analisa pembangkit pengatur tegangan pada penyulang 20 kv

21

Copyright© 2018 RELE (Rekayasa Elektrikal dan Energi) : Jurnal Teknik Elektro. This is an open acces article under theCC-BY-SA lisence (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/).

Indra Roza: Analisa Pembangkit Pengatur Tegangan Pada Penyulang 20 Kv (Aplikasi Gardu IndukPT PLN (Persero) Sei Rotan)

Analisa Pembangkit Pengatur Tegangan Pada Penyulang 20 kV(Aplikasi Gardu Induk PT PLN (Persero) Sei Rotan)

Indra RozaTeknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Harapan Medan

Jl. Imam Bonjol No. 35 Medan, IndonesiaEmail : [email protected]

Abstrak — Dengan semakin pesatnya kebutuhan daya listrik pada masyarakat yang tinggal diperkotaandan dipedesaan maka akan berdampak tidak baik pada mutu tegangan dalam pelayanan PLN yangnilainya dibawah standar yang ditentukan. Faktor yang mempengaruhi yakni dengan adanya impedansipada saluran, maka akan terjadi tegangan jatuh, dimana tegangan yang merupakan perkalian arus denganimpedansi peralatan penyaluran tenaga listrik. Semakin besar harga resistansi dari penghantar, akansemakin besar jatuh tegangan pada system tenaga listrik. Maka perlu adanya perbaikan jatuh teganganpada tegangan ujung yang diterima dapat dilakukan dengan menaikkan tegangan ujung kirim.. Untukmengatasi tegangan jatuh dapat digunakan pengatur tegangan dengan syarat tegangan nominal distribusitegangan menengah 20 kV (fase-fase) atau 11,57 kV (fase–netral) .Batas tegangan fase–netral minimalpelayanan = -10% dari tegangan nominal = 10,41 kV atau sebesar 18 kV (fase-fase). Batas tegangan fase-netral maksimum pelayanan = + 5% dari tegangan nominal = 12,15 kV atau sebesar 21 kV (fase-fase).Tegangan pelayanan fase-fase minimal yang dipilih sebagai dasar perhitungan adalah 18,5 KV (= - 7,5%x tegangan nominal). Kemampuan regulator menaikkan dan menurunkan tegangan pada titikpemasangan = ± 10 % ( 10% raise dan 10% lower ). Dari hasil penelitian data tegangan keluaran padapenyulang masing – masing 10,4 – 27,25 % sehingga tidak memenuhi pengiriman melalui sebuah garduinduk. Setelah melewati pembangkit pengatur tegangan maka tegangan jatuhnya dibawah 5 % memenuhisyarat untuk dispply dari gardu induk ke konsumen

Kata Kunci : Analisa, Pembangit Pengatur Tegangan , Penyulang 20 KV

Abstract — With the rapid power needs of the people living in urban and rural areas will not affect eitherthe quality of the voltage in the value of PLN service under specified standards. Factors affecting namelythe existence of the impedance on the channel, there will be a voltage drop, which is the product ofcurrent voltage with an impedance of electrical power distribution equipment. The greater the resistanceof the conductor of the price, the greater the voltage drop across the electric power system. It isnecessary to repair the voltage drop at the end of the received voltage can be done by raising the voltageof the tip tell .. To solve the voltage drop voltage regulator can be used on condition that the nominalvoltage of 20 kV medium voltage distribution (phases) or 11.57 kV (-phase neutral) phase-neutral .Batasminimal service = -10% of nominal voltage = 10.41 kV or at 18 kV (phases). Limit the maximum phase-neutral service = + 5% of nominal voltage = 12.15 kV or at 21 kV (phases). The voltage phases ofminimal services selected as the basis for calculation was 18.5 KV (= - 7.5% x the nominal voltage). Theability of raising and lowering the voltage regulator at the point of = ± 10% (10% raise and a 10%lower). From the research data is the output voltage at the feeder each - each 10.4 to 27.25% that do notmeet the delivery via a substation. After passing through the generator voltage regulator's voltage fallbelow 5% eligible for dispply from substations to consumers

Key words: Analysis, Regulatory Pembangit Voltage, 20 KV feeders

I. PENDAHULUAN

Tenaga listrik yang dibangkitkan dalam pusat-pusat listrik seperti Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA),Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat ListrikTenaga Gas (PLTG), Pusat Listrik Tenaga PanasBumi (PLTP) dan Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)serta Pusat Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU),kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelahterlebih dahulu dinaikkan tegangannya olehtransformator penaik tegangan yang ada di pusatlistrik. Kemudian disalurkan melalui transmisi dengantegangan 500 kv sebagai Saluran Udara TeganganEkstra Tinggi (SUTET), sedangkan transmissi dengan

tegangan 150 kV disebut sebagai Saluran UdaraTegangan Tinggi (SUTT).

Pada Gardu Induk tegangan transmisitersebut diturunkan menjadi tegangan menengahdistribusi, yang nilai tegangannya dipilih tegangan 20kv yang biasa disebut sebagai Saluran UdaraTegangan Menengah (SUTM) atau tegangandistribusi. Pada tempat tertentu tegangan menengahdistribusi tersebut dengan menggunakantransformator distribusi diturunkan lagi menjaditegangan rendah distribusi yang nilai tegangannyadipilih sebesar 220 volt.

Saluran untuk menyampaikan energi listrikada yang berupa saluran udara dan ada pula yang

R E L E(Rekayasa Elektrikal dan Energi) : Jurnal Teknik Elektro

Vol. 1, No. 1, Juli 2018, ISSN 2622 – 7002

22


RELE (Rekayasa Elektrikal dan Energi) : Jurnal Teknik Elektro, Vol. 1, No. 1, Juli 2018ISSN 2622 – 7002 (online), Hal 21 – 30, DOI: https://doi.org/10.30596/rele.v1i1.2258

berupa saluran kabel tanah. Sarana yang dipakaiuntuk menyampaikan tenaga listrik tersebut, jugamenggunakan daya yang merupakan rugi-rugi dayaatau rugi-rugi teknis. Rugi-rugi daya dapatdisebabkan oleh adanya resistansi pada penghantardan resistansi pada transformator, atau kalau lebihlengkapnya adalah adanya impedansi dari peralatanpenyalur tenaga listrik tersebut.

Rugi-rugi daya yang dinyatakan dalamsatuan watt, merupakan perkalian kuadrat arusdengan impedansi dari peralatan listrik yangdigunakan untuk menyalurkan energi listrik.Sehingga semakin besar arus yang dilewatkannya,rugi-rugi daya juga akan semakin besar, namundemikian besar arus yang lewat penghantar tersebutdibatasi oleh kemampuan hantar arus sesuai denganspesifikasi penghantar. Dengan adanya impedansipada saluran, maka tegangan juga akan jatuh, dimanategangan yang dinyatakan dalam volt merupakanperkalian arus dengan impedansi peralatanpenyaluran tenaga listrik. Semakin besar hargaresistansi dari penghantar, akan semakin besar jatuhtegangan. Dalam tugas akhir ini akan menganalisatentang jatuh tegangan pada penyulang 20 kV.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Sistem Tenaga ListrikUntuk keperluan penyediaan tenaga listrik bagi

para pelanggan diperlukan berbagai peralatan listrik.Berbagai peralatan listrik ini dihubungkan satu samalain mempunyai interrelasi dan secara keseluruhanmembentuk suatu sistem tenaga listrik. Sistem tenagalistrik disini adalah pusat tenaga listrik dan garduinduk yang satu sama lain dihubungkan oleh bebansehingga merupakan sebuah kesatuan interkoneksi.

Daya listrik yang dibangkitkan harus selalusama dengan daya listrik yang dibutuhkan olehkonsumen maka manajemen operasi sistem tenagalistrik harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

1. Perkiraan beban (Load Forecast)2. Syarat-syarat pemeliharaan peralatan3. Keandalan yang diinginkan4. Lokasi beban dan produksi pembangkit yang

ekonomis.Dari keempat hal tersebut diatas seringkali

masih harus dikaji terhadap beberapa kendala seperti:a. Aliran beban dalam jaringanb. Stabilitas sistem tenaga listrikc. Kualitas daya yang akan dipakaid. Lokasi atau tempat terjadinya jatuh teganganDengan memperhatikan kendala-kendala ini

maka sering kali harus dilakukan pengaturan kembalitehadap rencana pemeliharaan dan lokasi beban.Jaringan setelah keluar dari Gardu Induk (GI) biasadisebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antarapusat listrik dengan GI biasa disebut jaringantransmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui

jaringan distribusi primer maka kemudian tenagalistrik diturunkan tegangannya. Dalam gardudistribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan380/220 volt atau 220/127 volt kemudian disalurkanmelalui jaringan tegangan rendah untuk selanjutnyadisalurkan kerumah-rumah pelanggan (konsumen)PLN melalui sambungan rumah, hal ini digambarkanoleh gambar II.1. Proses penyaluran tenaga listrik inisecara keseluruhan juga ditunjukkan oleh gambarII.1.

Gambar 1. Bagan Penyampaian Tenaga Listrik KePelanggan.

Hal – hal yang harus diperhatikan didalam sistemTenaga listrik pada umumnya1. Perkembangan Sistem Tenaga Listrik2. Persoalan-Persoalan Operasi Sistem Tenaga

Listrik :a. Pengaturan ferekuensib. Pemeliharaan Peralatanc. Biaya operasid. Perkembangan sisteme. Ganguan dalam sistemf. Tegangan Dalam system

Gardu IndukGardu Induk merupakan sub sistem dari sistem

penyaluran (transmisi) tenaga listrik, atau merupakansatu kesatuan dari sistem penyaluran (transmisi).Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem darisistem tenaga listrik. Berarti, gardu induk merupakansub-sub sistem dari sistem tenaga listrik. Sebagai subsistem dari sistem penyaluran (transmisi), garduinduk mempunyai peranan penting, dalampengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistempenyaluran (transmisi) secara keseluruhan.

Jenis-jenis gardu induk bisa dibedakan menjadibeberapa bagian yaitu :1. Berdasarkan besaran tegangannya.2. Berdasarkan pemasangan peralatan3. Berdasarkan fungsinya.4. Berdasarkan isolasi yang digunakan.5. Bedasarkan sistem (busbar).

22




















22




















23



Fungsi gardu induk :1. Mentransformasikan daya listrik :

Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi(500 kv/150 kv).

Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebihrendah (150 kv/70 kv).

Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah(150 kv/20 kv, 70 kv/20 Kv).

Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50Hertz).

2. Untuk pengukuran, pengawasan operasi sertapengamanan dari sistem tenaga listrik.

3. Untuk pengaturan pelayanan beban ke garduinduk-gardu induk lain melalui tegangan tinggidan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelahmelalui proses penurunan tegangan melaluipenyulang-penyulang (feeder- feeder) teganganmenengah yang ada di gardu induk.

4. Untuk sarana telekomunikasi (pada umumnyauntuk internal PLN).

Daerah Data Yang Sering Terjadi Jatuh TeganganPada Penyulang 20 Kv

Daerah yang sering terjadi jatuh tegangan padapenyulang 20 kv, yaitu:a. Penurunan tegangan yang cukup besar pada

sistem daya sehingga dapat merugikan pelangganatau mengganggu kerja peralatan listrik.

b. Bahaya kerusakan pada peralatan yangdiakibatkan oleh arcing (busur api listrik).

c. Bahaya kerusakan pada peralatan akibatoverheating (pemanasan berlebih) dan akibattekanan mekanis (alat pecah dan sebagainya).

d. Tergangguanya stabilitas sistem dan ini dapatmenimbulkan pemadaman menyeluruh padasistem tenaga listrik.

e. Menyebabkan penurunan tegangan sehingga koiltegangan relai gagal bertahan.

2.4 Strategi Dan Solusi Untuk Mengurangi JatuhTegangan Pada Penyulang 20 kV

Dalam sistem pengusahaan tenaga listrik,berbagai strategi dan solusi yang dilakukan untukmemperkecil nilai jatuh tegangan dan rugi-rugi dayayang terjadi pada saluran distribusi. Hal tersebutdilakukan karena selain merugikan perusahaan, jugamerugikan pihak pelanggan sebagai pengguna jasalistrik yang selalu menuntut jasa layanan dengankualitas yang baik. Beberapa langkah strategi dansolusi mengurangi jatuh pada penyulang 20 kV yangharus dilakukan adalah :1. Membangun Pembangkit Pengatur Tegangan.

Dalam sistem tenaga listrik yang dilayanilangsung oleh sumber pembangkit, makapenurunan tegangan secara mudah dapat diatasidengan mengatur eksitasi generator. Dalampraltek banyak terjadi bahwa pada suatu sistemyang mempunyai jaringan distribusi yang sangatpanjang akan mengakibatkan tegangan pada ujung

penerima mengalami penurunan yang cukuprendah dibawah standar. Hal ini dapat diatasidengan jalan membangun suatu pembangkit barupada daerah dimana tegangan sudah dibawahstandar pelayanan.Namun demikian perlu dipertimbangkan dari segidaya guna dan hasil guna, mengingat bahwainvestasi suatu pembangkit sangat mahal.Pertimbangan teknis antara lain kurva pendapatanoperasi dan kecuraman perbedaan tegangan siangdan malam.

2. Membangun Gardu Induk Baru Atau JaringanBaru.Metode perbaikan tegangan dengan caramembangun gardu induk ataupun penyulang baruini pada dasarnya sama dengan memindahkanbeban ke sumber yang baru. Dengan penambahanjaringan baru maka kemampuan penyaluran arusakan lebih besar, sehingga susut tegangan dapatdiperkecil.

3. Merubah Jaringan 1Ø Menjadi 3Ø.Perbandingan susut tegangan antara sistem satufasa menjadi tiga fasa adalah dengan persamaanberikut :

…………. (1)

…… (2)

…………. (3)

.. (4)

Dimana :VD = jatuh tegangan per satuan panjangI = arus pada saluranZ = impedansi saluran per satuan panjangE = tegangan phasa ke neral

……… (5)

Persentase jatuh tegangan antara pelayanandengan sistem satu phasa dibanding denganpelayanan sistem tiga phasa adalah :

(6)

Jatuh (Drop) Tegangan Pada Jaringan DistribusiJatuh tegangan adalah selisih antara

tegangan ujung pengiriman dan tegangan ujungpenerimaan, jatuh tegangan disebabkan oleh

23
























…………. (1)

…… (2)

…………. (3)

.. (4)


……… (5)


(6)



)100(%

.

)100(.2

%

..2

)3(

)3(

)1(

)3()3(

)1()1(

EZI

VD

ZIVDE

ZIVD

ZIVD

6

3

.2.2

)100(.

)100(..2

%

%

)1(

)1(

)3(

)1(

)3(

)1(

)3(

)1(

II

II

EZI

EZI

VDVD

23
























…………. (1)

…… (2)

…………. (3)

.. (4)


……… (5)


(6)



)100(%

.

)100(.2

%

..2

)3(

)3(

)1(

)3()3(

)1()1(

EZI

VD

ZIVDE

ZIVD

ZIVD

6

3

.2.2

)100(.

)100(..2

%

%

)1(

)1(

)3(

)1(

)3(

)1(

)3(

)1(

II

II

EZI

EZI

VDVD

24



hambatan dan arus pada saluran bolak-balik besarnyatergantung dari impedansi dan admitansi saluran sertapada beban dan factor daya.

Saluran daya umumnya melayani beban yangmemiliki factor daya tertinggal. Faktor-faktor yangmendasari bervariasi tegangan sistem distribusiadalah :

1. Konsumen pada umumnya memakai peralatanyang memerlukan tegangan tertentu.

2. Letak konsumen tersebar, sehingga jarak tiapkonsumen dengan titik pelayanan tidak sama.

3. Pusat pelayanan tidak dapat diletakkan secaramerata atau tersebar.

4. Terjadi jatuh tegangan.

5. Penerapan regulator tegangan otomatis dalamgardu induk disribusi.

6. Pemasangan kapasitor dalam gardu induk

7. Penerapan regulator tegangan otomatis dalamsaluran distribusi primer.

8. Pemasangan kapasitor paralel dan kapasitor seridalam saluran distribusi primer.

9. Pemakaian transformator berupa sadapan (tapchanging transformator).

10. Faktor 2,3, dan 4 menyebabkan tegangan diterimakonsumen tidak selalu sama. Konsumen yangletaknya jauh dari titik pelayanan akan cendrungmenerima tagangan relatif lebih rendahdibandingkan dengan konsumen yang letaknyadekat dengan pusat pelayanan.

Pada jaringan distribusi, baik primer maupunsekunder dikatakan kondisi teganannya jelek, apabilategangan pada jaringan tersebut harganya turun dannaik lebih tinggi dari suatu harga yang diizinkan,sehingga dapat mempengaruhi peralatan listrik yangdigunakan.Tegangan jatuh di dalam suatu sistem distribusi dibatasi menurut standar SPLN berkisar antara 5-10 %dari tegangan nomilanya. Besarnya tegangan jatuhpada jaringan didefenisikan adanya selisih teganganantara pengirim (Vs) dan tegangan pada ujungpengirim (Vr), atau dapat ditulis :

%100(%) xV

VVV

S

RS

................ (7)

Untuk suatu sistem arus bolak-balik, besarnyategangan jatuh dapat ditentukan menurut cara sepertigambar dibawah ini (R dan X) tahanan dan reaktansi.

Gambar 2 Diagram Tegangan Jatuh Dari JaringanDistribusi

Maka di dapat OP = QQ + QR + Rs ......... (8)Dan OP = Vs

QQ = VR

QR = I. R. Cos ϕ ......... (9)Rs = I. R. Cos ϕ …… (10)

Sehingga di dapat hubungan,∆V = Vs-VR = I.R. Cos ϕ + I. X. Sinϕ

= I (R Cos ϕ + X sinϕ) …… (11)

Persen tegangan jatuh di defenisikan sebagaipersentase tegangan jatuh pada jaringan, denganmengambil referensi pada tegangan pengirim (Vs),sehingga di dapat :

%100(%) xV

VVV

S

RS

................ (12)Dimana :∆V (%) = persentase tegangan jatuhVs = tegangan pada sisi pengirimVR = tegangan pada sisi penerima

Dari rumus terlihat bahwa, arus yang besar akanmenyebabkan jatuh tegangan yang besar pula, jadidengan memperkecil arus jaringan, maka tenganganjatuh akan menjadi kecil pula. Salah satu cara untukmemperkecil arus dengan menaikkan tegangan, sebabuntuk daya tertentu dan faktor daya yang tertentu,arus dalam jaringan berbanding terbalik dengantegangan.

P = .3 V. I. Cos ϕ (KW) …………… (13)I =

CosVP..3

(Amp) …………… (14)

Pada jaringan distribusi, reaktansinya sangat kecil,sehingga dapat diabaikan, maka bentuk rangkaiannya:∆V = Vs - VR = I. R. Cos ϕ ……. (15)

25



R =Al ………………..………… (16)

Dimana :R = Tahanan (Ω) = Tahanan jenis penghantar (Ωm)L = panjang kawat penghantar (m)A = luas penampang kawat (m2)

Tegangan jatuh (∆V) 1 phasa :∆V = I. R. Cos ϕ ……………….…..…… (17)

∆V = CosAlI . ……………………… (18)

Tegangan jatuh (∆V) 3 phasa :∆V = 3 . I. R. Cos ……………………… (19)

Dimana : ∆V = tegangan jatuh (voltage drop)I = arus yang mengalir

Cos ϕ = faktor kerja

III. METODOLOGI PENELITIAN

Metode penelitian yang telah digunakandalam penelitian ini, yaitu:1. Tempat Penelitian

Adapun tempat dilakukannya penelitian adalah diPT.PLN (Persero) (Aplikasi Gardu Induk Sei Rotan).2. Data

Data yang akan dianalisis adalah data jatuhtegangan yang berada pada naungan PT.PLN(Persero) gardu Induk Sei Rotan. Adapun teknikpengumpulan data yang dipergunakan dalampenelitian ini adalah sebagai berikut :a. Data Primer

Yaitu yang diperoleh dan melalui kegiatanlangsung kelokasi penelitian guna untukmendapatkan data yang lengkap dan berkaitandengan masalah yang akan diteliti. Kegiatan yangdilakukan dengan cara :

- Pengamatan (Observasi)Yaitu dengan mengadakan pengamatan langsung

pada objek penelitian untuk mengamati secaradekat tentang masalah yang dihadapi.

- DokumentasiYaitu data yang dikumpulkan melalui dokumen-dokumen perusahan.

b. Data SekunderYaitu dengan melakukan studi keperpustakaan,dimana dalam studi ini dimaksudkan untukmendapatkan data dengan membahas buku-bukuyang berkaitan dengan masalah penelitian.

3. Metode Pengambilan DataMetode pengambilan data yang dilakukan dengancara tanya jawab.

4. Jadwal PenelitianAdapun jadwal dalam penulisan yang telahdiselesaikan selama 4 bulan yang dimulai daribulan April 2015.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah diadakan penelitian yang berlangsung diGardu Induk PT.PLN (Persero) Sei Rotan, makadiperoleh berbagai data mengenai keadaan jatuhtegangan pada penyulang 20 kv. Data-data ini akandisajikan dalam bentuk analisis data. Pembahasandalam tugas akhir ini diambil dari rangkuman bebantertinggi tiap jamnya dari data laporan harian bebantertinggi trafo daya. Sampai saat ini PT.PLN(Persero) Sei Rotan memiliki daya terpasang 91,5MVA dengan kemampuan pembangkit sebesar 31,5MVA pada trafo daya 2 dan 60 MVA pada trafo daya3. Dengan perincian sebagai berikut :

Tabel 1. Kemampuan Pembangkit Sei RotanNo. Pembangkit Unit Kemampuan

(MVA) Ω

1. Sei Rotan

TrafoDaya 2 31,5 11,47

TrafoDaya 3 60 6,02

Jumlah 91,5

Tabel 2. Perhitungan Regulator Pada Penyulang KeluarDan Bustie 20 Kv Bulan Januari S/D Maret 2015

No Penyulang Arus(I)

L ( km) A( m2) xL(Ω)

1. PenyulangBustie SR.1

300 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

2 PenyulangBustie SR.3

dan SN.1

385 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

3. BustieSR.5, SR.6,Dan SN.2

385 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

4. Bustie SN.3 437 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

5. BustieST.1, ST.2,Dan ST.4

437 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

6. Bustie ST-SR

800 0,017241Ω-mm2/m

2,5 3x300 12

Tabel 3. Sfesifikasi Pada Penyulang Keluar Dan Bustie20 kV

No Penyulang R( Ω ) S(VA) Z VD(kV) %1. Penyulang

Bustie SR.10,05 13.500 12 2,08 10.4%

2 PenyulangBustie SR.3

dan SN.1

0,05 22.233 12 2.67 13.35%

3. BustieSR.5, SR.6,Dan SN.2

0,06 26.679 12 3.03 15.15%

4. Bustie SN.3 0,06 11.458 12 3.03 15.15

26



No Penyulang R( Ω ) S(VA) Z VD(kV) %%

5. BustieST.1, ST.2,Dan ST.4

0.05 28.465 12 3.03 15.15%

6. Bustie ST-SR

0,03 57.600 12 5.55 27.75%

1. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie SR.1Data = 300 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/ml = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 300 mm2

XL = 12 ΩDit : R , P, dan VD = ………?Penyelesaian :

R =Al =

30032500017241,0x

= 0,05 ΩS = 3.I2 . R

= 3.(300)2 . 0,05= 13.500 VA

VD = I (RL Cos Ø + XL Sin Ø)= I . Z Volt

Z = R + j XL = 0,05 + j 12=

05,012arctan)12()05,0( 22

= 12 850 ΩVD = I . Z

= 300 . 12 = 3.600 V = 3.6 kV/ Ѵ3= 2.08 kV

2. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie SR.3 DanSN.1Data: I = 385 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/mL = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 300 mm2


R =Al =

30032500017241,0x

= 0,05 ΩS =3. I2 . R

= 3.(385)2 . 0,05= 22.233 VA

VD = I (RL Cos Ø + XL Sin Ø)= I . Z

Z = R + j XL= 0,05 + j 12=

05,012arctan)12()05,0( 22

= 12 850 ΩVD = I . Z

= 385 . 12 = 4620 V= 4.62 kV/ Ѵ3 = 2.67 kV

3. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie SR.5, SR.6,Dan SN.2Data : I = 385 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/ml = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 240 mm2


R =Al =

24032500017241,0x

= 0,06 ΩP = 3.I2 . R

= 3.(385)2 . 0,06= 26.679 VA


Z = R + j XL= 0,06 + j 12=

06,012arctan)12()06,0( 22

= 12 850 ΩVD = I . Z = 385 . 12 = 4620 V

= 4.6 kV/ Ѵ3= 2.66 kV

4. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie SN.3Data: I = 437 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/ml = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 240 mm2


R =Al =

24032500017241,0x

= 0,06 ΩS = I2 . R

= (437)2 . 0,06= 11.458 VA

VD = I (RL Cos Ø + XL Sin Ø)= I . Z Volt

Z = R + j XL Ω= 0,06 + j 12=

06,012arctan)12()06,0( 22 = 12 850 Ω

VD = I . Z= 437 . 12= 5244 V = 5.244 kV/ Ѵ3 = 3,03 kV

5. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie ST.1, ST.2,Dan ST.4Data : I = 437 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/ml = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 300 mm2

XL = 12 ΩDit : R , P, dan VD = ………?

27



Penyelesaian :

R =Al =

30032500017241,0

x= 0,05 Ω

S = 3. I2 . R= 3.(437)2 . 0,05 = 28.645 VA


Z = R + j XL= 0,05 + j 12=

05,012arctan)12()05,0( 22

= 12 850

VD = I . Z = 437 . 12= 5244 V = 5.244 kV/ Ѵ3= 3.03 kV

6. Pada Penyulang Keluar Dan Bustie ST-SRData : I = 800 Ampere

= 0,017241 Ω-mm2/ml = 2,5 km = 2500 mA = 3 x 2 x 240 mm2

XL = 12 ΩDit :R , P, dan VD = ………?

Penyelesaian :R =

Al =

300232500017241,0

xx= 0,03 Ω

S =3. I2 . R= 3.(800)2 . 0,03 = 57.600 VA


Z = R + j XL = 0,03 + j 12=

03,012arctan)12()03,0( 22

= 12 850

VD = I . Z= 800 . 12 = 9.600 V = 9.6 kV/Ѵ3= 5.55 kV

Penggunaan Regulator Tegangan Pada Penyulang 20Kv

1. Besarnya tahanan dan reaktansi konduktordengan mengganggap bahwa semuakontruksi tiang adalah sama.

2. Nilai tegangan, arus dan impedansi yangdipergunakan dalam setiap perhitunganadalah berdasarkan harga mutlak.

3. Dengan pertimbangan terbatasnya datapengukuran lapangan ,maka arus yangdipergunakan sebagai dasar menghitungjatuh tegangan adalah arus yang diukur padasisi sumber pada masing masing seksi,kecuali bila didapatkan hasil pengukuranlain maka hasil pengukuran tersebut yangdipergunakan.

4. Perhitungan jatuh tegangan hanyaberdasarkan impedansi saluran, sedangkanimpedansi akibat pengaruh faktor yang lain

(misalnya konektor, kenaikan suhu dansebagainya) diabaikan.

5. Tegangan nominal distribusi teganganmenengah adalah = 20 KV (fase-fase) atau11,57 KV (fase–netral) .

6. Batas tegangan fase–netral minimalpelayanan = -10% dari tegangan nominal =10,41 KV atau sebesar 18 KV (fase-fase).

7. Batas tegangan fase-netral maksimumpelayanan = + 5% dari tegangan nominal =12,15 KV atau sebesar 21 KV (fase-fase).

8. Tegangan pelayanan fase-fase minimal yangdipilih sebagai dasar perhitungan adalah18,5 KV (= - 7,5% x tegangan nominal).

9. Disebabkan karena dan keterbatasan jumlahalat ukur yang sama presisinya, makapengukuran arus pada beberapa titik padapenyulang saat beban puncak terpaksadilakukan pada hari yang berbeda namunjam pengukuran mendekati sama.

10. Kemampuan regulator menaikkan danmenurunkan tegangan pada titik pemasangan= ± 10 % ( 10% raise dan 10% lower )Berikut analisa hasil perhitungan % jatuh

tegangan 3 phasa pada laporan harian beban tertinggiTrafo Daya 2 dan Trafo Daya 3 dari bulan januari s/dmaret 2015 :

28



1. Perhitungan Trafo Daya 2 Pada Tabel 4.2a. Daya Terpakai Pada Siang Hari Tanggal 1

Januari 2015P = 14 MW = 14.106 W

I = 448 AmpereCos = 0.95

P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0448.3

1014 6

xx

=288,736

10.14 6

= 19014,29 V

= 19,01 KVV = %100x

VVV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495 x 100% = 4,95 %

b. Daya Terpakai Pada Malam Hari Tanggal 1Januari 2015

P = 17 MW = 17.106 WI = 544 Ampere

Cos = 0.95

P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0544.3

1017 6

xx

=064,894

10.17 6= 19014,29 Volt

= 19,01 kV

V = %100xV

VV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495x 100% = 4,95 %1. Perhitungan Trafo Daya 3 Pada Tabel 4.3

a. Daya Terpakai Pada Siang Hari Tanggal 1Januari 2015

P = 32 MW = 32.106 WI = 1024 Ampere

Cos = 0.95

P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0.1024.3

1032 6x

=944,1682

10.32 6

= 19014,29 V

= 19,01 kV

V = %100xV

VV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495 x 100% = 4,95 %b. Daya Terpakai Pada Malam Hari Tanggal 1

Januari 2015P = 38 MW = 38.106 W


P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0.1216.3

1038 6x

=496,1998

10.38 6

= 19014,29 V = 19,01 kVV = %100x

VVV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495 x 100 % = 4,95 %

29




Februari 2015P = 13 MW = 13.106 W


P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0416.3

1013 6

xx

=696,683

10.13 6= 19014,29 Volt

= 19,01 kV

V = %100xV

VV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx


Februari 2012P = 18 MW = 18.106 W


P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0576.3

1018 6

xx

=656,946

10.18 6= 19014,29 Volt

= 19,01 kVV = %100x

VVV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495x 100%= 4,95 %


Februari 2015P = 25 MW = 25.106 W


P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0.800.3

1025 6x

=8,1314

10.25 6

= 19014,29 Volt = 19,01 kVV = %100x

VVV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx


Februari 2012P = 35 MW = 35.106 W


P = 3 . V.I. Cos φ

VR =CosI

P..3

=95,0.1120.3

1035 6x

30



=72,1840

10.35 6= 19014,29 Volt

= 19,01 kV

V = %100xV

VV

S

RS

= %1001020

1001,1910203

33

xx

xx

= 0,0495 x 100 % = 4,95 %

V. KESIMPULAN

1. Perbaikan jatuh tegangan pada tegangan ujungyang diterima dapat dilakukan dengan menaikkantegangan ujung kirim.

2. Semakin panjang jarak penyulang maka semakinbesar pula jatuh tegangan.

3. Jatuh tegangan masing-masing penyulang masihdalam batas Kualitas jatuh tegangan yangdigunakan pada jaringan distribusi Gardu IndukPT.PLN.

4. Faktor daya yang rendah dari suatu sistemtegangan menengah yang disebabkan karenapemakaian beban-beban induktif pada sistemdapat diperbaiki dengan memasang regulator padasistem tegangan menengah.

5. Kapasitas dan penempatan regulator sangatdipengaruhi oleh bentuk jaringan, arus beban danimpedansi saluran utama maupunpercabangannya.

6. Setiap penambahan tegangan keluaran regulatorakan memberikan dampak penambahan arus disisibeban. Hal ini akan menambah besarnya jatuhtegangan yang akhirnya akan mempengaruhibesarnya tegangan pelayanan seluruh titik

pelayanan dari ujung sumber sampai denganbeban.

7. Besar tegangan jatuh pada tegangan ujungpengirim 10,4 – 27,25 % pada tiap – tiappenyulang

8. Setelah melewati pembangkit pengatur teganganmaka tegangan jatuh dibawah 5 %

VI. DAFTAR PUSTAKA

[1]. Alexander Simanjuntak, “Perhitungan JatuhTegangan Pada Jaringan DistribusiMenggunakan Matlab 2000 Profesional”,Jakarta, 2004.

[2]. Kadir, A, “Pembangkit Tenaga Listrik”,Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta, 1996

[3]. Kadir, A, “Transmisi Tenaga Listrik”, PenerbitUniversitas Indonesia, Jakarta, 1998.

[4]. Kasyanto, “Pengaruh Regulator TeganganTerhadap Perbaikkan Tegangan Pada JaringanTegangan Menengah Penyulang 20 Kv”,Universitas Diponegoro, Semarang.

[5]. Pabla AS dan Abdul Hadi, “Sistem DistribusiDaya Listrik”, Erlangga, Jakarta, 1994.

[6]. Peter L Toruan. “Menghitung Jatuh TeganganPada Penyulang Jaringan Distribusi 20 kV ,Jakarta”, 2004.

[7]. Tjahjono, Hendro.”Modul Kuliah AnalisaSistem Tenaga Listrik”. Universitas Jaya Baya.Jakarta”, 2000.

[8]. William D. Stevenson, Jr. edisi ke-4. “AnalisisSistem Tenaga Listrik”, Penerbit Erlangga,Jakarta, 1984.

analisa pembangkit pengatur tegangan pada penyulang 20 kv

Documents