i

ANALISA JATUH TEGANGAN JARINGAN

DISTRIBUSI PRIMER 20kV PADA

PENYULANG INDRAPURI

(Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi sebagai persyaratan akademik guna

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Oleh

RAHMAT AKBAR

1004105020011

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM - BANDA ACEH

SEPTEMBER 2016

ii

iii

iv

KATA PENGANTAR

Puji beserta syukurkepada Allah SWT yang telah melimpahkan nikmat dan

rahmatnya serta salawat beriring salam penulis ucapkan kepangkuan Rasulullah

SAW, sehingga pada kesempatan kali ini penulis dapat menyelesaikan penulisan

laporan tugas akhir dengan judul “Analisa Jatuh Tegangan Jaringan Distribusi

Primer20kV PadaPenyulang Indrapuri(Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero)

Rayon Lambaro)”. Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan laporan

Tugas Akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan, bimbingan dan

dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan

terimakasih kepada:

1. Ayahanda Zainuddin ABD (alm) serta Ibunda Nuraini, S. Pd dan seluruh

keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moral, materil,

maupun doa.

2. Dekan Fakultas Teknik, Bapak Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA.MLA.

3. Bapak Dr. Nasaruddin,S.T., M.Eng. Ketua Jurusan Teknik Elektro.

4. Bapak Ramdhan Halid Siregar, S.T.,M.T, Ketua Bidang Teknik Energi

Listrik.

5. Pembimbing satu Bapak Mahdi Syukri, S.T,. M.T dan pembimbing dua

Bapak Rakhmad Syafutra L, S.T., M.T.

6. Ketua sidang Dr. Ira Devi Sara, S.T., M.Eng.Sc. serta Bapak Ir.Syahrizal,

M.T. dan Bapak Ir. Mansur Gapy, M.T. selaku penguji.

7. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

UNSYIAH.

8. Seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2010.

Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan, namun penulis berharap buku ini dapat bermanfaat bagi penulis

dan juga untuk semua pembaca.

Banda Aceh, 28 September 2016

Rahmat Akbar

v

PERSEMBAHAN

Ku persembahkan untuk yang tercinta

Ayahanda Zainuddin ABD (alm) dan Ibunda Nuraini S.Pd

vi

ABSTRAK

Penelitian ini akan membahas analisa jatuh tegangan jaringan distribusi primer

20kV pada Penyulang Indrapuri (Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon

Lambaro). Penelitian ini akan menggunakan data saluran distribusi primer jatuh

tegangan dan rugi-rugi daya pada Penyulang Indrapuri Gardu Hubung Lambaro. Besar jatuh tegangan yang terjadi sangat dipengarui oleh besar arus dan nilai impedansi

Jatuh tegangan yang terjadi pada Penyulang Indrapuritidak boleh melebihi acuan standar

SPLN No. 72 Tahun 1987 yang telah ditentukan yaitu sebesar lebih tinggi 21kV (+5%)

dan lebih rendah 18kV (-10%) dari tegangan nominal 20kV.Berdasarkan analisa

menggunakan software ETAP 12.6 jatuh tegangan yang paling besar terjadi pada

gardu IDR 040 sebesar 8,3 % yang disebabkan oleh arus beban berlebih. Untuk IDR 018

jatuh tegangan sebesar 7,4% disebabkan panjang saluran serta pembebanan trafo berlebih,

akan tetapi jatuh tegangan tersebut tidak melebihi standar yang telah dibuat oleh pihak

perusahaan listrik negara (PLN). Sehingga jatuh tegangan masih dianggap layak untuk

Penyulang Indrapuri.

Kata kuci: jatuh tegangan, SPLN No.72 Tahun 1987, software ETAP 12.6

vii

ABSTRACT

This research will address the analysis drop voltage in 20 kV primary distribution

at Indrapuri’s feeder (a case study atPT. PLN(Persero)Lambaro area). This

research will use the drop voltage and loses power data from the

primary distribution atIndrapuri’s substation at Lambaro distribution station.The

increasing of drop voltage will be affected by current and resistance. The value of

drop voltage should be less than standard value of SPLN No.72 years 1987. The

standard value is between 21 kV (+5%)and 18 kV (-10%) from normally voltage

of 20 kV. Based on an analysis using software ETAP 12.6. the greater drop

voltagevalues are in IDR 040station with value 8,3% caused by a current overload

and in IDR 018 station with value of 7,4% which caused by length of the channel

and tansformator impedance.However, this drop voltage still in standard’s rule. So

the fall of voltage is still considered worthy to Indrapuri’s substation.

Keywords: drop voltage, SPLN No. 72 years 1987, software ETAP 12.6

viii

DAFTAR ISI

JUDUL i

PERNYATAAN KEASLIAN PROPOSAL TUGAS AKHIR ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

KATA PENGANTAR iv

PERSEMBAHAN v

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR SINGKATAN xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 2

1.2 RUMUSAN MASALAH 2

1.3 RUANG LINGKUP 2

1.4 TUJUAN 3

1.5 MANFAAT PENELITIAN 3

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN 3

BAB 2 DASAR TEORI 5

2.1 SISTEM TENAGA LISTRIK 5

2.2 TRANSMISI DAN DISTRIBUSI 6

2.2.1 Saluran Distribusi 7

2.2.2 Pembagian Dari Sistem Distribusi 8

2.2.3 Sistem Distribusi Primer 8

2.2.4 Tipe Jaringan Distribusi Primer 9

2.2.4.1 Radial 9

2.2.4.2 Struktur Gelang 9

2.2.4.3 Spindle 10

2.3 JATUH TEGANGAN 10

2.4 PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI 11

2.5 BATAS PERSENTASE TEGANGAN JATUH 11

2.6 RENDAHNYA TEGANGAN UJUNG 15

2.7 USAHA MEMPERBAIKI TEGANGAN 16

2.7.1 Penyeimbangan Beban 16

2.7.2 Memperbesar Tegangan Kirim 16

2.7.3 Memperbesar Penampang Hantaran 17

ix

2.8 STUDI ALIRAN DAYA 17

2.8.1 Aliran Daya Metode Gauss-Seidel 18

BAB 3 METODE PENELITIAN 22

3.1 TAHAPAN PENELITIAN 22

3.2 KEBUTUHAN SISTEM 24

3.3 PROSEDUR PENELITIAN 24

3.3.1 Tahap Studi Literatur 24

3.3.2 Tahap Studi Lapangan 24

3.3.3 Tahap Analisa/Perhitungan 24

3.3.4 Tahap Penyusunan Laporan 25

3.4 RENCANA PENGOLAHAN DATA/ANALISIS 25

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 26

4.1 DATA PENGUJIAN 26

4.2 HASIL DAN ANALISA 27

4.2.1 Analisa Drop Tegangan 27

BAB 5 PENUTUP 31

5.1 KESIMPULAN 31

5.2 SARAN 31

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A

LAMPIRAN B

LAMPIRAN C

RIWAYAT HIDUP

x

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem Pembangkit 7

Gambar 2.2 Toleransi Tegangan Pelayanan Yang Diijinkan 12

Gambar 2.3 Diagram Saluran Distribusi Tenaga Listrik 13

Gambar 2.4 Diagram Vector 14

Gambar 2.5 Sistem 3 Bus Sederhana 17

Gambar 2.6 Tipikal Bus Dalam Sistem Tenaga 18

Gambar 3.1 Flowchart metodologi penelitian 22

Gambar 3.2 Pemodelan Single Line Diagram Dengan ETAP 25

Gambar 4.1 Grafik Jatuh Tegangan 27

Gambar 4.2 Diagram Garis Letak Gardu IDR 040 28

Gambar 4.3 Grafik Jatuh Tegangan 29

xi

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Jatuh Tegangan 26

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan %∆V 29

xii

DAFTAR SINGKATAN ETAP : Electric Transient and Analysis Program

VAC : Volt Alternating Current

kV : Kilo Volt

V : Volt

MW : Mega Watt

PT : Perusahaan Terbatas

PLN : Perusahaan Listrik Negara

SPLN : Standar Perusahaan Listrik Negara

STT : Saluran Tegangan Tinggi

GI : Gardu Induk

GH : Gardu Hubung

JTM : Jaringan Tegangan Menengah

JTR : Jaringan Tegangan Rendah

1

BAB 1

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Pusat-pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pusat beban, hal ini

mengakibatkan kerugian yang cukup besar dalam penyaluran daya listrik.

Kerugian tersebut disebabkan oleh saluran yang cukup panjang. Sehingga dalam

penyaluran daya listrik melalui transmisi maupun distribusi akan mengalami

tegangan jatuh sepanjang saluran yang dilalui.

Jatuh Tegangan maksimum merupakan jatuh tegangan tertinggi yang

diperbolehkan timbul sepanjang kabel yang dialiri oleh arus listrik. Bila jatuh

tegangan yang timbul melebih batas maksimum, maka ukuran kabel yang lebih

besar harus dipilih.Jatuh tegangan disepanjang kabel lebih ditentukan karena

beban konsumen (misalnya peralatan) sehingga tegangan yang sampai diinput

peralatan tidak melebihi batas toleransi. Ini berarti, jika tegangan pada alat

tersebut lebih rendah dari tegangan minimum , maka alat tidak dapat beroperasi

dengan benar.Secara umum, sebagian besar peralatan listrik akan beroperasi

normal pada tegangan serendah 80% dari tegangan nominal. Sebagai contoh, jika

tegangan nominal adalah 230VAC, maka sebagian besar peralatan dapat

dijalankan pada >184VAC. Pemilihan ukuran untuk kabel penghantar yang baik

adalah ukuran yang hanya mengalami jatuh tegangan sebesar kisaran 5-10% pada

beban penuh.

Berdasarkan tegangannya sistem distribusi tenaga listrik di Indonesia

dapat dikelompokan menjadi dua macam tegangan yaitu, distribusi tegangan

menengah (distribusi primer) yang bertegangan 20 kV dan distribusi tegangan

rendah (distribusi sekunder) yang bertegangan 220/380 Volt. Pada suatu sistem

penyaluran sistem tenaga listrik baik memakai sistem transmisi, sub tranmisi

maupun distribusi ada kemungkinan besar terjadi jatuh tegangan. Jatuh tegangan

dapat juga terjadi karena penghantar yang dipakai mempunyai tahanan. Oleh

karena itu, penyaluran jarak jauh sangat memungkinkan terjadinya jatuh tegangan

dan memegang peran penting [5].

Untuk itu pada penelitian ini akan memanfaatkan software etep 12.6

untuk analisa nilai jatuh tegangan yang terjadi pada jaringan peyulang indrapuri.

2

Sesuai dengan penelitian terdahulu dari T. Thakur, and Jaswanti Dhiman dengan

risetnya tentang A New Approach to Load Flow Solutions for Radial Distribution

System yang juga menggukakan Software etap [11]. Penelitian tersebut digunakan

sebagai bahan acuan penelitian analisa jatuh tegangan jaringan distribusi primer

20kV pada penyulang indrapuri (Studi Kasus Pada PT. PLN (Persero) Rayon

Lambaro). Penelitian ini akan mencari letak terjadinya jatuh tegangan pada

saluran distribusi radial penyulang indrapuri dengan metoda Accelerated gauss-

seidel yang ada pada software etap 12.6.

RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan permasalahan dalam penelitian ini adalah :

1. Mencari letak jaringan yang memiliki jatuh tegangan.

2. Mencari titik jatuh tegangan pada jaringan penyulang indrapuri

menggunakan software ETAP12.6.

RUANG LINGKUP

Dalam Penelitian ini, ruang lingkup akan dibatasi dengan menitik beratkan

permasalahan yang akan dibahas. Adapun ruang lingkup penelitian ini antara lain

sebagai berikut:

1. Analisa jatuh tegangan pada saluran sistem distribusi primer hanya dengan

melihat panjang saluran distribusi primer dari gardu hubung sampai pada

penyulang indrapuri.

2. Membahas tegangan jatuh pada sisi primer transformator distribusi, tidak

membahas sistem proteksi, transmisi maupun tentang ketidak seimbangan

beban.

3

TUJUAN

Tujuan penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1. Menganalisa besar jatuh tegangan sepanjang penyulang indrapuri yang

disuplay dari Gardu Induk menggunakan software ETAP 12.6.

2. Menentukan titik terjadinya jatuh tegangan yang tidak boleh melebihi

acuan standar SPLN No 72 Tahun 1987 yang telah ditentukan yaitu

sebesar -10% dari tegangan nominalnya.

MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui penyebab terjadinya jatuh tegangan pada saluran distribusi.

2. Mengetahui besar jatuh tegangan pada gardu-gardu penyulang indrapuri.

3. Mengetahui batas persentase jatuh tegangan pada saluran distribusi yang

diizinkan dalam batas yang ditolerir PLN.

SISTEMATIKA PENULISAN

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisikan latar belakang, perumusan masalah, ruang lingkup, tujuan,

manfaat dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas secara ringkas teori yang berkaitan dengan masalah

yang sedang dibahas, Meliputi teori tentang pembahasan mengenai jatuh

tegangan pada jaringan distribusi 20 kV.

BAB 3 METODE PENELITIAN

Bab ini membahas tentang metode penelitian. Data yang didapat

digunakan dalam menganalisa dan juga berisi data-data jaringan distribusi

penyulang indrapuri. Pada bab ini metode penelitian dimulai dari

pengumpulan data dan dilanjutkan dengan cara kerja disamping itu

menjelaskan tentang bentuk jaringan, dan juga penampang yang digunakan

pada jaringan distribusi dan peralatan yang akan dipakai.

4

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang hasil-hasil yang di peroleh dan pembahasan hasil-

hasil.

BAB 5 PENUTUP

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

Berisikan daftar referensi seperti buku-buku, jurnal dan berbagai literatur

yang digunakan dalam penelitian.

5

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 SISTEM TENAGA LISTRIK

Jaringan distribusi tenaga listrik merupakan semua bagian dari sistem

tenaga listrik yang menghubungkan sumber daya besar dengan rangkaian

pelayanan pada konsumen. Sumberdaya besar adalah sistem transmisi yang

terhubung dengan pusat-pusat pembangkit listrik dengan kapasitas daya yang di

hasilkan dalam satuan MW. Pembangkit listrik ini digolongkan atas jenis-jenis

tenaga yang digunakan, seperti pembangkit yang menggunakan tenaga air, bahan

minyak bumi/batu bara, panas surya, tenaga angin dan lain-lain. [4]

Fungsi utama dari sistem distribusi adalah untuk menyalurkan energi

listrik dari sumber daya ke pemakai atau konsumen. Baik buruknya suatu sistem

distribusi dinilai dari bermacam-macam faktor, diantaranya menyangkut hal-hal

sebagai berikut :

a. Kontinuitas pelayanan

b. Efisiensi

c. Fleksibilitas

d. Regulasi tegangan

e. Harga sistem

Dari kelima hal diatas, masalah-masalah yang dihadapi dalam suatu sistem

jaringan distribusi adalah bagaimana menyalurkan tenaga listrik ke konsumen

dengan cara sebaik-baiknya untuk saat tertentu dan juga untuk masa yang akan

datang. Pada sistem distribusi, harus memenuhi beberapa syarat sebagai berikut :

a. Gangguan terhadap pelayanan (interruption) tidak boleh terlalu sering

b. Gangguan terhadap pelayanan pada suatu daerah tidak boleh terlalu lama

c. Regulasi tegangan tidak terlalu besar

d. Biaya sistem operasional harus serendah mungkin

e. Harus fleksibel (mudah menyesuaikan diri dengan keadaan yang terjadi,

sepertiperubahan beban pada sistem yang tidak menelan biaya yang

tinggi).

6

Jaringan distribusi pada umumnya terdiri dari dua bagian, yaitu sebagai

berikut :

a) Jaringan Distribusi Primer

Yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu

induk sub tranmisi ke gardu distribusi. Jaringan ini merupakan jaringan tegangan

menengah atau jaringan tegangan primer.

b) Jaringan distribusi sekunder

Yaitu jaringan tenaga listrik yang menyalurkan daya listrik dari gardu

distribusi ke konsumen.Jaringan ini sering disebut jaringan tegangan.

2.2 TRANSMISI DAN DISTRIBUSI

Saluran transmisi berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik

bertegangan tinggi kepusat-pusat beban dalam jumlah besar, sedangkan saluran

distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai

melalui saluran tegangan rendah [6].

Sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama yaitu sistem

pembangkit, sistem transmisi dan sistem distribusi,di pusat pembangkit biasanya

digunakan generator sinkron yang menghasilkan tenaga listrik dengan tegangan

antara 6-20 kV, kemudian dengan bantuan transformator, tegangan tersebut

dinaikan menjadi 150-500 kV, bahkan dinegara-negara maju sudah mencapai

1000 kV.Saluran tegangan tinggi (STT) pertama diturunkan menjadi tegangan

subtransmisi 70kV pada gardu induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian

diturunkan lagi dan disalurkan menuju transformator distribusi dalam bentuk

tegangan menegah 20 kV, tegangan ini disalurkan disebut juga tegangan distribusi

primer, dari transformator distribusi yang tersebar di berbagai pusat beban

akhirnya tegangan distribusi ini diturunkan menjadi tegangan rendah 220/380 V

sebelum diterima pihak konsumen[6].

Dari sistem yang sudah disebukan, sistem distribusi merupakan bagian

yang letaknya paling dekat dengan konsumen, fungsinya adalah untuk

menyampaikan energi listrik dari suatu gardu induk distribusi ke konsumen.

2.2.1 Saluran Distribusi

7

Energi listrik tegangan 20 kV di busbar gardu induk, disalurkan

melaluipenyulang distribusi ke gardu hubung atau dapat langsung dihubungkan ke

konsumen.Dari gardu hubung, energi disalurkan ke gardu-gardu distribusi.Gardu

distribusi adalah gardu tempat mengubah tegangan primer menjadi tegangan

sekunder, kemudian membaginya kesaluran pengisi primer dan selanjutnya

disalurkan kesetiap titik pelanggan. Gardu distribusi berfungsi melayani

konsumen tegangan rendah dimana tegangan 20 kV diturunkan menjadi 380/220

volt pada trafo distribusi, untuk kemudian disalurkan pada konsumen melalui

jaringan tegangan rendah (jaringan distribusi sekunder). Sistem tegangan

distribusi primer di PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro penyulang indrapuri

adalah grid yang beroperasi secara radial, yang disuplay dari gardu hubung

dengan gardu induk sebagai pusat beban. Gambar 2.1 dibawah ini menunjukkan

sistem pembangkitan dan penyaluran energi listrik. [4]

Gambar 2.1 Sistem Pembangkit [5]

8

2.2.2 Pembagian Dari Sistem Distribusi

Secara singkat fungsi dari bagian-bagian sistem distribusi diatas adalah

sebagai berikut :

a. Gardu Induk Tranmisi

Merupakan sistem yang menyalurkan daya listrik besar.

b. Saluran Sub Tranmisi

Saluran subtranmisi adalah saluran yang berfungsi menyalurkan listrik

darisumber daya besar menuju gardu induk pada suatu tegangan subtranmisiyang

terletak didaerah beban.

c. Gardu Induk Sub Tranmisi

Gardu ini berfungsi menerima daya listrik dari saluran subtranmisi

danmenurunkan tegangan menjadi tegangan saluran distribusi primer.

d. Jaringan Distribusi Primer

Saluran ini adalah saluran yang menghubungkan gardu induk

denganbeberapa gardu distribusi pada suatu tegangan primer. Saluran ini

biasanyatiga fase, terdiri dari kabel tanah, kabel udara, atau penghantar terbuka.

e. Gardu Hubung

Gardu hubung berfungsi menerima daya listrik dari gardu

indukdanmenyalurkan tegangan primer menuju gardu induk.

f. Gardu Distribusi

Gardu distribusi berfungsi mengubah tegangan primer menjadi tegangan

sekunder, kemudian membaginya ke setiap titik langganan.

g. Jaringan Distribusi Sekunder

Saluran sekunder adalah saluran diantara gardu distribusi dan langganan,

saluran ini berfungsi menyalurkan daya dari gardu distribusi ke instalasi pemakai.

2.2.3 Sistem Distribusi Primer

Sistem distribusi primer terdiri dari :

1. Transformator daya, berfungsi untuk menurunkan tegangan dari

tegangantinggi ke tegangan menegah atau sebaliknya.

2. Pemutus tegangan, berfungsi sebagai pengaman yaitu pemutus

daya atau pemisah antara saluran.

3. Penghantar, berfungsi sebagai alat penyalur daya.

9

4. Gardu Hubung, berfungsi menghubungkan dan menyalurkan daya

ke gardu-gardu distribusi tanpamengubah tegangan.

5. Gardu Distribusi, terdiri dari transformator yang berfungsi untuk

menurunkan tegangan menegah menjaditegangan rendah.

2.2.4 Tipe Jaringan Distribusi Primer

Dalam pelayanannya jaringan distribusi primer ini memilikivariasi bentuk,

dimana masing-masing bentuk jaringan memilikikelebihan dan kelemahan

tersendiri. Pada umumnya terdapat empat bentuk dasar dari sistem jaringan

distribusi primer yaitu sebagai berikut :

2.2.4.1 Radial

Jaringan radial adalah bentuk jaringan yang paling sederhana yang

menghubungkan beban-beban ketitik sumber dan biayanya relatif murah.Pada

struktur radial ini tidak ada alternatif pasokan daya, oleh sebab itu tingkat

keandalan relatif rendah. Untuk mengatasi permasalahan ini, maka suatu

perusahaan listrik akan membuat struktur jaringan ganda. Pengamanan untuk

saluran radial dapat dilakukan dengan rele arus lebih atau rele jarak.

2.2.4.2 Struktur Gelang

pada jaringan tegangan menengah struktur gelang, dimungkinkan alternatif

pemasukan dari gardu-gardu distribusi, sehingga tingkat keandalan lebih baik.

Bila terjadi gangguan pada jaringan primernya, maka pemutus beban yang ada di

gardu induk akan membuka dan menyebabkan semua gardu distribusi akan

mengalami pemadaman. Seluruh penyaluran penyulang primer ini biasanya

mengambil daya sama dan perlu didesain agar tidak berbeban lebih bila satu

sirkuitnya tidak berfungsi.

10

2.2.4.3 Spindle

Pada Sistem radial salah satu cara untuk meningkatkan keandalan adalah

dengan membuat semua penyulang yang keluar dari gardu induk menuju kesatu

titik pertemuan sehingga membentuk suatu lingkaran yang terbuka pada titik

pertemuan tersebut. Dengan kata lain, Semua penyulang ini telah direncanakan

berakhir disuatu titik yang disebut titik refleksi. Titik refleksi ini dalam

prakteknya merupakan Gardu Hubung (GH) atau disebut juga switching

substation dan struktur ini dikenal dengan sebutan Spindle.

2.3 JATUH TEGANGAN

Panjang sebuah jaringan tegangan menengah (JTM) dapat didesain dengan

mempertimbangkan jatuh tegangan.Jatuh tegangan adalah perbedaan tegangan

antara tegangan kirim dan tegangan di terima karena adanya impedansi pada

penghantar. Jatuh tegangan selalu terjadi pada jaringan, baik pada pelanggan

maupun pada perusahaan listrik. Jatuh tegangan pada saluran transmisi adalah

selisih antara tegangan pada sisi pengiriman(sending end) dan tegangan pada

besar sisi penerima(receiving end). Semakin besar impedans semakin pula

perbedaan nilai tegangan yang ada pada sisi pengirim dengan yang ada pada sisi

penerima. Apabila perbedaan nilai tegangan tersebut melebihi standar yang

ditentukan, maka mutu penyaluran tersebut rendah.

Persamaan dibawah ini merupakan rumus yang diperlukan untuk

menghitung jatuh tegangan pada jaringan distribusi primer, yaitu :

∆ = √3 cos + sin ......................................2.1

Dimana :

I = Besar arus fase pada sisi primer transformator (A)

L = Panjang saluran (km)

R = Besar resistans saluran (Ohm/km)

X = Besar reaktans induksi (Ohm/Km)

Φ = Sudut faktor daya

11

Sehingga untuk saluran distribusi primer besar jatuh tegangan pada saluran

distribusi primer, adalah:

∆ = ∆ + ∆ + ∆ ................................2.2

2.4 PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI

Umumnya jatuh tegangan berbanding lurus dengan besarnya arus dan

sudut fasenya, yaitu arus yang mengalir diseluruh sistem. Agar para pelanggan

pada titik penerima tidak mengalami terlalu banyak penurunan tegangan, maka

tegangan pengirim dinaikkan. Akibat tegangan pengirim dinaikkan, maka

pelanggan yang dekat dengan sumber akan menerima tegangan yang lebih tinggi

bila dibandingkan dengan para pelanggan (konsumen) yang jauh dari sumber.

Dalam kenyataannya, setiap pelanggan menggunakan jenis-jenis peralatan

yang sejenis, oleh karena itu tegangan pelayanan bagi setiap pelanggan paling

sedikit harus sama. Untuk itu perlu adanya toleransi tegangan dari setiap peralatan

yang dipakai, yaitu batas atas dan batas bawah dari tegangan nominalnya, batas

toleransi tegangan suatu peralatan tercantum pada papan namanya.

2.5 BATAS PERSENTASE TEGANGAN JATUH

Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu

penghantar. Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding

lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas

penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen

atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh

kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. Perhitungan jatuh tegangan praktis pada

batas-batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat

dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan

menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya

cukup berarti. [7]

12

Gambar 2.2 Toleransi Tegangan Pelayanan Yang Diijinkan [5]

Sesuai dengan standar tengangan yang ditentukan oleh PLN (SPLN),

perancangan jaringan dibuat agar jatuh tegangan di ujung diterima -10%. Jatuh

Tegangan pada jaringan disebabkan adanya rugi tegangan akibat hambatan listrik

(R) dan reaktansi (X). Jatuh tegangan phasor Vd pada suatu penghantar yang

mempunyai impedansi (Z) dan membawa arus (I) dapat dijabarkan dengan rumus

: =I. Z ...........................................................................................................2.3

Dimana: =Droptegangan (Volt)

I= Arus (Ampere)

Z= Impedansi (Ohm)

Dalam pembahasan ini yang dimaksudkan dengan jatuh tegangan (∆V)

adalah selisih antara tegangan kirim (Vs) dengan tegangan terima (Vt), maka jatuh

tegangan dapat didefinisikan adalah :

∆V = |Vs| – |Vt| .............................................................................2.4

Dimana:

∆V= Drop tegangan (Volt)

Vs= Nilai mutlak tegangan ujung kirim (Volt)

Vt= Nilai mutlak tegangan ujung terima (Volt)

Jatuh tegangan pada sistem distribusi mencakup jatuh tegangan pada:

1. Penyulang Tegangan Menengah (TM)

2. Gardu Distribusi

13

3. Penyulang Jaringan Tegangan Rendah

4. Sambungan Rumah

5. Instalasi Rumah

Adapun penyebab Jatuh Tegangan adalah :

1. Jauhnya jaringan, jauhnya jarak transformator dari Gardu Induk.

2.Rendahnya tegangan yang diberikan GI atau rendahnya tegangan

transformator distribusi (sebenarnya tidak termasuk).

3.Sambungan penghantar yang tidak baik, penjamparan disaluran

distribusi tidak tepat sehingga bermasalah di sisi Tegangan Menegah

dan Tegangan Rendah.

4. Jenis penghantar atau konektor yang digunakan

5. Arus yang dihasilkan terlalu besar.

2.3 Diagram Saluran Distribusi Tenaga Listrik [4]

Dimana :

Vs = tegangan sumber (Volt)

VR = tegangan pada sisi penerima (Volt)

R = resistans saluran (Ω)

X = reaktans saluran (Ω)

Zsal = impedans saluran (Ω)

RL = resistans beban (Ω)

XL = reaktans beban (Ω)

ZL = impedansi beban (Ω)

I = arus beban (A)

ΔV = susut tegangan (volt)

Impedansi masing-masing bagian :

14

= + Ω .........................................................................2.5

Dari rangkaian yang ditunjukkan dalam Gambar 2.2 diperoleh :

= + = + .......................................2.6

VR = I ZL adalah susut tegangan sepanjang ZL atau tegangan beban, dan I

. Zsal adalah susut tegangan sepanjang Zsal atau ΔV. Penurunan persamaan jatuh

tegangan dapat ditentukan dari gambar diagram fasor transmisi daya pada gambar

2.3:

Gambar 2.4 Diagram Vector [4]

Adapun perhitungan losses pada jaringan distribusi primer adalah

sebagai berikut :

a. Persamaan rugi-rugi daya aktif pada saluran : ∆ = 3 ..................................................2.7

Dimana : ∆ = Besar rugi-rugi daya aktif (Watt) = Besar Arus per phasa (Ampere) = Besar Resistansi pada saluran (Ohm)

Maka untuk saluran distribusi primer besar rugi-rugi daya aktif adalah : ∆ = ∆ + ∆ + ∆ ................................2.8

b. Persamaan rugi-rugi daya reaktif ∆ = 3 ............................................2.9

Dimana :

15

∆ = Besar rugi-rugi daya reaktif (VAR) = Besar arus perfase (Ampere)

= Besar reaktans induktif pada saluran (Ohm) ∆ = ∆ + ∆ + ∆ ..........................2.10

Perhitungan persentase jatuh tegangan penyulang montasik pada saluran

distribusi primer : %∆ = ∆ % ......................................2.11

2.6 RENDAHNYA TEGANGAN UJUNG

Rendahnya tegangan ujung ini sering terjadi ,dimana tegangan

ujung tidak sesuai dengan tegangan awal atau tegangan ujung jauh lebih rendah

dari tegangan pangkal pada jaringanini membuat konsumen tidak bisa melakukan

beberapa aktifitas yang menggunakan peralatan elektronik.Adapun penyebab

terjadinya tegangan ujung yang rendah terdiri dari:

a. Ukuran penghantar, diameter penghantar yang dipasang untuk mengalirkan

energi listrik kepada tiap-tiap pelanggan. Jika diameter penghantar kecil maka

akan mengakibatkan rugi-rugi yang besar.

b. Beban tak seimbang adalah dimana beban yang terima pada masing masing

jalur ( R – S – T ) berbeda-beda,ini akan berpengaruh pada tegangan.

c. Regulasi tegangan yang buruk.

d. Faktor daya di beban rendah.

e. Jaringan terlalu panjang, jaringan yang terlalu panjang akan memiliki tahanan

yang cukup banyak, sehingga energi yang tersalur akan berkurang dan akan

menjadi losses

f. Rendahnya perawatan peralatan dan penuaan usia peralatan

g. Rendahnya perawatan material juga akan berpengaruh pada penyaluran

energi yang disalurkan,seperti penghantarjika penghantar yang digunakan

sudah tidak berfungsi dengan baik, maka penyaluran energi akan menemui

kendala dan akan menimbulkan losses.

2.7 USAHA MEMPERBAIKI TEGANGAN

Dalam sistem pengusahaan tenaga listrik, berbagai upaya dilakukan untuk

memperkecil nilai jatuh tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi pada saluran

16

distribusi. Hal tersebut dilakukan karena jatuh tegangan selain merugikan

perusahaan, juga merugikan pihak pelanggan sebagai pengguna jasa listrik yang

selalu menuntut jasa layanan dengan kualitas yang baik. Beberapa langkah upaya

yang harus dilakukan untuk memperkecil jatuh tegangan dan rugi daya adalah :

2.7.1 Penyeimbangan Beban

Pengaruh beban yang tidak seimbang pada masing-masing fase sangat

besar, karena untuk kondisi tersebut pada hantaran netral mengalir arus yang

nilainya tidak terukur dan sangat merugikan pengusahaan. Pada fase yang

berbeban berat, nilai jatuh tegangan akan lebih besar dibandingkan dengan fasa

yang berbeban ringan. Untuk memperkecil nilai rugi tersebut selalu di upayakan

langkah-langkah pengukuran beban secara realtime, terutama pada saat beban

puncak, untuk pelaksanaan daerah pemerataan beban. Dengan keseimbangan

beban maka dapat dihasilkan ;

1. Arus pada setiap phasa akan mendekati harga yang sama.

2. Susut tegangan masing-masing fase akan mendekati sama.

2.7.2 Memperbesar Tegangan Kirim

Untuk nilai impedans saluran yang tetap, maka memperbesar tegangan

pengirim akan memberikan dampak kepada ujung tegangan penerima menjadi

lebih besar, sehingga regulasi tegangan menjadi lebih baik.

17

2.7.3 Memperbesar Penampang Hantaran

Ukuran penampang hantaran berpengaruh terhadap besar kecilnya nilai

jatuh tegangan maupun rugi daya yang terjadi. Oleh karena itu dalam perencanaan

saluran distribusi harus diperhitungkan besar-kecilnya penampang hantaran yang

akan dipasang, dan harus disesuaikan dengan pembebanan program jangka

panjang. Memperbesar penampang penghantar saluran berarti mengurangi

besarnya nilai impedans saluran tersebut. Sehingga untuk beban yang sama pada

masing-masing fase, nilai susut tegangannya akan menjadi semakin kecil.

2.8 STUDI ALIRAN DAYA

Studi aliran daya adalah studi yang dilakukan untuk mendapatkan

informasi mengenai aliran daya atau tegangan sistem dalam kondisi

pengoperasian normal, baik yang sedang berjalan maupun diharapkan akan terjadi

dimasa yang akan datang karena seiring dengan bertambahnya konsumen akan

kebutuhan listrik, maka akan selalu terjadi perubahan beban, perubahan unit-unit

pembangkit, dan perubahan saluran transmisi/distribusi[13].

Aliran daya memiliki masalah mencakup perhitungan aliran dan

tegangan sistem pada terminal dan bus tertentu. Gambar dibawah menunjukan

sistem 3 bus sederhana. Representasi fasa tunggal dilakukan karena sistem

dianggap seimbang. Di dalam studi aliran daya, bus-bus dibagi dalam 3 macam,

yaitu: Slack bus atau swing bus atau bus referensi, Voltage controlled bus atau bus

generator dan Load bus atau bus beban.

BusBeban

Gambar 2.5 Sistem 3 Bus Sederhana[13]

ncnMjzxh

BBusVoltage

c

Slack Bus

18

Pada tiap-tiap bus terdapat 4 besaran, yaitu:

Daya nyata atau daya aktif P

Daya reaktif Q

Harga skalar tegangan |V|

Sudut fasa tegangan Ɵ

2.8.1 Aliran Daya Metode Gauss-Seidel

Metode Gauss-Seidel merupakan salah satu metode yang digunakan

dalam aliran daya. Penyelesaian digital untuk masalah aliran beban ini, akan

mengikuti proses perulangan dengan menetapkan nilai-nilai perkiraan untuk

tegangan bus yang tidak diketahui dan menghitung suatu nilai baru untuk setiap

tegangan bus dari nilai-nilai perkiraan yang didapat dari proses iterasi

sebelumnya. Jadi diperoleh suatu himpunan baru nilai tegangan untuk setiap bus

dan kemudian digunakan untuk menghitung himpunan tegangan bus iterasi

berikutnya. Setiap perhitungan suatu himpunan baru tegangan itu dinamakan

iterasi (iteration). Proses iterasi ini diulang terus hingga perubahan yang terjadi

pada setiap bus kurang dari suatu nilai minimum yang telah ditentukan[10].

Pemodelan sebuah rel dari suatu sistem tenaga listrik pada gambar

dibawah ini merupakan impedansi pada sistem yang telah dirubah menjadi

admitansi perunit (pu).

Gambar 2.6 Tipikal Bus Dalam Sistem Tenaga[10]

Dari hukum arus kirchoff diperoleh persamaan (2.12): = + − + − + ⋯+ −

19

= + + + ⋯+ − − − …............2.12

Atau: = ∑ = − ∑ − ≠ ………………………………2.13

Daya aktif dan reaktif pada saluran adalah: + = ∗………………………………………………………2.14

Atau: = −∗ ……………………………………………………………2.15

Substitusikan persamaan (2.15) ke persamaan (2.13), diperoleh: −∗ = ∑ = − ∑ = ≠ ……………………………2.16

Dari hubungan di atas terlihat bahwa perumusan matematis dari masalah

aliran daya yang menghasilkan system persamaan aljabar nonlinear yang harus

diselesaikan dengan teknik pengiterasian.

Pada metode Gauss-seidel persamaan diatas (2.16) dipecahkan untuk

mencari nilai Vi, sehingga iterasi sebagai berikut:

+ ℎ− ℎ∗ +∑ ∑ ≠ …………………………………….2.17

Jika persamaan diatas dipecahkan kembali untuk melihat Pi dan Qi, maka

diperoleh persamaan sebagai berikut: + = ℜ∗ [ ∑ − ∑ −− ] ≠ …………..2.18 + = −ℑ∗ [ ∑ − ∑ −− ] ≠ ………....2.19

Dalam matriks atmitansi saluran, = − dan = ∑ . Sehingga

persamaan (2.16) menjadi:

+ ℎ− ℎ∗ +∑ ∑ ≠ ……………………………………2.20

Dan Pi dan Qi menjadi: + = ℜ∗ [ ∑ + ∑ −− ] ≠ ………….2.21 + = −ℑ∗ [ ∑ + ∑ −− ] ≠ ……….2.22

20

Proses iterasi pada persamaan (2.20) akan terus berlangsung bila belum

didapatkan nilai toleransi yang diinginkan. Prosedur selengkapnya dari metode

Gauss Sheidel adalah sebagai berikut:

a. Asumsikan nilai Vi* dan cari penyelesaian untuk mendapatkan Vi(1)

b. Jika (Vi(1)– Vi

(0)) ≤ nilai toleransi, perhitungan dihentikan dan Vi=Vi(1)

c. Proses ini terus berlanjut hingga bus berakhir.

Nilai pada tegangan dari iterasi metode gauss-sidel dari persamaan

(2.20) paling sering digunakan pada iterasi. Persamaan yang sama untuk mencari

bus ℎdapat di tuliskan dengan matrik dibawah ini[14]:

[ − − − −− −− − − − − − − − − −− − − −− − − − − − − −− − − − ]

[ − − −− − − ]

= [ − −− − ]

………………….2.23

Yang mana setiap elemen pada bus Y adalah matrik 3 x 3. Seperti

persamaan berikut:

= [ ]……………………………………….2.24

Karena demikian, bus Y pada persamaan (2.23) dapat disusun sebagai

berikut:

= [ ]…………………………………………….2.25

Yang mana dari setiap elemen adalah matrik n x n. Persamaan =[ ][] akan dikombinasikan dengan persamaan berikut:

[ ] [ ] = [ ]……………………………………2.26

Yang mana A, B, dan C adalah system distribusi 3 fasa. Dengan

menggunakan persamaan (2.23) dalam persamaan (2.26) kita mendapatkan

persamaan sebagai berikut: × + × − + × − = × + × + × − = × + × + × = ………………………...............2.27

Persamaan (2.27) dapat dituliskan sebagai berikut:

21

= − ( − × − − × − )……………………....2.28

Pada rumusan ini menerapkan prinsip super-posisi, untuk mencari

tegangan bus yang didapatkan dengan persamaan berikut: = , + …………………………………………………..2.29

Dengan cara yang sama dapat dilihat VDb dan VDc, sebagai berikut: = − ( − × − × − )…………………………2.30 = , + …………………………………………………...2.31 = − ( − × − × )……………………………2.32 = , + …………………………………………………...2.33

22

BAB 3

METODE PENELITIAN

TAHAPAN PENELITIAN

Objek penelitian merupakan permasalahan yang diteliti. Objek dari

penelitian ini adalah mencari letak buspenyulang berdasarkan jatuh tegangan pada

jaringan 20 kV. Penelitian ini dilaksanakan pada penyulang indrapuri,Rayon

Lambaro, cabang Banda Aceh.

Adapun metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan penelitian

ini dapat dilihat pada gambar flowchat 3.1 dibawah ini :

Mulai

Pengolahan Data

Menggunakan Etap Dan

Analisa

Pengambilan Data

Dengan Wawancara

Studi Literatur

Hasil Dan Pembahasan

Laporan

Selesai

Gambar 3.1 Flowchart metodologi penelitian

Penelitian tugas akhir ini menggunakan metode sebagai berikut :

1. Mulai

23

Mempersiapkan alat penelitian yang digunakan dalam menyusun

tugas akhir dan literatur yang berkaitan dengan peneliti ini.

2. Studi Literatur

Mempelajari teori-teori terkait dengan penelitian yang akan

dilakukan dari berbagai sumber. Adapun studi literatur yang dilakukan

adalah mempelajari tentang jatuh tegangan jaringan distribusi primer 20kV

dari buku, jurnal yang terkait.

3. Pengambilan Data

Pengambilan data dilakukan pada PT. PLN (Persero) Rayon

Lambaro, teknik yang dilakukan dalam pengambilan data dengan wawan

cara kepada beberapa pegawai PLN.

4. Pengolahan Data

Data yang diperoleh berupa nilai jatuh tegangan pada setiap line

dan bus pada penyulang indrapuri. Berdasarkan hasil perhitungan tersebut

akan dianalisa tingkat kelayakan setiap jatuh tegangan pada penyulang

indrapuri sesuai dengan acuan standar dari SPLN 72 : 1987.

5. Hasil dan Pembahasan

Hasil perhitungan berupa nilai dari setiap tegangan pada penyulang

indrapuri. Hasil perhitungan ini akan dibuat dalam bentuk tabel. Penulisan

ini menggunakan penelitian deskriptif analitis, yaitu penelitian yang

bertujuan menggambarkan, menganalisis dan menarik kesimpulan tentang

keadaan objek yang diteliti berdasarkan acuan standar yang ada.

6. Penulisan Laporan

Terakhir yaitu penulisan laporan, yang meliputi penulisan dan

penjelasan tinjauan pustaka, metode, hasil, pembahasan, dan kesimpulan

yang bertujuan untuk menunjukan hasil penelitian sesuai metode yang

digunakan. Laporan menjadi bukti tertulis suatu penelitian dan bisa

dijadikan referensi bagi penelitian berikutnya.

KEBUTUHAN SISTEM

Dalam penelitian tugas akhir ini menggunakan beberapa peralatan

penunjang dan software untuk merancang. Adapun peralatan yang digunakan pada

tugas akhir ini adalah:

24

a. PC atau Laptop

b. Software ETAP 12.6

c. Sistem Operasi Windows 7 Ultimate

d. Software Ms office word 2007.

PROSEDUR PENELITIAN

3.3.1 Tahap Studi Literatur

Tahap ini merupakan tahap awal dari penelitian yang akan dilakukan.

Studi literatur ini merupakan langkah awal bagi peneliti untuk menguasai materi

yang akan diteliti seperti tentang : Gardu, Jenis-jenis gardu, Rugi-rugi jatuh

tegangan dan penghantar sehingga memudahkan peneliti dalam menjalankan

penelitiannya.

3.3.2 Tahap Studi Lapangan

Tahap ini merupakan tahap lanjutan setelah peneliti menguasai materi

bidang yang sedang diteliti. Pada tahap ini peneliti melakukan studi lapangan

yaitu melakukan pengambilan beberapa data yang diperlukan untuk proses

selanjutnya.

3.3.3 Tahap Analisa/Perhitungan

Pada tahapan ini peneliti melakukan perhitungan dan simulasi data

dilakukan dengan software ETAP 12.6.

Gambar 3.2 Pemodelan Single Line Diagram Dengan ETAP

25

Hasil dari simulasi data berupa tabel dan grafikyang telah diperoleh

dilapangan baik itu melalui wawancara langsung maupun data hasil pengukuran.

3.1.4 Tahap Penyusunan Laporan

Tahapan penyusunan laporandiharapkan peneliti mampu menarik

kesimpulan dari hasil analisis atau pembahasan yang dilakukan yaitu penelitian

tentang Studi Jatuh Tegangan pada penyulang indrapuri.

3.4 Rencana Pengolahan Data/Analisis

Analisa data pada jaringan distribusi primer 20kV pada penyulang

Indrapuri akan dilakukan dengan menggunakanETAP 12.6.0, dengan input data

parameter dalam ETAP seperti: beban, panjang saluran, kabel saluran, data trafo

pada jaringan distribusi yang disuplai dari gardu hubung Lambaro.

Dalam melakukan simulasi dengan software ETAP 12.6.0, diperlukan

beberapa data untuk diolah antara lain, data jaringan, data trafo distribusi, dan data

beban. Data tersebut diperoleh dari PT. PLN (Persero) Rayon Lambarodengan

cara mengajukan surat permohonan yang dikeluarkan oleh jurusan. Pada simulasi

terdapat dua jenis bus yaitu bus swing/slackdan bus beban. Untuk mendapatkan

hasil aliran daya pada jaringan distribusi, Simulasi ini menggunakan metode

Gauss-Seidel.

26

27

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 DATA PENGUJIAN

Data hasil perhitungan jatuh tegangan menggunakan software ETAP12.6

dengan nilai jatuh tegangan pada penyulang indrapuri ditunjukkan pada tabel 4.1:

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Jatuh Tegangan.

Gardu Panjang Saluran

JTM (KM)

No Jenis Alamat kV Sudut

IDR 001 Tiang 12 Ds. Lampreh 19,971 0,0 0,6

IDR 002 Tiang 17 Ds. Ujung XII Lampreh 19,960 0,0 0,25

IDR 003 Tiang 39 Ds. Bukloh ( Sisip ) 19,914 0,0 1,25

IDR 004 Tiang 64 Ds. Bukloh 19,863 0,0 0,5

IDR 005 Tiang 74 Ds. Aneuk batee 19,843 -0,1 0,05

IDR 006 Tiang 97 Ds. Menasah Bak Thu 19,799 -0,1 0,55

IDR 007 Tiang 98 Ds. Lambaro Sibreh 19,797 -0,1 1,15

IDR 008 Tiang 109 Ds. Weusiteh Sibreh 19,778 -0,1 0,45

IDR 009 Tiang 123 Ds. Aneuk Galong ( Sisip ) 19,754 -0,1 0,2

IDR 010 Tiang 146 Ds. Aneuk Galong Titi 19,716 -0,1 0,2

IDR 011 Tiang 155 Pabrik Ban Aneuk Galong 19,712 -0,1 0,45

IDR 012 Tiang 162 Ds. Aneuk Galong 19,710 -0,1 0,05

IDR 013 Tiang 166 Marhaban Yusuf 19,709 -0,1 0,45

IDR 014 Tiang 170 Tower Telkom Sibreh 19,709 -0,1 0,6

IDR 015 Tiang 179 Ds. Baet Mesjid 19,709 -0,1 1,75

IDR 016 Tiang 197 Pasantren Imam Syafi'i 19,706 -0,1 1,4

IDR 017 Tiang 198 Ds. Sibreh Keumude 19,706 -0,1 0,75

IDR 018 Tiang 207 Sp. Dilip Bukti 19,706 -0,1 0,45

IDR 019 Tiang 218 Ds. ANEUK GLEE MESJID 19,706 -0,1 1,6

IDR 020 Tiang 230 Peukan Samahani 19,702 -0,1 0,85

IDR 021 Tiang 265 Ds. Lubuk Puni 19,662 -0,1 2,5

IDR 022 Tiang 293 Ds. Mon Ie Lam Ara 19,630 -0,1 1,6

IDR 023 Tiang 308 Ds. Lam Ara Cut 19,614 -0,1 0,25

IDR 024 Tiang 317 Ds. Lam Ara Tunong 19,605 -0,1 1,05

IDR 025 Tiang 349 Tower Telkom Tumbo Baro 19,578 -0,1 1,55

IDR 026 Tiang 366 Ds. Tumbo Baro 19,564 -0,1 0,05

IDR 027 Tiang 416 Perum. Wartawan 19,542 -0,2 1,1

IDR 028 Tiang 448 Pasantren Kuta Malaka 19,521 -0,2 0,15

IDR 029 Tiang 453 Pasantren Darul Maryam 19,521 -0,2 3,1

IDR 030 Tiang 474 LPMP 19,520 -0,2 1,1

IDR 031 Tiang 505 Ds.Nron 19,506 -0,2 0,55

IDR 032 Tiang 506 Ds.Meunasah Bhak Tu 19,506 -0,2 0,9

IDR 033 Tiang 528 Simpang Aneuk Galong 19,505 -0,2 0,35

IDR 034 Tiang 531 Ds.Luthu 19,505 -0,2 0,7

IDR 035 Tiang 593 Ds.Lamsiteh COT 19,480 -0,2 1,15

IDR 036 Tiang 642 Ds. Mon Alue Lambunot 19,470 -0,2 2,45

IDR 037 Tiang 658 Mesjid Jruek Balee 19,468 -0,2 0,8

IDR 038 Tiang 668 Ds. Grot 19,467 -0,2 0,5

IDR 039 Tiang 696 Gardu Beton RRI 19,475 -0,2 1,4

IDR 040 Tiang 706 Ds. Aneuk Glee 19,473 -0,2 0,5

IDR 041 Tiang 736 Jamiatul Ulama Village 19,471 -0,2 1,5

IDR 042 Tiang 752 Ds. Indrapuri 19,470 -0,2 0,8

28

Hasil perhitungan dengan software ETAP 12.6 pada tabel 4.1 dapat

digambar diagram bentuk grafik tegangan seperti gambar 4.1 berikut ini:

Gambar 4.1 Grafik Jatuh Tegangan

Pada gambar 4.1 menunjukkan besarnya nilai tegangan pada penyulang

indrapuri secara keseluruhan yang dimulai dari IDR 001 sampai dengan IDR 042.

Berdasarkan pada Tabel 4.1 dapat dilihat sumbu y menunjukan nilai tegangan

pada penyulang indrapuri sedangkan sumbu x menunjukkan nomor gardu yang

ada pada penyulang indrapuri. Dapat diamati pada grafik diatas bahwa nilai

tegangan pada penyulang indrapuri mengalami penurunan tegangan di sepanjang

gardu IDR 001 sampai IDR 038 secara signifikan namun naik sedikit pada IDR

039 dan kembali turun. Hal ini disebabkan oleh jarak antara gardu induk dengan

gardu hubung lambaro tidak jauh berkisar antara 1,5 KM hingga 2 KM sehingga

mempengaruhi keandalan nilai tegangan penyulang indrapuri yang disuplai

tegangannya dari gardu hubung lambaro.

4.2 HASIL DAN ANALISA

4.2.1 Analisa Drop Tegangan

Dari hasil simulasi perhitungan nilai persentase jatuh tegangan

menggunakan software etap 12.6 yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa:

1) Gardu IDR 040

29

Gambar 4.2 Diagram Garis Letak Gardu IDR 040

Seperti yang terlihat pada gambar 4.2 merupakan letak gardu IDR 040

berdasarkan oneline diagram sistem distribusi pada penyulang indrapuri.

Berdasarkan hasil pengolahan data terdapat titik paling besar persentase jatuh

tegangan terjadi pada penyulang indrapuri. Berdasarkan data yang diperoleh jatuh

tegangan yang terjadi pada gardu tersebut dapat ditentukan:

Data Gardu IDR 040 selengkapnya dapat dilihat pada lampiran.

%∆V = %Vs – %Vt

= 100% –91,7%

%∆V = 8,3%

Besar persentase jatuh tegangan yang terjadi pada IDR 040 adalah sebesar

8,3%. Untuk perhitungan gardu lainnya dapat dilihat dalam tabel 4.2 dibawah ini:

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan %∆V

No Gardu From- To Bus Flow To-From Bus Flow Losses % Bus Voltage Jatuh Tegangan

(%∆V)

MW Mvar MW Mvar kW kvar Vs Vt

1 IDR 001 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0

2 IDR 002 -0,089 -0,055 0,091 0,058 1,6 2,4 97,5 100 2,5

3 IDR 003 -0,012 -0,007 0,012 0,008 0,1 0,1 98,4 100 1,6

4 IDR 004 -0,062 -0,038 0,063 0,040 1,3 1,9 96,6 100 3,4

5 IDR 005 -0,067 -0,041 0,068 0,043 0,9 1,4 97,3 100 2,7

6 IDR 006 -0,046 -0,029 0,047 0,030 0,7 1,0 97,0 100 3

7 IDR 007 -0,066 -0,041 0,068 0,043 1,5 2,2 95,7 100 4,3

8 IDR 008 -0,026 -0,006 0,027 0,017 0,5 0,7 96,3 100 3,7

9 IDR 009 -0,024 -0,015 0,024 0,015 0,1 0,1 98,2 100 1,8

10 IDR 010 -0,055 -0,034 0,055 0,035 0,6 0,9 97,1 100 2,9

11 IDR 011 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0

12 IDR 012 -0,058 -0,036 0,059 0,038 1,1 1,7 96,0 100 4

13 IDR 013 -0,001 0,000 0,001 0,000 0,0 0,0 98,6 100 0

14 IDR 014 -0,005 -0,003 0,005 0,003 0,0 0,0 97,8 100 2,2

15 IDR 015 -0,008 -0,005 0,008 0,005 0,0 0,0 98,1 100 1,9

16 IDR 016 -0,026 -0,016 0,026 0,017 0,1 0,2 97,5 100 2,5

17 IDR 017 -0,069 -0,043 0,070 0,044 1,0 1,5 96,2 100 3,8

18 IDR 018 -0,060 -0,037 0,062 0,041 2,5 3,8 92,6 100 7,4

19 IDR 019 -0,031 -0,019 0,032 0,020 0,7 1,0 95,1 100 4,9

20 IDR 020 -0,059 -0,037 0,060 0,038 0,7 1,1 96,3 100 3,7

21 IDR 021 -0,026 -0,016 0,026 0,017 0,5 0,7 95,5 100 4,5

22 IDR 022 -0,035 -0,022 0,036 0,023 0,4 0,6 96,1 100 3,9

23 IDR 023 -0,018 -0,011 0,018 0,012 0,2 0,3 96,1 100 3,9

24 IDR 024 -0,033 -0,021 0,034 0,022 0,8 1,2 94,6 100 5,4

25 IDR 025 -0,005 -0,003 0,005 0,003 0.0 0,0 96,8 100 3,2

30

26 IDR 026 -0,033 -0,020 0,033 0,021 0,7 1,1 94,6 100 5,4

27 IDR 027 -0,005 -0,009 0,015 0,009 0,1 0,2 96,3 100 3,7

28 IDR 028 -0,006 -0,003 0,006 0,004 0,0 0,0 97,1 100 2,9

29 IDR 029 -0,016 -0,010 0,016 0,010 0,3 0,5 94,6 100 5,4

30 IDR 030 -0,003 -0,002 0,003 0,002 0,0 0,0 99,6 100 0,4

31 IDR 031 -0,012 -0,007 0,012 0,007 0,0 0,1 98,1 100 1,9

32 IDR 032 -0,011 -0,007 0,011 0,007 0,0 0,1 98,2 100 1,8

33 IDR 033 -0,043 -0,026 0,044 0,028 1,2 1,9 94,8 100 5,2

34 IDR 034 -0,008 -0,005 0,008 0,005 0,0 0,1 98,2 100 1,8

35 IDR 035 -0,029 -0,018 0,029 0,018 0,3 O,4 97,9 100 2,1

36 IDR 036 -0,049 -0,030 0,049 0,031 0,8 1,2 95,2 100 4,8

37 IDR 037 -0,051 -0,032 0,053 0,035 1,9 2,8 92,7 100 7,3

38 IDR 038 -0,017 -0,010 0,017 0,011 0,2 0,3 95,9 100 4,1

39 IDR 039 -0,000 -0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0 0 0

40 IDR 040 -0,061 -0,038 0,064 0,042 2,7 4,1 91,7 100 8,3

41 IDR 041 -0,021 -0,013 0,021 0,013 0,3 0,4 95,6 100 4,4

42 IDR 042 -0,021 -0,013 0,021 0,013 0,3 0,4 95,6 100 4,4

Pada tabel 4.2 dapat di buat grafik persentasi hasil perhitungan jatuh

tegangan %∆V seperti yang ditunjukkan gambar 4.3 dibawah ini:

Gambar 4.3 Grafik Jatuh Tegangan (%∆V)

Hasil perhitungan persentase jatuh tegangan pada IDR 040 adalah sebesar

8,3%. Dari hasil perhitungan dapat dinyatakan bahwa besarnya jatuh tengangan

yang terjadi pada IDR 040 tersebut masih dalam batas yang dapat ditoleransi

dalam standar yang dipakai oleh PLN yaitu sesuai dengan SPLN 72:1987 sebesar

kurang 10% dari tegangan kirim 20 kV.

Pada gardu IDR 040 tersebut terjadi jatuh tegangan sampai dengan 8,3%

yang disebabkan oleh jarak trafo yang cukup jauh dari gardu hubung dan juga

penghantar yang dipakai mempunyai tahanan. Pada IDR 040 ini juga memiliki

arus beban yang terlalu besar dimana pembebanan pada trafo tersebut mencapai

148,68% dari kapasitas trafo yaitu 50 kVA berdasarkan data yang diperoleh dari

31

PT. PLN (Persero) Rayon Lambaro. Sehingga apabila ada pelanggan yang akan

melakukan pemasangan baru maka dari pihak PLN harus memilih trafo baru yang

terdekat untuk solusi pengurangan beban berlebih pada trafo IDR 040, sehingga

jatuh tegangan yang terjadi masih dalam tahapan toleransi yang telah dicantumkan

dalam SPLN 72:1987 sebesar kurang 10% dari tegangan kirim.

32

BAB 5

PENUTUP KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan yang telah dipaparkan maka kesimpulan yang

dapat diambil dari analisa jatuh tegangan pada penyulang indrapuri yaitu:

1. Penyebab utama yang menyebabkan terjadinya jatuh tegangan pada

penyulang indrapuri yaitu disebabkan oleh pajang saluran serta

penghantar yang dipakai mempunyai tahanan.

2. Jatuh tegangan yang terjadi pada penyulang indrapuri diluar toleransi

wajar sesuai dengan SPLN 72: 1987.

3. Jatuh tegangan terbesar yang terjadi pada IDR 040 sebesar 8,3%

disebabkan oleh panjang saluran dan tahanan pada penghantar.

SARAN

1. Dengan memperbesar luas penampang penghantar sehingga nilai resistans

saluran tidak terlalu besar.

2. Karena panjang saluran sangat mempengaruhi jatuh tegangan maka

dengan itu harus diperhatikan dan panjang saluran tersebut yang jatuh

tegangannya terlalu besar harus diperpendek supaya besar jatuh tegangan

yang terjadi tidak terlalu besar.

33

DAFTAR PUSTAKA

D. Marsudi, Pembangkitan Energi Listrik Edisi Kedua. Jakarta, Erlangga, 2011.

S. P. Seno “Optimasi Penempatan Transformator Distribusi Berdasarkan Jatuh

Tegangan,” Skripsi, Universitas Diponegoro, Indonesia, 2006.

Stevenson dan William D, JR, Analisis Sistem Tenaga, Edisi ke Empat , Alih

Bahasa Oleh Ir. Kamal Idris. Jakarta : Erlangga, 1993.

T. Fitriadi, “Studi Penempatan Transformator Distribusi 20 kV Berdasarkan Jatuh

Tegangan Pada Penyulang Ulee Lheue,” Skripsi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia 2015.

D. Peukasa, “Analisa Jatuh Tegangan Jaringan Distribusi 20kV Pada Feeder Syiah Kuala PT. PLN (Persero) UPT Tragi Banda aceh,” Skripsi, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, Indonesia 2014.

Zuhal, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta : Gramedia

Pustaka Utama, 1995.

Diktat PT. PLN (Persero)Transmisi Tenaga Listrik, Jakarta, 2010.

SPLN 72, Spesifikasi Desain Untuk Jaringan Tegangan Menengah (JTM) Dan

Jaringan Tegangan Rendah (JTR). Jakarta, 1987.

G. Turan, Elektric Power Distribution System Engineering. Colombia, McGraw-

hill Book Company, 1986

H. Saadat, Power System Analysis, milwaukee school of engineering:

WCB/McGraw-Hill.

T. Thakur, and Jaswanti Dhiman., “ A New Approach to Load Flow Solutions for

Radial Distribution System,” IEEE, 2006.

D. Das, D. P. Kothari, and A. Kalam., “Simple and efficient method for

load flow solution of radialdistribution networks,” IEEE, pp. 335-346, 1995.

H. Basri, Sistem Distribusi Daya Listrik, Jakarta: ISTN, 1997.

34

B. A. G, "Three-phase load flow methods for radial distribution networks," IEEE,

2008.

35

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Rahmat Akbar

Tempat/Tanggal Lahir : Empe Ara/ 09September 1992

NIM : 1004105020011

Jurusan/ Angkatan : Teknik Elektro/ 2010

Universitas : Syiah Kuala

Jenis Kelamin : Laki - Laki

Agama : Islam

Alamat : Ds. Empe Ara, Kec. Indrapuri, Kab. Aceh Besar

Email : rahmatakbar09@gmail.com

No. HP : 082360719117

RIWAYAT PENDIDIKAN

TK Asyiah Indrapuri 1997 - 1998

SD Negeri 1 Indrapuri 1998 - 2004

SMP Negeri 1 Indrapuri 2004- 2007

SMANegeri 3 Banda Aceh 2003 – 2006

Universitas Syiah Kuala Fakultas Teknik

Jurusan Teknik Elektro, Program S1 2010 - sekarang

PENGALAMAN ORGANISASI

Pengurus Himatektro, 2010 - 2013