analisa ketidakseimbangan beban listrik pada gardu … · lembar persetujuan analisa...

ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK

PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Disusun

Oleh :

LUTFI SEPTYO AFFANDI

NIM : 201010130311161

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK


2015




TUGAS AKHIR

Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik dalam Menyelesaikan

Program Sarjana (S-1) Teknik

Disusun Oleh :

LUTFI SEPTYO AFFANDI

NIM : 201010130311161

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK


2015

LEMBAR PERSETUJUAN




Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

Program Strata-1 (S1) Jurusan Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

Lutfi Septyo Affandi

NIM : 201010130311161

Disetujui,

Pembimbing I

Ir. Diding Suhardi, M.T.

NIDN: 0706066501

Pembimbing II

Ilham Pakaya, S.T.

NIDN: 0717018801

LEMBAR PENGESAHAN




Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (ST)

di Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:


NIM : 201010130311161

Tanggal Ujian : 18 Agustus 2015

Periode Wisuda : Oktober 2015

Disetujui oleh :

1. Ir. Diding Suhardi, M.T.

NIDN : 0706066501

(Pembimbing I)

2. Ilham Pakaya, S.T.

NIDN : 0717018801

(Pembimbing II)

3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN : 0718036502

(Penguji I)

3. Drs. Budhi Priyanto, M. Si.

NIDN : 0026106701

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T.

NIP : 10892030257

LEMBAR PERNYATAAN

Assalamu’ alaikum Wr. Wb.

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Lutfi Septyo Affandi

Tempat, Tanggal lahir : Sidoarjo, 02 September 1991

NIM : 201010130311161

Fakultas/Jurusan : Teknik/Elektro

Menyatakan bahwa karya ilmiah/Tugas Akhir saya yang berjudul

“ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU

LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG”

Adalah merupakan bukan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun

keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan apabila

pernyataan ini tidak benar, saya bersedia mendapatkan sanksi akademis.

Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.

Malang,

Yang menyatakan,


Mengetahui,

Pembimbing I

Ir. Diding Suhardi, MT.

NIDN: 0706066501

Pembimbing II

Ilham Pakaya, ST.

NIDN: 0717018801

KATA PENGANTAR

Assalamu‘alaikum Wr. Wb.

Syukur alhamdulillah saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala

nikmat dan kesempatan yang telah dilimpahkan-Nya sehingga dapat

terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.

Dalam usaha membantu para mahasiswa untuk memenuhi persyaratan

kelulusan, maka disusunlah Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “ANALISA

KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU LISTRIK

KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG”. Kehadiran

laporan ini kurang lebih akan mewujudkan tingkat pemahaman dan pengertian

yang lebih bagi kalangan mahasiswa, khususnya Teknik Elektro.

Akhirnya semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat tidak hanya

bagi para mahasiswa Teknik Elektro, tetapi juga kepada para mahasiswa lain

yang ingin mengetahui dan belajar tentang Laporan Tugas Akhir ini lebih dalam.

Selama proses pelaksanaan dan pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis banyak

menerima bimbingan, pengarahan, bantuan, dan motivasi dari berbagai pihak.

Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar

besarnya kepada yang terhormat :

1. Kedua orang tua tercinta Bapak Supriadi dan Ibu Nutsiana yang telah

membesarkan, memelihara dan mendidik penulis selama ini serta kakak

yang telah memberikan segala dukungan, nasihat baik dalam bantuan

materi, bantuan langsung maupun do’anya.

2. Bapak Ir. Diding Suhardi M.T. selaku dosen pembimbing I dan Bapak

Ilham Pakaya S.T. selaku dosen pembimbing II yang terus memberi

masukan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Ibu ketua jurusan Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T. yang telah banyak

memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis agar terselesainya

tugas akhir ini.

4. Seluruh Bapak dan Ibu dosen di jurusan teknik elektro atas ilmu yang telah

diberikan selama penulis belajar di Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Seluruh staf administrasi dilingkungan Jurusan Elektro, Fakultas Teknik,

dan Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Teman-teman seperjuangan elektro kelas D angkatan 2010 yang telah

banyak membantu dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.

7. Kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh

penulis, terima kasih atas dukungan serta doanya, semoga Allah SWT

membalas semua kebaikan kepada kalian semua. Amin Ya Rabbal

Alamin.

Materi Laporan Tugas Akhir ini telah mengalami revisi dan pengujian

simulasi. Sekalipun demikian tidak menutup kemungkinan ada beberapa bagian

yang masih kurang terpenuhi kelengkapan dan kesempurnannya. Penulis berharap

tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pengembangan teknologi pada saat ini

hingga teknologi yang akan datang, dan tidak lupa juga penulis sangat

mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun guna

kesempurnaan laporan tugas akhir ini.

Billahi fii sabililhaq, fastabiqul khairat..

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang,

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................... iv

ABSTRAK .......................................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................... 2

1.4 Pembatasan Masalah ..................................................................................... 2

1.5 Metodologi Pelaksanaan ............................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................... 5

2.1. Transformator .............................................................................................. 5

2.1.1. Prinsip Kerja Transformator .................................................................. 6

2.2. Ketidakseimbangan Beban ........................................................................... 7

2.3. Arus Netral ................................................................................................... 8

2.3.1. Arus Netral Karena Beban Tidak Seimbang .......................................... 8

2.3.2. Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Seimbang .................. 9

2.3.3. Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Tidak Seimbang ........ 10

2.3.4. Faktor Daya ............................................................................................ 11

2.4. Rugi-Rugi Daya Pada Jaringan Distribusi ................................................... 12

2.4.1. Rugi-Rugi Daya Pada Penghantar Phasa ............................................... 12

2.4.2. Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral Pada Penghantar netral .. 12

2.4.3. Rugi-Rugi Daya Akibat Arus Netral yang Mengkir ke Tanah .............. 13

2.4.4. Rugi-Rugi Daya Pada Sambungan Tidak Baik ...................................... 13

2.5. Persamaan-Persamaan yang Digunakan dalam Perhitungan ....................... 13

2.5.1. Perhitungan Arus Beban Penuh dan Arus hubung Singkat ................... 14

2.5.2. Perhitungan Ketidakseimbangan Beban ................................................ 14

2.5.3. Perhitungan Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral pada

Penghantar Netral ................................................................................... 15

2.5.4. Perhitungan Rugi-Rugi Daya Akibat Arus Netral yang Mengalir ke

Tanah ...................................................................................................... 15

BAB III SISTEM GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS

MUHAMMADIYAH MALANG ..................................................... 16

3.1. Deskripsi Beban Listrik .............................................................................. 16

3.1.1. Deskripsi Beban Listrik pada Gardu I dan Gardu II .............................. 16

3.1.2. Deskripsi Beban Listrik pada Gardu III dan Gardu IV .......................... 17

3.2. Objek Pengambilan Data ............................................................................. 17

3.3. Metode Pengukuran ..................................................................................... 18

3.4. Metode Pengambilan Data ........................................................................... 18

3.5. Analisa Perhitungan Arus Netral Trafo ....................................................... 25

3.6. Analisa Ketidakseimbangan Beban Dan Rugi-Rugi Daya .......................... 26

BAB IV ANALISA DATA ................................................................................ 27

4.1. Analisa Pembebanan Trafo .......................................................................... 27

4.1.1. Fuse Cut Out (FCO) ............................................................................... 27

4.1.1.1. Menentukan Fuse Cut Out ............................................................... 27

4.1.2. NH Fuse (NHF) ...................................................................................... 27

4.1.1.2. Menentukan NH Fuse (NHF) ........................................................... 28

4.1.3. Arus Hubung Singkat (Short Circuit Current) ..................................... 28

4.1.1.3. Menentukan Arus Hubung Singkat ................................................. 28

4.2 Persentase Pembebanan ............................................................................... 29

4.3 Analisis Ketidakseimbangan Beban Pada Trafo ........................................... 32

4.4 Analisa Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar

Netral Trafo dan Akibat Adanya Arus Netral yang Mengalir ke Tanah ...... 36

BAB V PENUTUP ............................................................................................ 40

5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 40

5.2 Saran ............................................................................................................. 40

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 . Vektor Diagram Arus Keadaan Seimbang ..................................... 7

Gambar 2.2 Grafik Kondisi Beban yang Seimbang .......................................... 7

Gambar 2.3 Vektor Diagram Arus Keadaan Tidak Seimbang .......................... 8

Gambar 2.4 Diagram Fasor Tegangan Saluran Daya Model Fasa Tunggal ...... 9

Gambar 2.5 Segitiga Daya ................................................................................. 11

Gambar 2.6 Sambungan Kabel .......................................................................... 13

Gambar 3.1 Single Line Pembebanan Gardu I dan Gardu II Kampus III

UMM .............................................................................................. 16

Gambar 3.2 Single Line Pembebanan Gardu III dan Gardu IV Kampus III

UMM .............................................................................................. 17

Gambar 3.3 Hioki Power Analyzer 3286-20...................................................... 18

Gambar 3.4 Kyoritzu Digital Earth Tester model 4105A ................................. 18

Gambar 4.1 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu I

Kampus III UMM .......................................................................... 31

Gambar 4.2 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu II

Kampus III UMM .......................................................................... 32

Gambar 4.3 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu III

Kampus III UMM .......................................................................... 32

Gambar 4.4 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu IV

Kampus III UMM .......................................................................... 32

Gambar 4.5 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu I

Kampus III UMM .......................................................................... 35

Gambar 4.6 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu II

Kampus III UMM .......................................................................... 35

Gambar 4.7 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu III

Kampus III UMM .......................................................................... 35

Gambar 4.8 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu IV

Kampus III UMM .......................................................................... 36

Gambar 4.9 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu I Kampus III UMM ................. 39

Gambar 4.10 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu II Kampus III UMM .............. 39

Gambar 4.11 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu III Kampus III UMM ............ 39

Gambar 4.12 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu IV Kampus III UMM ............ 39

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Teknis Trafo Gardu Listrik Kampus III UMM ........................ 20

Tabel 3.2 Data Pengukuran Gardu I Kampus III UMM ................................... 21

Tabel 3.3 Data Pengukuran Gardu II Kampus III UMM .................................. 22

Tabel 3.4 Data Pengukuran Gardu III Kampus III UMM ................................. 23

Tabel 3.5 Data Pengukuran Gardu IV Kampus III UMM ................................ 24

Tabel 3.6 Analisa Perhitungan Arus Netral Trafo ............................................ 25

Tabel 4.1 Perhitungan Fuse Cut Out ................................................................. 27

Tabel 4.2 Perhitungan NH Fuse ........................................................................ 28

Tabel 4.3 Perhitungan Arus Hubung Singkat ................................................... 28

Tabel 4.4 Persentase Pembebanan Trafo Kampus III UMM ............................ 29

Tabel 4.5 Persentase Ketidakseimbangan Beban Gardu Kampus III UMM .... 33

Tabel 4.6 Persentase Rugi-Rugi Daya .............................................................. 37

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 1989.

[2] Alivin Wahyudi, ST, “Pemanfaatan Sinar Matahari Sebagai Energi

Pensuplay Daya Menggunakan Solar Cell ; Inverting dan Beban”,

Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2008.

[3] Andzil Qornain, ST, “Analisis Perbaikan Tegangan Dengan Pemasangan

Static Var Compensator (SVC) di Gardu Induk Probolinggo”, UMM Press

Malang, 2014.

[4] Berahim, Hamzah.,“Pengantar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi,

1991.

[5] Chapman S.J, “Electric Machinery Fundamental”, MacGaw-Hill Book

Company, 1985.

[6] Dian Tri Suryana, ST, “Perencanaan dan Pembuatan Alat Penyeimbang

dan Pengalih Beban pada Jaringan 3 Fasa Menggunakan Mikrokontroler

Atmega 8535”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press),

Malang, 2010.

[7] Galuh Wasesa, ST, “Analisa Faktor Kerja Tenaga Listrik pada Sistem

Distribusi Area Jaringan Universitas Muhammadiyah Malang

Menggunakan ETAP 7.0. (Kampus III Gardu ke-4)”, Universitas

Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2013.

[8] Hadi, Abdul, “Sistem Distribusi Daya Listrik”, Edisi Ketiga, Penerbit

Erlangga, Jakarta, 1994.

[9] Hutahuruk, T.S, “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Penerbit

Erlangga, Jakarta, 1989.

[10] Ir. Badaruddin, MT, “Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus

Netral dan Losses Pada Trafo Distribusi Proyek Rusunami Gading Icon”,

Universitas Mercu Buana(UMB-Press), Jakarta, 2012.

[11] James J.Burke, Power Distribution Engineering-Fundamentals And

Applications, New York : Marcel Dekker Inc., 1994.

[12] Kadir, Abdul, “Distribusi dan Utilitas Tenaga Listrik”, Penerbit

Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta, 2000.

[13] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), Jakarta : Badan

Standarisasi Nasional, 2000.

[14] Rijono, Yon.,“Dasar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi, 2004.

[15] Sudaryatno Sudirham, Dr., Pengaruh Ketidakseimbangan Arus Terhadap

Susut Daya pada Saluran, Bandung : ITB, Tim Pelaksana Kerjasama PLN-

ITB, 1991.

[16] Suprayogi Adi Wibowo, ST, “Kajian Untuk Kerja Sistem Tenaga Listrik

dengan Metode Studi Aliran Daya Newton-Rapshon di PT. PG Rajawali I

Unit PG. Krebet Baru II Malang”, Universitas Muhammadiyah Malang

(UMM-Press), Malang, 2014.

[17] Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Bandung : ITB, 1991.

analisa ketidakseimbangan beban listrik pada gardu … · lembar persetujuan analisa...

Documents