi
permasalahan tersebut, pihak PLN melakukan pemasangan trafo sisipan
dengan kapasitas 160 kVA. Sehingga, Penulis mengamati penanganan kasus
tersebut dan berdasarkan hasil penelitian berupa data pengukuran Beban.
Tujuan kegiatan ini yaitu mengatasi beban lebih yang dialami trafo dengan
menghitung persen pembebanan dan juga menentukan letak ideal trafo
sisipan. Metode yang digunakan dengan menggunakan perhitungan manual
maupun menggunakan simulasi Etap 12.6.0. Hasil yang diperoleh dari
kegiatan ini adalah diperoleh persentase pembebanan sebelum pemasangan
trafo sisipannya mencapai 90,05% dengan perhitungan secara manual/
rumus, nilai yang tentunya melewati standar PLN, dan setelah pemasangan
trafo sisipan, persentase pembebanan mengalami penurunan menjadi 63.9%,
sehingga mengalami penurunan sebanyak 26,6% Sedangkan hasil persentase
pembebanan dari simulasi menggunakan ETAP 12.6.0 didapatkan persentase
pembebanan sebelum pemasangan trafo sisipan mencapai 92,1% dan setelah
dilakukan penyisipan yakni 62,9%. Sehingga mengalami penurunan
sebanyak 29,2%. Adapun perhitungan jarak ideal trafo sisipan menggunakan
rumus yakni mencapai 244 meter dari trafo overlaod.
Kata Kunci: Trafo sisipan, Trafo Overload, Jarak Ideal
viii
Analysis of the addition of Inserted Transformers in Mattoanging ULP
Feeders
Arpah¹ , Muhammad Andhi²
¹Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Unismuh Makassar
E-mail : [email protected]
²Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Unismuh Makassar
E-mail : [email protected]
ABSTRACT
The distribution transformer serves to transform electrical energy from the
power source to the customer. PT. PLN (Persero) as a power system
management company always tries to provide the best service to its
customers. In order to maintain quality, the reliability of the distribution
system must always be well maintained. In order for the distribution system
to remain reliable, the percentage of loading on the distribution transformer
should not exceed the provisions of 80% of its capacity based on circular
Number: 0017 .E / DRI / 2014. This transformer overload also occurs in the
GT distribution transformer. GT.MRP026 with a capacity of 250 kVA at the
Rappocini feeder at PT. PLN (Persero) Mattoanging Customer Service Unit.
To solve this problem, PLN installed an insert transformer with a capacity of
160 kVA. Thus, the author observes the handling of the case and based on
the results of the study in the form of load measurement data. The purpose of
this activity is to overcome the overload experienced by the transformer by
calculating the percentage of loading and also determining the ideal location
of the insert transformer. The method used by using manual calculations or
using simulation Etap 12.6.0. The results obtained from this activity were
that the percentage of loading before the installation of the insert transformer
reached 90.05% by manual calculation / formula, the value of which
certainly passed the PLN standard, and after installing the insert transformer,
the loading percentage decreased to 63.9%, so that it decreased. 26.6%.
While the result of the loading percentage from the simulation using ETAP
12.6.0, it was found that the loading percentage before the insertion of the
transformer was 92.1% and after insertion was 62.9%. So that it has
decreased by 29.2%. The calculation of the ideal distance of the insert
transformer uses the formula, which is up to 244 meters from the overlaod
transformer.
Keywords: Transformer insert, Transformer Overload, Ideal Distance
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
ABSTRAK ...................................................................................................... vii
DAFTAR ISI................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xv
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 3
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah ................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5
2.1 Telaah Penelitian Terdahulu .............................................................. 5
2.2 Landasan Teori ................................................................................. 6
2.2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ............................................ 6
2.2.2 Sistem Distribusi Primer ......................................................... 8
2.2.3 Sistem Distribusi Sekunder ..................................................... 9
2.2.4 Gardu Distribusi ...................................................................... 11
2.2.5 Trafo Distribusi ....................................................................... 17
2.2.6 Tahanan ................................................................................... 22
x
2.2.7 Panjang Saluran ....................................................................... 23
2.2.8 Trafo Sisipan ......................................................................... 23
2.2.9 Perhitungan Letak Penempatan Transformator ..................... 24
2.2.10 Etap ...................................................................................... 24
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................... 27
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 27
3.2 Alat dan Bahan .................................................................................. 27
3.3 Prosedur Penelitia .............................................................................. 27
3.4 Teknik Pengumpulan Data ................................................................ 28
3.5 Flowchart .......................................................................................... 32
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................ 34
4.1 Hasil Penelitian .................................................................................. 34
4.1.1 Trafo Distribusi GT. MRPO26 ................................................ 35
4.1.2 Data Pengukuran Trafo Sebelum Pemasangan Trafo Sisipan .. 37
4.1.3 Trafo Sisipan ............................................................................ 38
4.1.4 Data Pengukuran Trafo Sisipan GT. MRPO27 ....................... 41
4.1.5 Data Pengukuran Trafo GT. MRPO26 Setelah Pengalihan
Beban Ke Trafo Sisipan .......................................................... 42
4.1.6 Perangcangan Simulasi Jaringan Distribusi Menggunakan
Etap ........................................................................................... 44
4.2 Pembahasan ....................................................................................... 48
4.2.1 Perbandingan Presentase Pembebanan Trafo GT. MRPO27
Penyulang Rappocini Sebelum Dan Sesudah Pengalihan
Beban Ke Trafo Sisipan ......................................................... 49
4.2.2 Perbandingan Persentase Pembebanan Trafo GT.MRP026
xi
Penyulang Rappocini Sebelum dan Sesudah Pengalihan
Beban ke Trafo Sisipan Dengan Menggunakan Simulasi
ETAP............................................................................................ 50
4.2.3 Perbandingan Hasil Perhitungan Persentase Pembebanan
Trafo Secara Manual Dan Aplikasi ETAP.................................. 51
4.2.4 Perhitungan Letak Penempatan Trafo Sisipan ........................... 52
BAB V . KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 55
5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 55
5.2 Saran .................................................................................................... 56
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 57
LAMPIRAN.................................................................................................. 58
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik .............................................................. 7
Gambar 2.2 Bagian Bagian Sistem Distribusi Primer .............................................. 9
Gambar 2.3 Tegangan Menengah Ketegangan Rendah Dan Konsumen ................... 9
Gambar 2.4 Diagram Satu Garis Gardu Portal .......................................................... 13
Gambar 2.5 Contoh Konstruksi Gardu Portal ............................................................ 14
Gambar 2.6 Gardu Cantol ............................... .......................................................... 16
Gambar 2.7 Monogram Gardu cantol 3 Fasa ........................................................... 17
Gambar 2.8 Bagan Transfarmator ............................................................................ 18
Gambar 2.9 Tampilan Program etap ......................................................................... 26
Gambar 4.1 Single Line Diagram Penyulang Rappocini ........................................... 34
Gambar 4.2 Trafo Distribusi GT.MRP026 ................................................................ 35
Gambar 4.3 Name Plat Trafo Distribusi GT.MRP026 .............................................. 36
Gambar 4.4 Singgel Line Trafo Distribusi GT.MRP026 ........................................... 36
Gambar 4.5 Trafo Sisipan GT.MRP027 .................................................................... 39
Gambar 4.6 Name Plat Trafo Sisipan GT.MRP027 .................................................. 39
Gambar 4.7 Single Line Diagram Trafo Sisipan GT.MRP027 .................................. 40
Gambar 4.8 Simulasi Pembebanan Trafo GT.MRP026 Sebelum Pemasangan
Trafo sisipan menggunakan Aplikasi ETAP .......................................... 44
Gambar 4.9 Hasil Simulasi Pembebanan Trafo GT.MRP026 Sebelum
Pemasangan Trafo Sisipan Menggunakan Aplikasi ETAP ................. 45
Gambar 4.10 Simulasi Pembebanan Trafo GT.MRP027 setelah pemasangan /
Pengalihan Beban Ke Trafo Sisipan Menggunakan Aplikasi ETAP .... 46
Gambar 4.11 Hasil Simulasi Pembebanan Trafo GT.MRP026 Setelah
Pemasangan Trafo Sisipan Menggunakan Aplikasi ETAP ................ 47
xiii
Gambar 4.12 Diagram Presentase Pembebanan Trafo Sebelum dan Sesudah
Pengalihan Beban Ke Trafo Sisipan ....... ........................................ 49
Gambar 4.13 Diagram Presentase Pembebanan Trafo sebelum Dan Sesudah
Pengalihan Beban Ke Trafo Sisipan Menggunakan Aplikasi
ETAP.....................................................................................................50
Gambar 4.14 Lokasi Penempatan Trafo GT.MRP026 Sebelum pemasangan
Trafo sisipan ...........................................................................................53
Gambar 4.15 Lokasi Tempat Trafo GT.MRP0026 dan Trafo GT.MRP0027 ........... 54
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nilai Daya Pengenal Transformator Distribusi ......................................... 19
Tabel 4.1 Data Speseifikasi Trafo Distribusi GT.MRP026 ....................................... 35
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Beban Trafo GT.MRP026 Sebelum Pemasangan
Trafo Sisipan .............................................................................................. 37
Tabel 4.3 Data Spesifikasi nameplat Trafo Sisipan GT.MRP027 ........................ 38
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Beban Trafo Sisipan GT.MRP027 ............................. 41
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Beban Trafo GT.MRP027 Setelah Pengalihan
Beban Ke Trafo Sisipan ............................................................................ 42
Tabel 4.6 Hasil Perbandingan Pengukuran Beban Trafo GT.MRP026
Sebelum Dan Sesudah Dilakukan Pengalihan Beban Ke Trafo
Sisipan dengan Perhitungan Manual Dan Menggunakan Aplikasi
ETAP ......................................................................................................... 51
xv
DAFTAR SINGKATAN
PLN = Perusahaan Listrik Negara
ULP = Unit Layanan Pelanggan
UP3 = Unit Pelaksana Pelayanan Pelanggan
SLP = Saluran Layanan Pelanggan
JTR = Jaringan Tegangan Rendah
JTM = Jaringan Tegangan Menengah
KWH = Kilowatt Hour
KV = Kilo volt
KVA = Kilovolt Ampere
PMT = Pemutus Tegangan
G = Generator
TRF = Transformator
SUTR = Saluran Udara Tegangan Rendah
SKUTR = Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah
PHB-TR = Papan Hubung Bagi – Tegangan Rendah
RTU = Remote Terminal Unit
DC = Direct Current
AC = Alternating current
APP = Alat penhitung dan Pembatas
LVTC = Low Voltage Twisted Cable
AAAC = All Aluminium Alloy Conductor
ACSR = Aluminium Cable Steel Reinforced
RMU = Ring Main Unit
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem distribusi adalah suatu sistem pada tenaga listrik yang
mempunyai peran yang sangat penting karena sistem ini berhubungan
langsung dengan pemakai energi listrik, terutama pada pemakai energi
listrik yang tegangan menengah dan pemakai energi listrik tegangan rendah.
Jadi sistem distribusi ini, selain fungsinya untuk menerima daya listrik dari
sumber daya (trafo distribusi), sistem ini juga bertujuan mengirimkan serta
mendistribusikan daya tersebut kepada para konsumen yang menggunakan
energi listrik. Mengingat bagian ini sangat berhubungan langsung dengan
para konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus sangat diperhatikan
oleh Badan Standarisasi Nasional.
Pada sistem ketenagalistrikan terus mengalami perkembangan, salah
satunya yaitu dengan terjadinya pertumbuhan pelanggan atau beban energi
listrik dari tahun ke tahun. Sehingga dibutuhkan sistem pendistribusian
tenaga listrik yang mempunyai keandalan tinggi. Akan tetapi, sering terjadi
permasalahan yang timbul pada pendistribusian ketenagalistrikan. Salah
satunya adalah pembebanan transformator distribusi yang sudah melebihi
kapasitas atau dapat dikatakan transformator overload. Transformator
dikatakan overload jika kapasitas pembebanannya lebih dari 80%
berdasarkan surat edaran Nomor : 0017 .E/DRI/2014 . Apabila hal ini terjadi
dalam waktu yang lama, isolasi pada transformator mengalami kerusakan
2
karena panas yang berlebihan yang berujung pada rusaknya transformator.
Selain hal tersebut, overload pada transformator distribusi juga dapat
menyebabkan terjadinya dropvoltage (jatuh tegangan). Terdapat dua metode
alternatif untuk mengatasi permasalahan transformator overload, yaitu
dengan metode pemasangan transformator sisipan dan uprating
transformator.
Transformator overload ini juga terjadi di salah satu transformator
distribusi di PT. PLN (Persero) UP3 Makassar Selatan ULP Mattoanging,
yaitu Trafo Distribusi Penyulang Rappocini .Tentu hal ini menunjukkan
perlu adanya tindakan terhadap transformator distribusi tersebut. Dengan
memperhatikan letak beban maka tindakan yang tepat dilakukan adalah
dengan pemasangan transformator sisipan. Dalam penelitian ini, penulis
akan melakukan studi terhadap rencana pemasangan transformator sisipan di
transformator distribusi penyulang rappocini. Diharapkan dengan penelitian
ini, menambah keandalan sistem distribusi listrik di Jaringan Tegangan
Rendah (JTR) di Transformator Distribusi penyulang Rappocini.
Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan diatas, maka
permasalahan dan batasan masalah dalam penelitian ini yaitu,
1. Pemasangan Trafo Sisipan pada penyulang Rappocini di PT PLN
(Persero) ULP Mattoanging.
2. Keadaan pembebanan Trafo Distribusi sebelum pemasangan Trafo
Sisipian tersebut.
3. Penanganan overload pada Trafo distribusi.
3
4. Letak dan Jarak Trafo sisipan.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari analisis penambahan Trafo sisipan
pada Penyulang Rappocini di PT PLN (Persero) ULP Mattoanging, Yaitu:
1. Bagaimana cara mengatasi overload yang dialami Trafo distribusi?
2. Berapa besar pembebanan transformator sebelum dan sesudah
pemasangan Trafo sisipan?
3. Bagaimana menentukan letak dan jarak pemasangan trafo sisipan?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah, adapun tujuan kegiatan penelitian ini
adalah :
1. Untuk mendapatkan cara mengatasi overload pada Trafo distribusi.
2. Untuk mendapatkan besar pembebanan Trafo sebelum dan sesudah
pemasangan Trafo sisipan menggunakan perhitungan manual dan
menggunakan aplikasi ETAP.
3. Untuk menentukan letak dan jarak penempatan Trafo sisipan.
1.4 Batasan Masalah
Penelitian ini membahas tentang penggunaan Trafo sisipan dalam
mengatasi overload pada Trafo distribusi diPenyulang Rappocini. Namun
untuk mencapai tujuan penelitian ini maka pembahasan hanya :
1. Perhitungan persentase pembebanan Trafo overload
2. Penentuan letak dan jarak penempatan Trafo sisipan.
3. Penyulang yang dibahas hanya terkhusus pada Penyulang Rappoocini.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari kegiatan penilaian tugas akhir
ini, yakni:
1. Dapat membandingkan serta menganalisa nilai presentase
pembebanan Trafo sebelum dan sesudahpemasangan Trafo sisipan.
2. Dapat menganalisa penentuan jarak Trafo sisipan.
3. Untuk memberikan informasi kepada pembaca mengenai trafo sisipan
khususnya sebagai bahan rujukan bagi mahasiswa yang membahas hal
sama dan sebagai pengembangan pengetahuan bagi penulis sendiri.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Telaah Penelitian Terdahulu
Pada penelitian yang dilakukan oleh I Sutawinaya Putu dkk mengenai
studi penambahan transformator sisipan, menjelaskan bahwa hasil
perhitungan menggunakan data pengukuran dan hasil simulasi ETAP,
diketahui terjadi karena adanya kenaikan beban secara berkala. Begitu juga
yang terjadi pada drop tegangan di sisi pelanggan paling ujung yang relative
besar. Kemudian untuk dapat memperbaiki kondisi seperti ini, PT. PLN
(Persero) telah berupaya untuk menambah suatu transformator sisipan, dan
membuat pada pemetaan terhadap tata letak Transformator tersebut di
lokasi.
Pada penelitian yang lain tentang penempatan trafo sisipan oleh M
najmul Fadli dkk menjelaskan bahwa pembebanan suatu transformator
distribusi yang sudah melebihi kapasitasnya atau disebut dengan overload,
maka syarat keandalan suatu sistem antara lainnya yaitu persentase
pembebanan trafo tersebut tidak boleh melebihi 80% dari kapasitas trafo
berdasarkan surat edaran Nomor : 0017 .E/DRI/2014. Pada transformator
distribusi berkapasitas 250 kVA mengalami Trafo overload untuk
mengatasinya pihak PLN melakukan pemasangan trafo sisipan dengan
kapasitas 160 kVA.
Dalam Penelitian yang dilakukan oleh M najmul Fadli ini yaitu
bertujuan untuk mengatasi beban lebih yang dialami oleh trafo dengan
6
menghitung persen pembebanan dan juga penentuan jarak ideal trafo.
Kemudian metode yang digunakan dalam penelitian tersebut yaitu dengan
menggunakan perhitungan manual dan menggunakan simulasi ETAP
12.6.0.
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Unit distribusi tenaga listrik adalah salah satu bagian dari suatu
sistem yaitu sistem tenaga listrik yang terdiri dari unit pembangkit, unit
penyaluran atau transmisi dan unit distribusi yang dimulai dari PMT
incoming di Gardu Induk sampai dengan alat penghitung dan Pembatas
(APP) di instalasi konsumen. Unit distribusi dalam hal ini berfungsi untuk
menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari pusat-pusat suplai
atau gardu induk ke pusat-pusat beban yang berupa gardu-gardu distribusi
(gardu trafo) atau secara langsung mensuplai tenaga listrik ke konsumen
dengan mutu yang memadai.
Proses tenaga listrik didistribusikan dimulai dari suatu tenaga listrik
dimana dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang besar. Tenaga
listrik besar tersebut ialah tegangan 11 kV sampai dengan tegangan 24 kV
yang dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan suatu transformator
penaik tegangan. Setelah dinaikan oleh penaik tegangan maka berubah
menjadi 70 Kv, 154 kV, 220 kV, atau menjadi 500 kV yang selanjutnya
akan disalurkan melalui suatu saluran transmisi.
7
Tujuan dari menaikan suatu tegangan ialah untuk memperkecil atau
meminimkan kerugian daya listrik pada suatu saluran transmisi. Dan dari
saluran transmisi ini, tegangan akan diturunkan lagi sehingga menjadi
hanya 20 kV. Penurun tegangan ini dilakukan dengan transformator
penurun tegangan pada suatu gardu induk distribusi. Selanjutnya dengan
sistem tegangan itu, maka penyaluran tenaga listrik tersebut dilakukan oleh
saluran yang disebut saluran distribusi primer. Dan dari saluran tersebut
(saluran distribusi primer) inilah gardu - gardu distribusi dapat mengambil
tegangan untuk diturunkan tegangannya menggunakan trafo distribusi
sehingga menjadi sistem tegangan rendah yaitu 220/380 Volt. Setelah itu,
maka selanjutnya akan disalurkan oleh saluran distribusi sekunder kepada
para konsumen. Pada gambar 2.1 dibawah ini dapat dilihat pengelompokan
jaringan distribusi tegangan listrik dan suatu pembagian serta
pembatasnya.
Gambar 2.1 Skema Sistem Tenaga Listrik
Berikut keterangan dari gambar diatas :
Daerah I : Bagian Pembangkitan
8
Daerah II : Bagian Transmisi
Daerah III : Bagian distribusi primer tegangan menengah (6 kV / 20 kV)
Daerah IV : Di bangunan pada beban/konsumen, Instalasi tegangan rendah.
Berdasarkan pembatasan diatas, maka dapat diketahui bahwa suatu
porsi materi pada sistem distribusi yaitu pada daerah III dan IV.
2.2.2 Sistem Distribusi Primer
Sistem distribusi primer, sering juga disebut sebagai Sistem Jaringan
Tegangan Menengah (JTM) dengan tegangan operasi nominal 20 kV atau
11,6 kV. Jaringan ini yang mendistribusikan energi listrik dari gardu induk
ke gardu distribusi.
Bagian-bagian sistem distribusi primer terdiri dari :
1. Transformator Daya, berfungsi untuk menurunkan Tegangan
2. Pemutus Tegangan, berfungsi sebagai pengaman yaitu pemutus daya.
3. Penghantar, berfungsi sebagai penghubung daya.
4. Gardu Hubung, untuk menyalurkan daya ke Gardu distribusi tanpa
mengubah tegangan.
5. Gardu Distribusi, untuk menurunkan Tegangan 20 kV ke 220-380 V
Untuk pengelompokan bagian distribusi secara umum dapat dilihat
pada gambar berikut yaitu gambar 2.2, yang merupakan bagian-bagian
distribusi primer secara umum.
9
Gambar 2.2 Bagian-bagian Sistem Distribusi Primer
Keterangan :
1. Transformator daya
2. Pemutus tegangan
3. Penghantar
4. Gardu Hubung
5. Gardu Distribusi
2.2.3 Sistem Distribusi Sekunder
Gambar 2.3 Tegangan Menegah ke Tegangan Rendah dan Konsumen.
Sistem distribusi sekunder, sering juga disebut sebagai suatu Sistem
Jaringan Tegangan Rendah (JTM) dengan tegangan operasi nominal
10
220/380 Volt. Jaringan ini yang mendistribusikan energi listrik dari gardu
distribusi ke pelanggan. Pada gambar 2.3 diatas ini merupakan salah satu
bagian dari sistem distribusi sekunder.
Berdasarkan letaknya dapat dilihat bahwa sistem distribusi diatas
adalah bagian yang dapat langsung berhubungan dengan para konsumen.
Sehingga sistem tersebut dapat berfungsi dalam menerima daya listrik dari
sumber daya (transformator distribusi) serta selain itu dapat juga
mengirimkan dan mendistribusikan daya tersebut kepara para konsumen.
Sistem penyaluran daya listrik pada Jaringan tegangan rendah dapat
dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut :
1. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) Jenis penghantar yang
dipakai adalah kabel telanjang (tanpa isolasi) seperti kabel AAAC,
kabel ACSR.
2. Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah (SKUTR) Jenis penghantar
yang dipakai adalah kabel berisolasi seperti kabel LVTC (Low
Voltage Twisted Cable).
Seperti yang dituliskan pada SPLN No. 74 Tahun 1987, bahwa yang
dimaksud dengan sambungan JTR (Jaringan Tegangan Rendah)
merupakan sambungan rumah (SR) dimana peralatannya dari titik
penyambungan JTR sampai alat pengukur (APP) dan alat pembatasnya
yang penghantarnya dibawah tanah atau diatas tanah. Jaringan ini
menggunakan tegangan rendah. Sebagaimana halnya dengan distribusi
11
primer, terdapat pula pertimbangan perihal keadaan pelayanan dan regulasi
tegangan.
Bentuk saluran yang paling banyak digunakan pada sistem distribusi
sekunder yaitu sistem radial. Dimana sistem radial ini dapat menggunakan
suatu kabel yang berisolasi ataupun konduktor tanpa ada isolasi. Sistem
tersebut juga biasa disebut dengan sistem yang bertegangan rendah yang
dapat langsung dihubungkan kepada para konsumen atau pemakai tenaga
listrik. Untuk menghubungkan kepada para pemkai tenaga listrik, dapat
melalui beberapa peralatan sebagai berikut :
1. Papan pembagi dalam transformator distribusi
2. Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder)
3. Saluran Layanan Pelanggan (SLP) ke konsumen atau pemakai
4. Alat pembatas serta pengukur daya (kWH Meter dan fuse/pengaman
pada pelanggan)
2.2.4 Gardu Distribusi
Gardu distribusi adalah suatu tempat atau bangunan instalasi yang
didalamnya terdapat alat-alat seperti pemutus,penghubung, pengaman dan
transformator distribusi untuk mendistribusikan tenaga listrik sesuai
dengan kebutuhan tegangan konsumen. Peralatan ini berfungsi untuk
menunjang mencapai pendistribusian tenaga listrik secara baik yang
mencangkup koinunitas pelayanan yang terjamin, mutu yang tinggi dan
menjamin keselamatan bagi manusia. Fungsi gardu distribusi adalah
sebagai berikut :
12
1. Menyalurkan Tenaga Listrik ke konsumen Tegangan Rendah
2. Menurunkan Tegangan Menengah ke Tegangan Rendah
3. Sebagai Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah
Konstruksi Gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi
biaya terhadap maksud dan tujuan penggunaannya yang kadang kala harus
disesuaikan dengan peraturan Pemda setempat. Komponen-komponen
gardu, yaitu :
1. Pengaman Trafo (FCO, Arrester)
2. Trafo Distribusi
3. Kawat Penghantar
4. PHB-TR (Papan Hubung Bagi – Tegangan Rendah)
5. Grounding
6. Dan Alat-alat pendukung lainnya
Instalasi Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah atau PHB TR yaitu, yaitu :
1. Sirkit Masuk + Saklar induk
2. Rel/ Busbar Pembagi
3. Sirkit Keluar + Pengaman Lebur Maksimum 8 Sirkit.
Spesifikasi mengikuti kapasitas transformator distribusi yang dipakai.
Instalasi kabel daya dan kabel kontrol, yaitu KHA kabel daya antara kubikel
ke transformator minimal 125 % arus beban nominal transformator.
Secara umum gardu distributor ini dapat dibedakan sebagai berikut:
a) Jenis Pemasangannya :
a. Gardu Pasangan Luar : Gardu cantol, Gardu portal
13
b. Gardu Pasangan Dalam : Gardu kios/MC, Gardu Beton
b) Jenis Kontruksinya :
a. Gardu tiang
b. Gardu Batu
c. Gardu Kios/MC
c) Jenis Penggunaannya :
a. Gardu pelanggan khusus
b. Gardu pelanggan umum
Khusus yang dimaksud Gardu Hubung ialah suatu gardu dimana
ditunjukan agar mempermudah maneuver dari pembebanan yang dilakukan
dari satu penyulang ke penyulang lainnya sehingga dapat dilengkapi atau
tidak dilengkapi oleh RTU (Remote Terminal Unit). Pada fasilitas ini,
harusnya dilengkapi fasilitas DC Supply dari suatu Trafo diistribusi
pemakaian sendiri ataupun dari trafo distribusi yang digunakan untuk umum
dimana letaknya didalam satu kesatuan. Untuk jenis konstruksi Gardu Tiang
terbagi atas 2 yakni sebagai berikut :
1) Gardu Portal
Gambar 2.4 Diagram satu garis gardu portal
14
Gardu Portal adalah gardu distribusi tipe pasangan terbuka
dengan memakai konstruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan
transformator sekurang–kurangnya 3 meter di atas permukaan tanah.
Transformator distribusi dipasang pada bagian atas dan papan hubung
bagi tegangan rendah atau PHB-TR diletakan pada bagian bawah.
Diagram satu garis daripada gardu portal ditunjukan pada gambar 2.4.:
Gambar 2.5 Contoh konstruksi gardu portal
Gambar 2.5 diatas merupakan contoh konstruksi gardu portal
dengan 2 tiang. Guna mengatasi faktor keterbatasan ruang pada Gardu
Portal, maka digunakan konfigurasi switching atau proteksi yang
sudah terakit ringkas sebagai RMU (Ring Main Unit). Peralatan
switching incoming-outgoing berupa Pemutus Beban atau LBS (Load
Break Switch) atau Pemutus Beban Otomatis (PBO) atau CB (Circuit
15
Breaker) yang bekerja secara manual (atau digerakkan dengan remote
control).
Fault Indicator (dalam hal ini PMFD :Pole Mounted Fault
Detector) perlu dipasang pada section jaringan dan percabangan untuk
memudahkan pencarian titik gangguan, sehingga jaringan yang tidak
mengalami gangguan dapat dipulihkan lebih cepat.
Berikut merupakan bagian dari gardu portal, yaitu :
1. Peralatan Hubung :
- Fuse Cut Out 24 kV
- Saklar Pada Rak TR
2. Peralatan Proteksi :
- Fuse Cut Out 24 kV
- Lightning Arrester24 kV
- NH Fuse
3. Kawat / Penghantar :
- Kawat Penghubung dari Sumber ke Fuse Cut Out dan
Arrester
- Kawat Penghubung dari Fuse Cut Out atau Arrester ke
Trafo
- Kawat Penghubung dari Trafo Distribusi ke PHB-TR
- Kawat Keluar
16
4. Pentanahan
- Pentanahan Arrester
- Pentanahan Body Trafo Distribusi
- Pentanahan Panel Bagi Tegangan Rendah
2) Gardu Cantol
Pada gardu distribusi tipe cantol, transformator yang terpasang
adalah transformator dengan daya kurang atau sama dengan 100 kVA
Fase 3 atau Fase 1. Transformator terpasang adalah jenis CSP
(Completely Self Protected Transformer) yaitu peralatan switching
dan proteksinya sudah terpasang lengkap dalam tangki transformator.
Gambar 2.6 Gardu Cantol
17
Untuk monogram gardu Cantol 3 Fasa, dapat dilihat sbb :
Gambar 2.7 Monogram Gardu Cantol 3 Fasa
2.2.5 Trafo Distribusi
Pada umumnya, Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat
memindah-kan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian
listrik ke rangkaian listrik yang lain tanpa merubah frekuensi dari
sistem,melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi
elektromagnet. Fungsi transformator distribusi untuk menurunkan tegangan
transmisi menjadi tegangan distribusi.
Sebuah transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi
berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan sekunder. Rasio
perubahan tegangan akan tergantung dari rasio jumlah lilitan pada kedua
kumparan. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga yang dibelit
seputar “kaki“ inti transformator. Berikut merupakan bagan transformator
pada gambar 2.8.
18
Gambar 2.8 Bagan Transformator
Prinsip dasar transfer energi pada transformator adalah dengan
memberikan tegangan bolak-balik pada belitan primer untuk membangkitkan
medan magnetik. Garis-garis fluks dari medan magnetic tersebut akan
memotong konduktor belitan sekunder, menginduksi tegangan pada
terminalnya. Besar tegangan pada kedua terminal berbanding lurus terhadap
jumlah lilitan masing-masing belitan.
Pengelompokan transformator berdasarkan fasanya terdiri atas 2 yaitu
transformator 1 fasa dan transformator 3 fasa.
1) Transformator Satu Fasa
Transformator fasa tunggal atau trafo 1 fasa adalah sebuah
transformator yang menuju pada sistem trafo arus bolak balik dengan
menggunakan satu sistem di mana tegangan trafo berubah secara
serempak. Sistem ini digunakan apabila sebagian besar bebannya
adalah alat penerangan dan pemanas. Trafo jenis ini dapat dimasuki
tegangan 1 fasa. Trafo fasa tunggal biasa terdapat di daerah pemukiman
penduduk yang masih menggunakan listrik dengan skala kecil.
19
2) Transformator Tiga Fasa
Transformator tiga fasa mempunyai inti dengan tiga kaki dan
setiap kaki mendukung belitan primer dan sekunder. Transformator tiga
fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara
khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara
bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ). Di
dalam trafo ini terdapat tiga konduktor yang mengalirkan arus AC
(yang sama frekuensinya) yang mencapai nilai maksimum pada saat
yang tidak bersamaan.
a. Spesifikasi Umum Daya Pengenal Transformator Distribusi
Nilai-nilai daya pengenal tranformator distribusi yang lebih
banyak dipakai dalam SPLN 8° : 1978 IEC 76 – 1 (1976) seperti pada
tabel 2.1
Tabel 2.1 Nilai Daya Pengenal Transformator Distribusi
Kapasitas Trafo (kVA)
5 40 250*
6,3 50* 315*
8 63 400*
10 80 500*
12,5 100* 630*
16* 125 800*
25* 160* 1000*
31,5 200* 1250*
1600*
* nilai-nilai standar (kVA) transformator distribusi yang dipakai PLN.
20
b. Perhitungan Arus Beban Penuh Transformator
Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer)
dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝑆 = √3 × 𝑉 × 𝐼 ………………………………………………………(1)
Dimana:
S = daya transformator (kVA)
V = tegangan sisi primer transformator (V)
I = Arus (A)
Sehingga untuk mengitung arus beban penuh (IFL) dapat
menggunakan persamaan:
IFL = 𝑆
𝑉×√3 .………………………………………………………....(2)
Dimana:
IFL = arus beban penuh (A)
S = Daya transformator (kVA)
V = Tegangan sisi sekunder transformator (V)
Menurut Frank D. Petruzella, dalam menghitung presentase
pembebanan suatu transformator dapat diketahui dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut :
%beban = (IRata-rata / IFL) × 100%…………….………….……….…..(3)
Rumus untuk menghitung rata-rata arus beban (IRata-rata), yakni :
IRata-rata = (IR + IS + IT) / 3 ………………………….………….……...(4)
Dimana :
IRata-rata = rata-rata arus beban (A)
21
IFL = arus beban penuh (A)
IR = arus fasa R (A)
IS = arus fasa S (A)
IT = arus fasa T (A)
c. Overload Pada Transformator
Menurut PT. PLN (Persero) mengusahakan bahwa transformator
distribusi tidak membebani dibawah 40% atau lebih dari 80%. Sehingga
jika kurang atau melebihi nilai tersebut maka trasformator dapat
dikatakan underload atau overload. Jika beban transformator tersebut
terlalu besar, maka selanjutnya akan dilaksanakan pengantian
transformator ataupun penyisipan transformator atau bahkan mutasi
transformator
Overload akan menyebabkan transformator menjadi panas dan
kawat tidak sanggup lagi menahan beban, sehingga timbul panas yang
menyebabkan naiknya suhu lilitan tersebut. Kenaikan ini menyebabkan
rusaknya isolasi lilitan pada kumparan transformator.
d. Pembebanan Transformator
Pengertian beban merupakan sirkit akhir pemanfaatan dari
jaringan tenaga listrik yang harus dilayani oleh sumber tenaga listrik
tersebut untuk diubah menjadi bentuk energi lain seperti cahaya, panas,
gerakan, magnet, dan sebagainya.
22
Oleh karena itu, pelayanan terhadap beban haruslah terjamin
kontinuitasnya untuk menjaga kehandalan dari sistem tenaga listrik.
Untuk mencapai keadaan yang handal tersebut, suatu sistem tenaga
listrik haruslah dapat mengatasi semua gangguan yang terjadi tanpa
melakukan pemadaman terhadap bebannya.
2.2.6 Tahanan
Penyaluran daya listrik pada jaringan distribusi primer
dipengaruhi oleh parameter resistansi,induktansi dan kapasitansi, ketiga
parameter ini mengakibatkan terjadinya jatuh tegangan dan susut
daya.Untuk panjang jaringan yang pendek pengaruh kapasitansi dapat
diabaikan.
𝜌 adalah resistansi jenis masing-masing pengantar, aluminium =
28,25 Ω (𝑚𝑚2/𝑚). Besarnya nilai tahanan dari suatu
penghantar/saluran dapat dilihat dari rumus berikut :
𝑅 = 𝜌𝐿
𝐴………………….……………………………………….(5)
Dimana :
R = Tahanan (Ohm)
𝜌 = Hambatjenis penghantar (Ω 𝑚𝑚
𝑚𝑚2 )
A = Luas penampang penghantar (mm2)
L = Panjang penghantar (kms)
23
2.2.7 Panjang Saluran
Dalam sistem jaringan distribusi tenaga listrik, drop tegangan secara
umum berbanding lurus dengan panjang saluran. Semakin besar panjang
saluran maka, semakin besar pula nilai drop tegangan. Hal ini disebabkan
dalam saluran terdapat tahanan yang dapat menghambat arus yang mengalir
ke beban.
2.2.8 Trafo Sisipan
Transformator sisipan adalah trafo tambahan yang berfungsi untuk
memacah beban atau membagi beban pada trafo yang mengalami overload
atau beban diatas 80%. Hal ini diawali dengan banyaknya transformator
distribusi yang mengalami ketidak seimbangan beban (over phase) dan beban
lebih (overload) menyebabkan ketidak-optimalan batasan umur pakai
(lifespan) dari transformator tersebut. Hal tersebut mengakibatkan seringnya
terjadinya pemadaman akibat transformator yang rusak, padahal
transformator tersebut belum sampai pada umur pakai yang diperkirakan.
Cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut yaitu
dengan memasang trafo sisipan pada gradu distribusi yang mengalami
overload dengan kata lain mengurangi beban dari transformator distribusi
yang sudah ada dengan memindahkan sebagian beban ke transformator
sisipan. Selain itu penempatan transformator distribusi sisipan ini harus
diperhitungkan dengan matang agar diperoleh posisi yang tepat, sehingga
transformator distribusi sisipan ini dapat berfungsi untuk meningkatkan
kualitas tegangan di ujung jaringan distribusi.
24
2.2.9 Perhitungan Letak Penempatan Transformator
Jarak transformator yang terlalu jauh dengan beban yang akan dilayani
maka menyebabkan drop tegangan yang besar. Oleh sebab itu pada saat
pendataan kVA transformator harus diperhatikan jarak maksimum dari
transformator distribusi tersebut terhadap konsumen. Penentuan letak
transformator sisipan dari jarak ideal transformator distribusi pertama yakni:
L = 10% ×𝑉𝑖𝑣𝑐
𝑖 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘 × 𝑅 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛………………………………………….(6)
Dimana:
L : Jarak penempatan (km)
R : Tahanan penghantar (Ω/km)
i : Arus yang mengaliri pada penghantar (A)
Vivc : Besar tegangan pada penghantar (V)
10% : Efisiensi saluran
2.2.10 ETAP
ETAP Power Station merupakan salah satu software aplikasi yang
banyak digunakan untuk mensimulasikan sistem tenaga listrik. Secara
umum ETAP dapat digunakan untuk simulasi hasil perancangan dan analisis
suatu sistem tenaga listrik yang meliputi :
a. Menggambarkan denah beban-beban
b. Mengatur data-data beban dan Jaringan
c. Merancang diagram satu garis (One Line Diagram)
d. Menganalisis aliran daya (Load Flow)
25
e. Menghitung gangguan hubung singkat (Short Circuit)
f. Menganalisis Motor Starting atau keadaan Transien
Etap Power Station memungkinkan kita untuk bekerja secara langsung
dengan tampilan gambar single line diagram/diagram satu garis. Program ini
dirancang sesuai dengan tiga konsep utama:
1.Virtual Reality Operasi
Sistem operational yang ada pada program sangat mirip dengan
sistem operasi pada kondisi real nya. Misalnya, ketika Anda membuka
atau menutup sebuah sirkuit breaker, menempatkan suatu elemen pada
sistem, mengubah status operasi suatu motor, dan untuk kondisi de-
energized pada suatu elemen dan sub-elemen sistem ditunjukkan pada
gambar single line diagram dengan warna abu-abu.
2. Total Integration Data
Etap Power Station menggabungkan informasi sistem elektrikal,
sistem logika, sistem mekanik, dan data fisik dari suatu elemen yang
dimasukkan dalam sistem database yang sama. Misalnya, untuk elemen
sebuah kabel, tidak hanya berisikan data kelistrikan dan tentang dimensi
fisik nya, tapi juga memberikan informasi melalui raceways yang di
lewati oleh kabel tersebut. Dengan demikian, data untuk satu kabel dapat
digunakan untuk dalam menganalisa aliran beban (load flow analysis)
dan analisa hubung singkat (short-circuit analysis) yang membutuhkan
parameter listrik dan parameter koneksi serta perhitungan ampacity
derating suatu kabel yang memerlukan data fisik routing.
26
3. Simplicity in Data Entry
Etap Power Station memiliki data yang detail untuk setiap elemen
yang digunakan. Dengan menggunakan editor data, dapat mempercepat
proses entri data suatu elemen. Data-data yang ada pada program ini
telah di masukkan sesuai dengan data-data yang ada di lapangan untuk
berbagai jenis analisa atau desain.
Setiap komponen sistem tenaga listrik dapat digambarkan dalam
worksheet atau ruang kerja program dengan lambing-lambang tertentu.
Spesifikasi masing-masing komponen dapat disesuaikan keadaan
sebenarnya atau kondisi nyata di lapangan. Spesifikasi ini juga dapat
dipilih sesuai data umumnya yang dapat diambil dari library atau data
yang ada pada program.
Gambar 2.9.Tampilan program ETAP
27
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Proses penelitian akan dilakukan di PT. (PERSERO) UP3 Makassar
Selatan ULP Mattoanging, yang mulai dilaksanakan pada tanggal 1 Juni
2020 sampai 20 Juli 2020.
3.2 Alat Dan Bahan
1. Tang Amper
2. Senter
3. Camera
4. Laptop
5. Aplikasi ETAP
3.3 Prosedur Penelitian
Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, penulis mengikuti
langkah-langkah yang terstruktur agar laporan Tugas Akhir dapat dikerjakan
secara sistematis dan terarah. Berikut merupakan langkah-langkah yang
menjadi acuan penulis :
1. Studi Literatur
Mencari dan mengumpulkan data-data dari buku, jurnal, artikel-
artikel dan sumber pustaka lainnya yang ada hubungannya dengan
permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini.
28
2. Pengambilan Data
Pengambilan dari data-data sendiri dilakukan di PT. PLN
(Persero) UP3 Makassar Selatan ULP Mattoanging penyulang
Rappocini yang kemudian dijadikan sebagai bahan dalam penulisan
tugas akhir. Dalam metode pengambilan data digunakan cara
perhitungan melalui Aplikasi Etap , metode pengambilan data dengan
cara pengukuran langsung dilokasi, dan melakukan wawancara kepada
para pegawai yang ahli dalam bidangnya.
3.4 Teknik Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dilakukan pada penelitian ini adalah :
1. Observasi
Penulis melakukan observasi di PT PLN (Persero) ULP
Mattoanging khususnya pada Transformator Distribusi penyulang
Rappocini, yakni tempat penelitian terhadap penggunaan Trafo sisipan
dalam mengatasi beban lebih.
2. Wawancara
Penulis melakukan wawancara kepada para pegawai yang ada di
ULP Mattoanging terkhusus yang berada pada bidang teknik yang
memahami masalah sistem ketenaga-listrikan yang berkaitan dengan
kasus yang akan dikaji. Wawancara dapat dilakukan dengan tatap
muka maupun melalui telepon agar dapat memahami lebih jauh
mengenai penggunaan Trafo dalam mengatasi beban lebih dan untuk
memperjelas data yang diperoleh pada saat observasi.
29
3. Teknik Analisis Data
Dalam penelitian ini, teknik analisa data yang digunakan adalah
analisa deskriptif dan simulasi. Data-data yang diperoleh dari suatu
instansi dalam bentuk data lengkap. Langkah pertama yang dilakukan
adalah mengumpulkan beberapa refrensi dalam bentuk jurnal yang
memiliki kaitan dengan judul tugas akhir, selanjutnya melakukan
pengambilan data di PT. PLN (Persero) ULP Mattoanging di
penyulang Rappocini.
Adapun rumus yang digunakan dalam penyelesaian proposal ini
adalah sebagai berikut :
a. Menghitung daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan
tinggi (primer) dapat diketahui dengan menggunakan persamaan
sebagai berikut:
𝑆 = √3 × 𝑉 × 𝐼 ….…………………………………………(1)
Dimana:
S = Daya Transformator (kVA)
V = Tegangan Sisi Primer Transformator (V)
I = Arus (A)
b. Mengitung arus beban penuh (IFL) dapat menggunakan dengan
persamaan sebagai berikut:
IFL = 𝑆
𝑉×√3………………...………………………………....(2)
Dimana:
IFL = Arus Beban Penuh (A)
30
S = Daya Transformator (kVA)
V = Tegangan Sisi Sekunder Transformator (V)
c. Menghitung presentase pembebanan suatu transformator dapat
diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
%beban = (IRata-rata / IFL) X 100 % …………………………( 3 )
d. Rumus untuk menghitung rata-rata arus beban (IRata-rata), yakni :
IRata-rata = (IR + IS + IT) / 3………………………………….. ( 4 )
Dimana :
IRata-rata = Rata-Rata Arus Beban (A)
IFL = Arus Beban Penuh (A)
IR = Arus Fasa R (A)
IS = Arus Fasa S (A)
IT = Arus Fasa T (A)
e. Menghitung tahanan dari suatu penampang
𝑅 = 𝜌𝐿
𝐴 ………………...………….…………………………(5)
Dimana :
R = Tahanan (Ohm)
𝜌 = Hambat jenis Penghantar (Ω 𝑚𝑚
𝑚𝑚2 )
A = Luas Penampang Penghantar (mm2)
L = Panjang Penghantar (km)
f. Penentuan letak transformator sisipan dari jarak transformator.
L = 10% ×𝑉𝑖𝑣𝑐
𝑖 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘 × 𝑅 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛…………………………….(6)
31
Dimana:
L : Jarak Penempatan (km)
R : Tahanan Penghantar (Ω/km)
i : Arus yang Mengaliri pada Penghantar (A)
Vivc: Besar tegangan pada penghantar (V)
10% : Efisiensi Saluran
32
3.5 Flowchart
33
1. Langkah awal pada proses penelitian kami yaitu dengan mencari studi
literatur yang relevan tentang penambahan trafo sisipan.
2. Setelah didapatkan data yang relevan maka langkah selanjutnya kami
mengolah data tersebut .
3. Kemudian kami menghitung pembebanan dengan menggunakan
aplikasi ETAP dan dihitung secara manual.
4. Adapun cara menghitung pembebanan pada ETAP yaitu kami hanya
memasukkan data beban kemudian data tersebut otomatis akan diolah
oleh program ETAP.
5. Selanjutnya menghitung secara manual dengan menggunakan rumus
dalam mencari nilai pembebanan.
6. Setelah didapatkan nilai pembebanan tersebut maka kami mencari
penentuan letak dan jarak trafo sisipan dengan menggunakan rumus.
7. Setelah menghitung secara manual dan dihitung dengan menggunakan
software ETAP maka kami membandingkan hasil perhitungan
keduanya untuk mengetahui apakah ada perbedaan nilai hasil
pembebanan.
34
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Penelitian ini dimulai untuk mendapatkan data pada Trafo Distribusi
GT.MRP026 yang merupakan salah satu Trafo distribusi yang mengalami
overload pada penyulang Rappocini di PT. PLN (Persero) UP3 Makassar
Selatan ULP Mattoanging dengan pertimbangan sebagai berikut :
Trafo Distribusi GT.MRP026 yang berlokasi di Jl. Rappocini Raya Lr 5
ini memiliki nilai persentase pembebanan yaitu 90,05% dengan kapasitas
250 kVA.
Gambar 4.1 Single Line Diagram Penyulang Rappocini
Dengan demikian, kami menetapkan untuk mengambil Trafo distribusi
GT.MRP026 sebagai objek penelitian untuk Tugas Akhir yang berjudul “Analisis
Penambahan Trafo Sisipan di Penyulang ULP Mattoanging”.
35
4.1.1. Trafo Distribusi GT.MRP026
Ketidak optimalan kerja pada sebuah Trafo akibat beban lebih yang
mengakibatkan mutu pelayanan kepada konsumen PT. PLN (Persero)
berkurang dan yang lebih merugikan ialah dapat mengakibatkan kerusakan
pada Trafo. Hal inilah yang terjadi pada Trafo GT.MRP026 yang mengalami
beban lebih. Untuk permasalahan tersebut dapat diatasi dengan melakukan
pemasangan Trafo sisipan guna mengurangi beban lebih dan perbaikan drop
tegangan pada Trafo tersebut.
Berikut merupakan spesifikasi/ nameplat dari Trafo GT.MRP026 :
Tabel 4.1. Data Spesifikasi Trafo Distribusi GT.MRP026.
Data Trafo Distribusi GT.MRP026
Kapasitas 250 kVA
Frekuensi 50 Hz
Jumlah Fasa 3
Merk Trafo PT. Bambang Djaja
Nomor Seri 1402606
Tahun Pembuatan 2014
Gambar 4.2 Trafo Distribusi GT.MRP026.
36
Gambar 4.3 Name Plat Trafo Distribusi GT.MRP026
Gambar 4.4 Singgel Line Trafo Distribusi GT.MRP026.
Lokasi
37
4.1.2. Data Pengukuran Trafo Sebelum Pemasangan Trafo Sisipan
Berikut ini merupakan hasil pengukuran pada Trafo distribusi yang
mengalami overload.
Tabel 4.2. Hasil pengukuran beban Trafo GT.MRP026 Sebelum
pemasangan Trafo sisipan.
Data Trafo Jurusan
Penampang
Hasil Pengukuran Arus
(A) Beban
(%) Kapasitas
(kVA)
Primer/
Sekunder R S T N
250 kVA 20 kV /
392V
A (LVTC
3X70+50MM) 79 173 105
B (LVTC
3X70+50MM) 115 154 175
C (LVTC
3X70+50MM) 83 41 70
TOTAL 277 368 350 115 90,05%
Sesuai dengan Tabel 4.2. maka dilihat beban pada total Trafo GT.MRP026
telah melewati arus nominalnya. Untuk menghitung arus rata-rata beban Trafo
tersebut dapat menggunakan rumus yaitu :
IRata-rata = (IR + IS + IT ) / 3
IRata-rata = 277+368+350
3
IRata-rata = 995
3 = 331,6 A
Untuk menghitung arus beban penuh (IFL) dapat menggunakan rumus
yaitu :
IFL = kapasitas trafo
392 × √3
38
IFL = 250000 VA
392 V ×√3
IFL = 368,20 A
Kemudian dimasukkan kedua nilai hasil perhitungan IRata-rata dan IFL
kedalam persamaan rumus persen pembebanan sebelumnya, sehingga dapat
diketahui persentase beban Trafo tersebut.
% Pembebanan = 331,6
368,20 x 100%
% Pembebanan = 90,05%
Setelah dilakukan perhitungan persentase beban pada Trafo dan hasilnya
menunjukkan bahwa Trafo GT.MRP026 mengalami overload karena total
persentase beban Trafo yakni 90,05%. Sebuah Trafo dikatakan overload apabila
melebihi beban 80% dari kapasitasnya.
4.1.3. Trafo Sisipan
Trafo sisipan yang ditambahkan untuk melayani beban lebih pada Trafo
distribusi di penyulang Rappocini yaitu Trafo GT.MRP027 dengan kapasitas
beban 160 kVA, Trafo ini terbagi menjadi 2 jurusan yang berlokasi di Halaman
Gereja katolik Jl. Rappocini Raya Lr 5. Berikut merupakan data spesifikasi/
nameplat Trafo Sisipan GT.MRP027.
Tabel 4.3. Data Spesifikasi/ nameplat Trafo Sisipan GT.MRP027.
Data Trafo Sisipan GT.MPR027
Kapasitas 160 Kva
Frekuensi 50 Hz
Jumlah Fasa 3 Phasa
Merk Trafo PT. SYMPHOES ELECTRIK
Nomor Seri 19ADN00852
Tahun Pembuatan 2019
39
Gambar 4.5. Trafo Sisipan GT.MRP027.
Gambar 4.6 Name Plat Trafo Sisipan GT.MRP027.
40
Gambar 4.7 Single Line Diagram Trafo Sisipan GT.MRP027.
Lokasi pemasangan
Lokasi
41
4.1.4. Data Pengukuran Trafo Sisipan GT.MRP027.
Berikut ini merupakan hasil pengukuran pada Trafo sisipan setelah
mengambil sebagian beban Trafo GT.MRP026:
Tabel 4.4. Hasil pengukuran beban Trafo Sisipan GT.MRP027.
Data Trafo Jurusan
Penampang
Hasil Pengukuran
Arus (A) Beban (%)
Kapasitas
(KVA)
Primer/
Sekunder R S T N
160 kVA 20 kV/
400 V
A (NYY 4x70
MM2) 137 65 75
B (NYY 4x70
MM2) 13 15 14
TOTAL 150 80 89 62 45,96 %
Berdasarkan hasil pengukuran diatas, sebagian beban dari Trafo overload
dialihkan ke Trafo sisipan guna mengurangi beban di Trafo tersebut. Untuk
mengetahui pembebanan pada Trafo sisipan GT.MRP027 maka perlu dilakukan
perhitungan dengan menggunakan data pengukuran pada table 4.4. , yaitu :
% Pembebanan = (IRata-rata / IFL) × 100%
Untuk menghitung arus rata-rata beban Trafo tersebut dapat menggunakan
rumus yaitu :
IRata-rata = (IR + IS + IT) / 3
IRata-rata = 150+80+89
3
IRata-rata = 319
3
IRata-rata = 106,33 A
Untuk menghitung arus beban penuh dapat menggunakan rumus yaitu :
42
IFL = kapasitas trafo
400 × √3
IFL = 160000 VA
400 V ×√3
IFL = 231,21 A
Sehingga dapat diketahui persentase beban Trafo Sisipan GT.MRP027 :
% Pembebanan = 106.33
231,21 x 100 %
% Pembebanan = 45,96 %
Dengan demikian persentase pembebanan pada Trafo Sisipan GT.MRP027
yaitu sebesar 45,96 %
4.1.5. Data Pengukuran Trafo GT.MRP026 Setelah Pengalihan beban ke
Trafo Sisipan.
Berikut ini merupakan hasil pengukuran pada Trafo GT.MRP026 setelah
sebagian beban dialihkan ke Trafo Sisipan:
Tabel 4.5. Hasil pengukuran beban Trafo GT.MRP026 setelah Pengalihan
beban ke Trafo Sisipan.
Data Trafo Jurusan
Penampang
Hasil Pengukuran
Arus (A) Beban (%)
Kapasitas
(KVA)
Primer/
Sekunder R S T N
250 kVA 20 kV/
400 V
A (NYY 4x70
MM2) 17 53 22
B (NYY 4x70
MM2) 108 146 168
C (NYY 4X70
MM2) 77 47 54
TOTAL 202 246 244 91 64.,07%
43
Setelah dilakukan penambahan Trafo sisipan dapat dilihat pada tabel diatas
bahwa pembebanan pada Trafo GT.MRP026 tetap melayani 3 jurusan yang
dimana ketiga jurusan tersebut masing-masing jurusan mengalami penuruan
pertiap jurusannya. Adapun persen pembebanan pada Trafo ini dapat dihitung
dengan menggunakan data pengukuran pada Tabel 4.5, yaitu :
%Pembebanan = (IRata-rata / IFL) × 100%
Untuk menghitung arus rata-rata beban Trafo tersebut dapat menggunakan rumus
yaitu :
IRata-rata = (IR + IS + IT) / 3
IRata-rata =
202+246+244
3
IRata-rata = 230,6 A
Untuk menghitung arus beban penuh dapat menggunakan rumus yaitu :
IFL = kapasitas trafo
401 × √3
IFL = 250000
401×√3
IFL = 359,9 A
Sehingga dapat diketahui persentase beban Trafo GT.MRP026 yaitu:
% Pembebanan = 230,6
359,9 x100%
% Pembebanan = 64,07 %
Setelah dilakukan perhitungan persentase pembebanan pada Trafo setelah
sebagian beban dialihkan ke Trafo sisipan maka hasilnya menunjukkan bahwa
Trafo GT.MRP026 sudah kembali normal atau tidak mengalami overload karena
total persentase pembebanan Trafo tidak lagi melebihi beban standar yang telah
ditentukan sebelumnya, yakni 64,07 %.
44
4.1.6. Perancangan Simulasi Jaringan Distribusi Menggunakan ETAP
ETAP digunakan untuk menghitung pembebanan pada Trafo Distribusi.
Data yang diperlukan dalam simulasi ETAP pada Trafo ini diantaranya data bus
JTR dan beban, data kapasitas Trafo. Adapun capture gambar hasil simulasi
pembebanan sebelum pemasangan Trafo sisipan pada Trafo GT.MRP026 dengan
menggunakan aplikasi ETAP adalah seperti terlihat pada gambar 4.5 dan gambar
4.6.
Gambar 4.8. Simulasi pembebanan Trafo GT.MRP026 Sebelum Pemasangan
Trafo sisipan menggunakan Aplikasi ETAP.
45
Gambar 4.9. Hasil simulasi pembebanan Trafo GT.MRP026 Sebelum
pemasangan Trafo sisipan menggunakan Aplikasi ETAP.
Berdasarkan kedua gambar diatas, dapat dilihat bahwa nilai persen
pembebanan pada Trafo GT.MRP026 sebelum dilakukan pemasangan Trafo
sisipan guna pengalihan beban masih mengalami beban lebih (overload). Hal ini
sesuai dengan perhitungan manual dimana nilai persen pembebanan Trafo
mengalami beban lebih.
46
Selanjutnya, untuk menampilkan gambar simulasi dan hasil pembebanan
Trafo GT.MRP026 setelah pemasangan Trafo sisipan. Adapun gambar hasil
simulasi pembebanan setelah pemasangan Trafo sisipan dengan menggunakan
aplikasi ETAP adalah seperti terlihat pada Gambar 4.10 dan Gambar 4.11.
Gambar 4.10 Simulasi pembebanan Trafo GT. MRP026 setelah Pemasangan/
Pengalihan Beban ke Trafo sisipan menggunakan Aplikasi ETAP.
47
Gambar 4.11. Hasil simulasi pembebanan Trafo GT.MRP026 Setelah Pemasangan/
Pengalihan Beban ke Trafo sisipan menggunakan Aplikasi ETAP.
Berdasarkan ketentuan yang telah ditetapkan yaitu besar pembebanan suatu
transformator yang diizinkan adalah sebesar 80% dari kapasitas transformator
tersebut. Sehingga Trafo GT.MRP026 dinyatakan sebagai transformator overload
karena persentase pembebanannya yang melebihi ketentuan yaitu 92,1%.
Untuk menjaga kontinuitas penyaluran energi listrik dan mutu pelayanan
pada pelanggan, maka pihak PLN mengambil tindakan untuk melakukan
perbaikan sebagaimana mestinya hingga dapat mengatasi kondisi overload suatu
transformator. Namun dalam penelitian ini, penulis hanya melakukan analisis
terhadap sebuah transformator guna mengatasi kondisi tersebut, dan objek pada
penelitian ini berpusat pada transformator yang terletak di JL. Rappocini Raya Lr
5 (GT.MRP026) yang mengalami beban lebih (overload) tersebut.
48
Berdasarkan hasil penelitian, beban lebih pada sebuah transformator dapat
diatasi dengan dua cara yaitu Uprating kVA Trafo dan pemasangan Trafo sisipan
(Pengalihan Beban). Namun dalam mengatasi overload pada Trafo tersebut
dilakukan pemasangan Trafo sisipan, hal ini dilakukan karena kondisi dilapangan
yang tidak memungkinkan untuk dilakukannya Uprating kVA Trafo dan juga
untuk memperbaiki drop tegangan pada Trafo tersebut.
Adapun hal yang perlu diperhatikan dalam pemasangan Trafo sisipan yaitu
pemindahan sebagian beban yang ada pada Trafo Utama guna mengurangi beban
sehingga kembali dalam keadaan normal atau tidak dalam keadaan overload.
Selain itu, faktor lain juga menjadi pertimbangan pemasangan Trafo sisipan
adalah keadaan atau kondisi perkembangan beban yang tiap tahunnya akan
mengalami peningkatan dikarenakan lokasi pada Trafo Utama merupakan daerah
pemukiman. Berdasarkan pertimbangan ini maka pihak PLN mengatasi
permasalahan tersebut dengan pemasangan Trafo sisipan GT.MRP027 dengan
kapasitas 160 kVA.
4.2. Pembahasan
Berdasarkan ketentuan yang telah ditetapkan yaitu besar pembebanan suatu
Trafo yang diizinkan adalah sebesar 80% dari kapasitas Trafo. Sehingga trafo
GT.MRP026 dinyatakan sebagai Trafo overload dikarenakan persentase
pembebanan yang melebihi ketentuan yaitu 90,05%.
Untuk menjaga kontinuitas penyaluran energi listrik dan mutu pelayanan
pada pelanggan, maka pihak PLN mengambil tindakan untuk melakukan
perbaikan sebagaimana mestinya hingga dapat mengatasi kondisi overload suatu
Trafo. Namun dalam penelitian ini, penulis hanya melakukan analisis terhadap
sebuah Trafo guna mengatasi kondisi tersebut, dan objek pada penelitian ini
berpusat pada Trafo GT.MRP026 yang mengalami beban lebih (overload).
Berdasarkan hasil penelitian penulis, beban lebih pada sebuah Trafo dapat
diatasi dengan dua cara yaitu uprating dan pemasangan Trafo sisipan. Namun
dalam mengatasi overload pada Trafo GT.MRP026 ini dilakukan pemasangan
Trafo sisipan, hal ini dilakukan untuk memperbaiki beban lebih dan juga drop
tegangan pada Trafo tersebut.
49
Adapan hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemasangan Trafo sisipan
yakni pemindahan sebagian atau keseluruhan beban dari salah satu jurusan yang
ada pada Trafo utama guna mengurangi pembebanan sehingga kembali dalam
keadaan normal atau tidak dalam keadaan overload.
Selain itu, faktor lain juga menjadi pertimbangan pemasangan Trafo sisipan
yaitu kondisi perkembangan beban yang tiap tahunnya akan mengalami
peningkatan dikarenakan lokasi pada Trafo utama merupakan daerah pemukiman.
Berdasarkan pertimbangan ini maka pihak PLN mengatasi permasalahan tersebut
dengan pemasangan Trafo sisipan GT.MRP027 dengan kapasitas 160 kVA.
4.2.1. Perbandingan Persentase Pembebanan Trafo GT.MRP026 Penyulang
Rappocini Sebelum dan Sesudah Pengalihan beban ke Trafo Sisipan.
Dari hasil perhitungan pada Trafo GT.MRP026 penyulang Rappocini
sebelum dilakukan penyisipan trafo sisipan, hasil presentase pembebanan yang
didapatkan yakni 90,5 %. Namun setelah adanya penambahan Trafo sisipan, hasil
pembebanan pada Trafo tersebut mengalami perubahan. Berikut diagram
perbandingan sebelum dan setelah penambahan transformator sisipan :
Gambar 4.12. Diagram Batang Persentase Pembebanan Trafo sebelum dan
sesudah pengalihan beban ke Trafo sisipan.
0
20
40
60
80
100
%Pembebanan
Sebelum pengalihanbeban ke Trafo sisipan
Setelah pengalihanbeban ke Trafo sisipan
50
Dari Gambar 4.12, dapat dilihat bahwa nilai persen pembebanan pada
Trafo GT.MRP026 mengalami perubahan setelah dilakukan pengalihan beban ke
Trafo sisipan sehingga nilai pembebanan yang awalnya sebesar 90,5% menjadi
64,07 %, sehingga dapat dikatakan terjadi penurunan persentase pembebanan
sebesar 26,43%.
4.2.2.Perbandingan Persentase Pembebanan Trafo GT.MRP026 Penyulang
Rappocini Sebelum dan Sesudah Pengalihan beban ke Trafo Sisipan
Dengan Menggunakan Simulasi ETAP.
Dari hasil perhitungan pembebanan pada Trafo GT.MRP026 penyulang
Rappocini sebelum dilakukan pemasangan/ pengalihan beban ke Trafo sisipan
dengan menggunakan aplikasi ETAP, hasil presentase pembebanan yang
didapatkan yakni 80%. Namun setelah adanya penambahan Trafo sisipan, hasil
pembebanan pada Trafo tersebut mengalami perubahan. Berikut diagram
perbandingan sebelum dan sesudah pemasangan Trafo sisipan dengan
menggunakan aplikasi ETAP :
Gambar 4.13. Diagram Persentase Pembebanan Trafo sebelum dan sesudah
pengalihan beban ke Trafo sisipan menggunakan aplikasi ETAP.
Dari gambar 4.13, dapat dilihat bahwa nilai persen pembebanan pada Trafo
GT.MRP026 mengalami perubahan setelah dilakukan pengalihan beban ke Trafo
sisipan sehingga nilai pembebanan sebesar 92,1% menjadi 62,9%, sehingga dapat
dikatakan terjadi penurunan persentase pembebanan sebesar 29,2%.
0
20
40
60
80
100
% Pembebanan
Sebelum pengalihanbeban ke Trafo sisipan
Sesudah pengalihanbeban ke Trafo sisipan
51
4.2.3 Perbandingan Hasil Perhitungan Persentase Pembebanan Trafo Secara
Manual Dan Aplikasi ETAP.
Setelah dilakukan perhitungan nilai presentase pembebanan pada Trafo
GT.MRP026 baik sebelum dan setelah pemasangan trafo sisipan secara manual
maupun menggunakan aplikasi ETAP, dapat dilihat perbandingan nilai persen
pembebanan pada Tabel 4.8 berikut ini :
Tabel 4.6. Hasil perbandingan pengukuran beban Trafo GT.MRP026 sebelum dan
sesudah dilakukan pengalihan beban ke Trafo sisipan dengan
perhitungan manual dan menggunakan aplikasi ETAP.
Tanpa Trafo Sisipan Dengan Trafo Sisipan
Manual Etap Manual Etap
%
Pembebanan 90,05% 92,1% 64,07% 62,9%
Dari kedua hasil sebelumnya, dapat dilihat bahwa perhitungan nilai
pembebanan antara manual dengan menggunakan aplikasi ETAP memiliki
perbedaan nilai persen pembebanan tidak begitu jauh. Untuk perbedaan
perbandingan nilai persen pembebanan sebelum sisipan, manual maupun ETAP
mencapai -2,05% dari (90,05% - 92,1%). Sedangkan untuk perbedaan
perbandingan nilai persen pembebanan setelah pengalihan secara manual maupun
ETAP mencapai 1,17% dari (64,07% - 62,9%).
Hal yang menyebabkan terjadi selisih pada perhitungan manual dan aplikasi
etap adalah sebagai berikut,
1. impedansi dan nilai resistansi pada aplikasi etap dan perhitungan manual
berbeda karena di aplikasi etap memiliki standar penentuan impedansi dan
resistansi bawaan dari aplikasi. Sedangkan nilai impedansi dan nilai
resistanis yang ada dilapangan berbeda.
52
2. Pembulatan dalam penggunaan aplikasi etap, dalam penggunaan aplikasi
etap yang membuat hasil dari pembenan dominan dilakukan pembulatan
yang menyebabkan adanya selisih dari hasil perhitungan manual.
4.2.4 Perhitungan Letak Penempatan Trafo Sisipan.
Untuk letak yang ideal dalam penempatan Trafo sisipan dapat dihitung
dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
L = 10% ×𝑉𝑖𝑣𝑐
𝑖 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘 × 𝑅 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛
Dimana:
L : Jarak penempatan (km)
R : Tahanan penghantar (Ω/Km)
i : Arus yang mengaliri pada penghantar (A)
Vivc : Besar tegangan pada penghantar (V)
10% : Efisiensi saluran
Berikut merupakan perhitungan untuk menentukan arus beban puncak dan
panjang saluran. Untuk menentukan arus beban puncak, digunakan pengukuran
arus dari jurusan A dengan menggunakan Tabel 4.2, yakni:
IRata-rata = (IR + IS + IT) / 3
IRata-rata =
277+368+350
3
IRata-rata = 331,6 A
Sedangkan untuk menentukan tahanan saluran yaitu menggunakan rumus :
R = 𝜌𝐿
𝐴
R = 28,25 × 1,2
70
R = 0.484 Ω
Dimana :
53
𝜌 = 28,25 Ω mm2/m
L = Panjang penghantar (1200 m)
A = Luas Penampang (70 mm2)
Setelah didapatkan kedua variable, kemudian dimasukkan ke rumus
dibawah ini.
L = 10% ×𝑉𝑖𝑣𝑐
𝑖 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑐𝑎𝑘 × 𝑅 𝑠𝑎𝑙𝑢𝑟𝑎𝑛
L = 10% ×392
331,6 × 0,484
L = 39,2
160,5
L = 0.244 kms
Jadi, berdasarkan hasil perhitungan seperti di atas, maka jarak jaringan
yang paling ideal untuk menempatkan Trafo sisipan tersebut adalah 244 meter
dari Trafo Utama. Namun dalam hal ini kita tidak dapat berpatokan pada hasil
perhitungan saja, tetapi juga harus melihat dari sisi lapang an .
Gambar 4.14. Lokasi Penempatan Trafo GT.MRP0026 sebelum pemasangan
trafo sisipan
54
Gambar 4.15. Lokasi Penempatan Trafo GT.MRP0026 dan Trafo
GT.MRP0027
Berdasarkan Gambar 4.5 terlihat gambar menunjukkan jalur/ lokasi dari
Trafo Utama ke Trafo sisipan. Beberapa hal menjadi pertimbangan adalah sebagai
berikut :
1. Untuk penempatan Trafo sisipan yang jaraknya begitu dekat dengan Trafo
Utama kurang baik dikarena hanya mengurangi beban lebih/ overload
pada Trafo, tidak memperbaki drop tegangannya.
2. Hasil penentuan jarak ideal Trafo sisipan yaitu 244 meter dari Trafo
utama, setelah dilakukan survey dilokasi, peninjauan di lapangan dan
bermusyawarah dengan warga sekitar maka Trafo sisipan dipasang 160
meter dari Trafo Utama yaitu di pekerangan Gereja toraja jemaat dadi
Cabang Rappocini karena lokasi tersebut tidak melibihi batas penentuan
jarak ideal dan masyarakat memberikan izin untuk dilakukan pemasangan
dilokasi tersebut.
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Salah satu cara mengatasi overload pada Trafo distribusi yaitu dengan cara
pemasangan Trafo sisipan. Trafo sisipan adalah trafo tambahan yang
berfungsi untuk memacah beban atau membagi beban pada Trafo yang
mengalami overload atau beban diatas 80%.
2. Dari hasil perhitungan manual didapatkan nilai persentase pembebanan
Trafo sebelum dilakukan pemasangan Trafo sisipan (pengalihan beban)
yaitu 90,05% dan setelah dilakukan pemasangan Trafo sisipan yaitu
64,07%, sehingga mengalami penurunan sebanyak 26,43%. Untuk
perhitungan menggunakan aplikasi Etap persentase pembebanan Trafo
sebelum dilakukan pemasangan Trafo sisipan (pengalihan beban) 92,1%
menjadi 62,9%, sehingga dapat dikatakan terjadi penurunan persentase
pembebanan sebesar 29,2%. Hal yang menyebabkan terjadi perbedaan pada
perhitungan manual dan aplikasi etap tersebut pertama, karena impedansi
dan nilai resistansi. Kedua, Pembulatan dalam penggunaan aplikasi etap.
3. Dari hasil perhitungan untuk jarak ideal Trafo sisipan adalah berkisar 244
meter dari Trafo yang mengalami overload. Sedangkan realisasi
pemasangan trafo sisipan yang terpasang pada penyulang Rappocini adalah
160 meter dari trafo eksisting yang telah terpasang. Hal ini tidak melebihan
batasan ideal dalam penentuan jarak dari trafo sisipan.
56
5.2 Saran
Dalam menentukan kapasitas Trafo untuk pemasangan Trafo sisipan agar
tidak hanya mengandalkan hasil perhitungan saja, namun juga tetap dilakukan
survey dan mempertimbangkan pertumbuhan dan perkembangan beban untuk
beberapa tahun ke depan agar mendapatkan hasil yang lebih baik bagi PLN
maupun masyarakat.
57
DAFTAR PUSTAKA
Edaran direksi PT PLN (Persero) nomor : 0017.E/DIR/2014
I, Sutawinaya Putu, dkk, 2014. Studi Analisis Penambahan Transformator Sisipan Untuk Menopang Beban Lebih dan Drop Tegangan pada Transformator Distribusi KA 1516 Penyulang Buduk Menggunakan Simulasi Program ETAP 7.0.
I Putu sutawinaya, I wayan Teresna dan Febry Setyacahyana P 2014. Studi analisis penambahan transformator sisipan untuk menopang beban lebih dan drop tegangan pada trado distribusi
KA 1516 penyulang budk menggunakan simulasi etab.
Kadek wahyudi widiatmika, I wayan arta wijaya, I yoman setiawan 2018. Analisis penambahan transformator sisipan untuk mengatasi overload pada transformator DB0244 di penyulang sebelanga.
Kadek, Wahyudi, Widiatmika, dkk 2018. Analisis Penambahan Transformator Sisipan Untuk Mengatasi Overload Pada
Transformator DB0244 Di Penyulang Sebelanga.
Najmul, Fadli, 2017 Analisis pemasangan transformator sisipan pada saluran transformator distribusi peyulang pugutan.
Partanoan, Harahap , dkk, 2019. Analisa Penambahan Trafo Sisip Sisi Distribusi 20 Kv Mengurangi Beban Overload Dan Jatuh Tegangan Pada Trafo B1 11 Rayon Tanah Jawa Dengan Simulasi ETAP 12.6.0.
Partaonan harahap, Muhammad Adam, Agus Prabowo 2019. Analisis
penambahan trafo sisip sisi Distribusi 20 Kv mengurangi beban Overload dan jatuh tegangan pada trafo B1 11 Rayon Tanah jawa dengan simulasi etab
58
LAMPIRAN
A. Pengukuran Pembebanan Pada Trafo GT.MRP026
59
B. Pengukuran Pembebanan Pada Trafo GT.MRP027
60
C. Pengecekan Trafo sisipan yang telah terpasang GT.MRP027
