ANALISIS BEBAN TIDAK SEIMBANG TERHADAP LOSSES JARINGAN TEGANGAN RENDAH (JTR) PADA GARDU

DISTRIBUSI DT-1 DAERAH KERJA PT.PLN (Persero) RAYON DELITUA

LAPORAN TUGAS AKHIR

Disusun Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Menyelesaikan

Program Diploma 3

oleh

Jery Lutton I. P. Purba

NIM : 1105032103

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN

2014

ABSTRAK

Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik selalu

terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah ketidakseimbangan

beban antara tiap-tiap fasa (fasa R, fasa S , dan fasa T), pada beban-beban satu

fasa pada pengguna jaringan tegangan rendah. Akibat ketidakseimbangan beban

tersebut muncullah arus netral pada trafo. Arus netral yang mengalir di netral trafo

ini menyebabkan terajdinya losses (rugi-rugi), yaitu losses akibat adanya arus

netral pada penghantar netral trafo dan losses akibat arus netral yang mengalir ke

tanah. Dengan adanya rugi-rugi tersebut maka efisiensi trafo akan semakin

rendah. Semakin besar faktor ketidakseimbangan maka akan semakin besar arus

netral yang muncul dan losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah semakin

besar.

Kata kunci : Ketidakseimbangan beban, arus netral, tegangan,

rugi-rugi daya.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah memberikan pengetahuan, kesehatan,dan kekuatan pada penulis, sehingga

tugas akhir yang berjudul Analisis Beban Tidak Seimbang Terhadap Losses

Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Pada Gardu Distribusi DT-1 Daerah Kerja

PT.PLN (Persero) Rayon Deli Tua. Dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk

menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Listrik Jurusan

Teknik Elektro Polikteknik Negeri Medan.

Dalam penulisan laporan praktek kerja lapangan ini, penulis banyak

mendapat bimbingan, bantuan, dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak,

baik dalam bentuk materi, moral maupun spiritual, sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan praktek kerja lapangan ini. Pada kesempatan ini, penulis

mengucapkan banyak terimakasih kepada :

1. Bapak M.Syahruddin, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan,

2. Bapak Junaidi, Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan,

3. Bapak Ir.Gunoro, selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro Politeknik

Negeri Medan.

4. Bapak Masrul, selaku Dosen Pembimbing.

5. Ibu Arnita Sitorus, selaku ketua siding.

6. Bapak Nobert dan Bapak Sutan, selaku dosen penguji.

7. Bapak Alm. Rimhot Marpaung selaku Manager PT PLN (Persero) Rayon Deli

Tua,

8. Bapak Virgilius Tarigan selaku Supervisor Teknik PT PLN (Persero) Rayon

Deli Tua,

9. Bapak Ibu di bagian Teknik Distribusi Rayon Deli Tua, dan seluruh pegawai

juga staff PT. PLN (Persero) Rayon Deli Tua beserta pegawai rekanan

PT.Zulfahmi yang tidak bisa penulis sebut satu persatu, atas kesempatan dan

pengalaman yang diberikan kepada penulis untuk belajar dan memahami

tentang distribusi listrik,

10. Keluarga terkasih yang selalu memotivasi dan mendoakan penulis,

11. Seluruh mahasiswa D3K PLN kelas EL-6E '11 atas dukungan dan semangat

yang diberikan kepada penulis,

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan, untuk itu

penulis memohon kritikkan dan saran yang bersifat membangun demi

kesempurnaan laporan praktik kerja lapangan ini. Semoga laporan ini bermanfaat

bagi semua yang menggunakannya.

Medan, Agustus 2014

Penulis,

NIM. 1105032103

Jery Lutton I. P. Purba

DAFTAR ISI

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

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

ABSTRAK ............................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................ v

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x

DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi

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

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

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

1.3. Batasan Masalah ......................................................................................... 2

1.4. Tujuan Penulisan Tugas Akhir ................................................................... 2

1.5. Manfaat Penulisan Tugas Akhir ................................................................. 3

1.6. Metode Pengumpulan Data ........................................................................ 3

1.7. Sistematika Penulisan ................................................................................. 3

BAB 3 LANDASAN TEORI ................................................................................ 5

2.1. Umum ......................................................................................................... 5

2.2. Sistem Tenaga Listrik ................................................................................. 5

2.3. Transformator Distribusi ............................................................................ 6

2.3.1. Penyaluran dan Susut Daya ....................................................................... 7

2.3.2. Rugi-rugi Pada Penghantar ........................................................................ 8

2.3.3. Tegangan Pada Pelanggan ......................................................................... 9

2.4. Sistem Tiga Fasa....................................................................................... 11

2.4.1. Beban Terhubung Bintang ....................................................................... 14

2.4.2. Beban Terhubung Delta ........................................................................... 17

2.5. Sistem Distribusi Tenaga Listrik .............................................................. 18

2.5.1. Distribusi Primer ..................................................................................... 20

2.5.2. Distribusi Sekunder ................................................................................. 23

2.6. Ketidakseimbangan Beban ....................................................................... 24

2.6.1. Pengertian Beban Seimbang .................................................................... 24

2.6.2. Pengertian Beban Tidak Seimbang .......................................................... 24

2.6.3. Beban Tidak Seimbang Terhubung Delta................................................ 24

2.6.4. Beban Tidak Seimbang Empat Kawat Terhubung Bintang ..................... 25

BAB 3 PENGUMPULAN DATA ...................................................................... 27

3.1. Lokasi Gardu Distribusi DT-1 .................................................................. 27

3.2. Denah Pelanggan Gardu DT-1 ................................................................. 28

3.3. Konstruksi Gardu Distribusi DT-1 ........................................................... 29

3.4. Data Transformator DT-1 ......................................................................... 31

3.5. Hasil Pengukuran Gardu Distribusi DT-1 ................................................ 32

3.6. Nilai Impedansi Penghantar ..................................................................... 35

BAB 4 ANALISA ............................................................................................... 36

4.1. Analisa Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus ................................. 36

4.1.1. Analisa Arus pada Jurusan Timur ........................................................... 36

4.1.2. Analisa Arus pada Jurusan Barat ............................................................. 39

4.2. Analisa Beban tidak seimbang terhadap Drop tegangan .......................... 41

4.2.1. Analisa Drop tegangan pada Jurusan Timur ............................................ 41

4.2.2. Analisa Drop tegangan pada Jurusan barat .............................................. 44

4.3. Analisa Beban tidak seimbang terhadap rugi-rugi daya ........................... 46

4.3.1. Analisa Rugi-rugi Daya pada Jurusan Timur .......................................... 46

4.3.2. Analisa Rugi-rugi Daya Jurusan Barat .................................................... 50

4.4. Kajian Finansial Akibat Adanya Rugi-Rugi Di Gardu Distribusi DT-1 .. 53

BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 57

5.1. Simpulan ................................................................................................... 57

5.2. Saran ......................................................................................................... 57

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 58

LAMPIRAN .......................................................................................................... 59

DAFTAR GAMBAR

Gambar

2.1.Kurva Tegangan pada Sistem Listrik 3 Fasa .................................................. 12

2.2.Sumber 3 fasa dan beban tiga fasa hubungan bintang dan delta .................... 12

2.3.Fasor-fasor tegangan ....................................................................................... 14

2.4.Beban terhubung bintang ................................................................................ 14

2.5.Fasor tegangan dan arus beban terhubung bintang ......................................... 16

2.6.Beban terhubung delta..................................................................................... 17

2.7.Fasor tegangan dan arus beban terhubung delta ............................................. 18

2.8.Instalasi Sistem Tenaga Listrik. ...................................................................... 19

2.9.Skema Sistem Radial. ..................................................................................... 20

2.10.Skema Sistem Melingkat (Loop) .................................................................. 21

2.11.Skema Sistem Jaringan Spindle .................................................................... 22

2.12.Beban tak seimbang terhubung delta ............................................................ 25

2.13.Beban tak seimbang terhubung bintang ........................................................ 25

2.14.Diagram fasor untuk beban tidak seimbang .................................................. 26

3.5.Single Line Gardu Portal DT-1 .............................................................................. 30

DAFTAR TABEL

Tabel

3.1.Data Gardu Distribusi DT-1 ............................................................................ 31

3.2.Hasil Pengukuran pada saat LWBP Gardu Distribusi DT-1 ........................... 32

3.3.Hasil Pengukuran pada saat WBP Gardu Distribusi DT-1 ............................. 33

3.4.Keterangan Hasil Pengukuran Gardu Distribusi DT-1 ................................... 34

3.5.Data Impedansi penghantar kabel berisolasi dipilin ....................................... 35

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Dewasa ini kebutuhan listrik adalah kebutuhan utama bagi semua lapisan masyarakat,

seperti publik, bisnis, industri, maupun sosial. Hampir di semua sektor masyarakat memerlukan

energi listrik untuk menjalankan kegiatan untuk masing-masing kepentingan. Agar kebutuhan

listrik di semua sektor ini dapat dipenuhi maka diperlukan suatu sistem tenaga listrik yang

handal agar pasokan listrik dapat terjaga dan merata distribusinya untuk semua wilayah yang

membutuhkan. PLN adalah perusahaan di Indonesia yang bertanggung jawab mengemban tugas

mulia ini, baik dari segi pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Jaringan distribusi adalah

ujung tombak dari PLN, karena jaringan distribusi ini adalah sisi yang paling dekat dengan

pelanggan atau beban. Jaringan ini dibedakan menjadi jaringan distribusi primer dan sekunder,

jaringan distribusi primer adalah jaringan dari trafo gardu induk (GI) sampai ke gardu distribusi,

sedangkan jaringan distribusi sekunder adalah jaringan dari gardu distribusi sampai ke

pelanggan atau beban. Jaringan distribusi primer lebih dikenal dengan jaringan tegangan

menengah (JTM 20kV) sedangkan distribusi sekunder adalah jaringan tegangan rendah ( JTR

220V/380V ).

Salah satu peralatan utama jaringan distribusi yaitu trafo distribusi, trafo distribusi

adalah peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi ke tegangan

rendah, agar tegangan yang dipakai sesuai dengan rating peralatan listrik pelanggan atau beban

pada umumnya.

Trafo Distribusi merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran

tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen. Komponen trafo merupakan bagian terpenting

pada jaringan distribusi. Perawatan pada trafo merupakan bagian terpentin agar menghidari

kerusakan pada trafo. Dampak yang terjadi pada trafo akan merugikan bagi konsumen PLN.

Faktor yang menyebabkan kerusakan pada trafo akibat pembagian beban tidak seimbang pada

trafo distribusi.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dibahas maka rumusan masalah yang dapat

diangkat untuk Tugas Akhir adalah

1.2.1. Bagaimana pengaruh beban tidak seimbang terhadap arus pada penghantar netral?

1.2.2. Bagaimana pengaruh beban tidak seimbang terhadap drop tegangan pada masing-masing

fasa?

1.2.3. Bagaimana pengaruh beban tidak seimbang terhadap rugi-rugi daya dan kerugian financial

?

1.3. Batasan Masalah

Tugas akhir ini membahas tentang analisis beban tidak seimbang pada trafo distribusi.

Dalam pembahasan dan penulisan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi permasalahan pada

ruang lingkup :

1.3.1. Membahas tentang pengaruh beban tidak seimbang terhadap arus netral, drop tegangan

pada jaringan tegangan rendah, serta rugi-rugi daya.

1.4. Tujuan Penulisan Tugas Akhir Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini dengan judul

Analisa Beban Tidak Seimbang Terhadap Losses Jaringan Tegangan Rendah (JTR) Pada

Gardu Distribusi DT-1 Daerah Kerja PT.PLN (Persero) Rayon DeliTua adalah

1.4.1. Mengetahui pengaruh beban tidak seimbang terhadap arus pada penghantar netral.

1.4.2. Mengetahui pengaruh beban tidak seimbang terhadap drop tegangan pada masing-masing

fasa.

1.4.3. Mengetahui pengaruh beban tidak seimbang terhadap rugi-rugi daya dan kerugian

financial.

1.5. Manfaat Penulisan Tugas Akhir

Adapun yang didapat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1.5.1 Dapat mengetahui besar kerugian yang dihasilakan akibat beban yang tidak seimbang

pada gardu distribusi DT-1 daerah kerja PT.PLN (Persero) Rayon Deli Tua.

1.5.2 Dapat digunakan sebagai dasar untuk mengambil tindakan untuk meminimalkan dan

meningkatkan kualitas tegangan dalam menghadapi kasus-kasus gangguan akibat beban

tidak seimbang daerah kerja PT.PLN (Persero) Rayon DeliTua.

1.6. Metode Pengumpulan Data

Adapun metode pengumpulan data yang akan diterapkan oleh penulis dalam penyelesaian

laporan Tugas Akhir ini sekaligus di dalam pengambilan data sebagai berikut :

1.6.1 Studi Literature Dalam studi literature dilakukan pengumpulan pustaka untuk dipergunakan dalam pengerjaan

tugas akhir ini.

Pustaka yang dipergunakan adalah text book dan jurnal yang berhubungan dengan

pembahasan tugas akhir ini.

1.6.2 Tinjauan lapangan Metode ini digunakan oleh penulis untuk mengumpulkan data yang diperlukan baik itu dari

pengukuran langsung dan pencatatan data di lapangan langsung ,serta menentukan gardu yang

akan dianalisis.

1.7. Sistematika Penulisan

Laporan ini ditujukan untuk memaparkan hasil pengamatan, pengukuran, dan pengolahan

data transformator distribusi. Untuk mempermudah pemahaman, maka penulis menyusun tugas

akhir ini dalam beberapa bab, yang masing-masing bab mempunyai hubungan saling terkait

dengan bab yang lain. Bab yang terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut :

BAB 1. PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai Latar Belakang, Batasan Masalah, Rumusan Masalah,

Tujuan, Manfaat, Metode Pengumpulan Data, dan Sistematika Peenulisan.

BAB 2. LANDASAN TEORI

Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung tentang transformator

distribusi dan beban yang tidak seimbang untuk memudahkan dalam menganalisa.

BAB 3. PENGUMPULAN DATA

Dalam bab ini berisi tentang data beban yang tidak seimbang pada gardu Distribusi DT-1.

Serta data pendukung untuk menganalisa data beban tidak seimbang.

BAB 4. ANALISA DATA

Dalam bab ini berisi tentang analisa beban tidak seimbang yang menimbulkan losses

tengangan pada jaringan tegangan rendah (JTR).

BAB 5. SIMPULAN DAN SARAN

Dalam bab ini membahas tentang simpulan dan saran dari keseluruhan pembahasan.

ABSTRAKKATA PENGANTARDAFTAR ISIDAFTAR GAMBARDAFTAR TABELBAB 1PENDAHULUANLatar BelakangRumusan MasalahBatasan MasalahTujuan Penulisan Tugas AkhirManfaat Penulisan Tugas AkhirMetode Pengumpulan DataSistematika Penulisan