studi keterandalan sistem jaringan distribusi udara 20 kv pada gh. kandis
DESCRIPTION
Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV pada GH. KandisTRANSCRIPT
STUDI KETERANDALAN SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI
UDARA 20 kV PADA GARDU HUBUNG KANDIS
KOTA PADANG
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk MenyelesaikanProgram Strata Satu Pendidikan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang
Oleh
MORHEL MUBARAK
2003. 43215
Pendidikan Teknik Elektro
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2008
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Dinyatakan Lulus Setelah Dipertahankan Didepan Tim Penguji Tugas AkhirJurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang
Judul : Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV
Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang
Nama : MORHEL MUBARAK
BP. NIM : 2003. 43215
Jurusan : TEKNIK ELEKTRO
Prodi : PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
Fakultas : TEKNIK
Padang, Desember 2008
Tim Penguji :
Nama Tanda Tangan
Ketua : Drs. Daman Suswanto _______________________
Sekretaris : Oriza Candra, S.T, M.T _______________________
Anggota : Drs. Amirin Supryatno, M.Pd _______________________
Anggota : Drs. Ahyanuardi, M.T _______________________
Anggota : Ali Basrah Pulungan, S.T, M.T _______________________
ii
ABSTRAK
Morhel Mubarak, 2008. Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang. Pembimbing: (I) Drs. Daman Suswanto (II) Oriza Candra, ST. MT
Bagi konsumen tenaga listrik, terputusnya penyediaan tenaga listrik merupakan hal yang mengganggu aktivitas. Gangguan yang terjadi tidak dikehendaki siapapun. Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi akan menyebabkan terganggunya kontinuitas pelayanan. Gangguan tersebut berupa gangguan permanen, gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat/seketika, ST sesaat/seketika, RS sesaat/seketika, dan Black Out (BO). Untuk mengantisipasi hal ini maka diperlukan suatu penelitian untuk mengetahui seberapa baik indeks keandalan sistem distribusi dan berbagai macam indeks yang berhubungan dengan pelanggan pengguna jasa PT. PLN.
Penelitian ini bertujuan mendapatkan nilai SAIFI dan SAIDI pada Gardu Hubung Kandis serta membandingkannya dengan nilai yang telah ditargetkan oleh PT. PLN. Untuk menentukan indeks ini dibutuhkan data laju kegagalan ( ), lama gangguan ( ), dan jumlah pelanggan (N), dan mendapatkan nilai indeks berorientasi pelanggan lainnya yaitu : CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI.
Penelitian ini bersifat deskriptif, tempat penelitian dilakukan di Gardu Hubung Kandis PT. PLN Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti. Gardu Hubung Kandis ini merupakan gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan dibandingkan dengan gardu hubung yang lainya.
Hasil penelitian menunjukan bahwa: (1). Feeder Khatib Sulaiman, Feeder Ulak Karang, Feeder Cadnas dan Feeder DPR memenuhi nilai target PT.PLN yaitu 6.0132 untuk indeks SAIFI dan untuk indek SAIDI PT.PLN mempunyai target sebesar 0.9948 (2). Feeder Cadnas, Feeder Ulak Karang, Feeder Khatib Sulaiman melebihi nilai target PT.PLN khususnya untuk indeks SAIDI yaitu 2.97; 2.25; 1.16 dan untuk Feeder DPR memenuhi nilai target PT.PLN yaitu 0.04 (3). Dari keempat feeder tersebut feeder DPR memiliki nilai yang paling bagus/baik untuk semua indeks.
Bagi yang tidak sesuai target PT. PLN dilakukan tindakan perbaikan: (1). Melakukan rekonfigurasi feeder agar satu feeder tidak mencakup banyak trafo dan gangguan yang terjadi akan berkurang, (2. )Melakukan perawatan terhadap PMT, (3). Melakukan perawatan terhadap rele, sehingga nantinya rele dapat bekerja dengan baik.
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi rabbil’alamin, segala puja-puji dan syukur penulis
ucapkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayahNya penulis dapat
menyelesaikan penulisan Tugas Akhir (TA) ini dengan judul Studi Keterandalan
Sistem Jaringan Disribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung Kandis Kota Padang,
dan salam sekhalis-khalisNya ke Arwahulmuqadasyah Nabi Muhammad SAW
“Allahhumasolialaih Muhammad Wa’alaihi Muhammad”, serta salam ta’zim
penulis keharibaan Arwahullmuqadasyah para-para Wali Allah serta para sahabat-
sahabat beliau. Untuk itu kita gantungkan harapan kapanpun dan dimanapun kita
berada, semoga diberikan safa’atNya. Amin ya rabal alamin!!
Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini merupakan Salah Satu Syarat
Untuk Menyelesaikan Program Strata Satu Pendidikan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Negeri Padang. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan
terima kasih kepada :
1. Bapak Drs. Ganefri, M.Pd selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Padang
2. Bapak Drs. Aswardi, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Padang,
3. Bapak Oriza Candra, S.T,M.T selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro
Universitas Negeri Padang,
4. Bapak (Alm) Drs. Zakir Yahya selaku Pengamat Akademik (PA) yang
telah memberikan bimbingan selama ini.
iv
5. Bapak Drs. Daman Suswanto selaku Pembimbing I, yang telah
memberikan bimbingan, arahan, dorongan hingga selesainya penulisan Tugas
Akhir ini.
6. Bapak Drs. Oriza Candra, S.T,M.T selaku Pembimbing II, yang telah
memberikan arahan, bimbingan dan dorongan hingga selesainya penulisan
Tugas Akhir ini.
7. Bapak Drs. Amirin Supryatno, M.Pd, Drs. Ahyanuardi, M.T, dan Ali
Basrah Pulungan, S.T,M.T selaku Tim Penguji dalam tugas akhir ini.
8. Bapak Ibu/Dosen Teknik Elektro Fakultas Teknik UNP, yang telah
diberikan kepada penulis.
9. Bapak Sudarwanto selaku PH. Manajer PT. PLN (Persero) Wilayah
Sumatera Barat Cabang Padang yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
10. Bapak Junaidy selaku Manajer Rayon Belanti PT. PLN (Persero)
Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti yang telah membantu penulis
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
11. Bapak Ramli selaku Supervisor Distribusi PT. PLN (Persero) Wilayah
Sumbar Cabang Padang yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
12. Bapak Yusman selaku Supervisor Distribusi PT. PLN (Persero)
Wilayah Sumbar Cabang Padang Rayon Belanti yang telah membantu penulis
dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
13. Bapak Firdaus, Asri Kardisal, Tri, Arman, Aldo, dan beserta karyawan
PT. PLN (Persero) Wilayah Sumbar Cabang Padang dan Rayon Belanti yang
telah membantu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
14. Kedua Orang Tuaku, Adik-adikku dan semua anggota keluarga yang
telah membantu baik secara material maupun sipritual sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.
15. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro yang telah banyak
membantu, menemani, mendorong dan memberikan semangat semasa kuliah
sampai penulisan Tugas Akhir ini.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis menyadari adanya kekurangan,
oleh sebab itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang bersifat membangun
dari semua pihak dan penulis juga berharap penulisan ini dapat bermanfaat bagi
kita semua. Amin ya raba’alamin!
Padang, November 2008
Penulis
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…………………………………………………………. i
HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR……………………………. ii
ABSTRAK......................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR...................................................................................... iv
DAFTAR ISI..................................................................................................... vii
DAFTAR ISTILAH DAN SIMBOL .............................................................. ix
DAFTAR TABEL............................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xi
DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah............................................................... 1
B. Identifikasi Masalah...................................................................... 4
C. Batasan Masalah........................................................................... 5
D. Rumusan Masalah......................................................................... 6
E. Tujuan Penelitian.......................................................................... 6
F. Manfaat Penelitian........................................................................ 7
BAB II LANDASAN TEORITIS
A. Sistem Jaringan Distribusi......................................................... 6
1. Struktur Distribusi Tenaga Listrik…………………………… 6
a. Gardu Induk ......................................................................... 6
b. Gardu Hubung
c.
3. Jenis- jenis Pentanahan Netral system Tenaga......................... 7
vi
4. Neutral Grounding Resistance (NGR) ..................................... 11
B. Komponen Simetris…………………………………................ 12
C. Gangguan Hubung Singkat …………………………………... 18
1. Gangguan Satu Fasa ke Tanah……………………………...... 18
2. Gangguan Dua Fasa ................................................................. 19
3. Gangguan Dua Fasa ke Tanah.................................................. 21
D. Transformato Daya…………………………………................. 23
.......................................................................................................
1. Impedansi Urutan Transformator……………………………. 23
2. Menentukan Nilai Impedansi Transformator............................ 24
3. Gangguan Dua Fasa ke Tanah.................................................. 25
E. Electromagnetik Transient Program…………………............ 26
1. Pendahuluan…………………………….................................. 26
2. Kemampuan EMTP.................................................................. 27
3. Sistem Pengolahan Data dengan EMTP .................................. 28
4. Alternative Transient Program (ATP) ..................................... 29
BAB III METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian ……………………………………………....... 31
B. Lokasi Penelitian......................................................................... 31
C. Data-data Penelitian…………………………………………… 31
D. Metode Pengambilan Data .…………………………………… 32
E. Teknik Pengolahan Data............................................................ 32
F. Prosedur Pengolahan Data……………………………………
35
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi Data............................................................................. 37
vii
B. Perhitungan/Analisa Data ......................................................... 39
C. Rangkaian Simulasi EMTP....................................................... 51
D. Pembahasan ................................................................................ 63
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan.................................................................................. 67
B. Saran............................................................................................ 68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN – LAMPIRAN
DAFTAR ISTILAH DAN SIMBOL
viii
DAFTAR TABEL
TabelHalaman
1. Statistik gangguan saluaran transmisi 150 kV bulan Januari – Mei 2008 ...
……..2
2. Energi tak tersalur akibat gangguan Jan – Mei 2008
……………………………..2
3. Tabulasi arus gangguan hubung singkat terhadap tahanan netral dengan
perhitungan manual ……………………………...………….
…………………...41
4. Keadaan tegangan dan arus dalam kondisi normal………….
…………………...55
5. Tabulasi arus gangguan hubung singkat terhadap tahanan netral dengan
simulasi EMTP…………………………………………….………….
…………………...62
6. Tabulasi arus gangguan hubung singkat dengan tahanan pentahanan trafo
perhitungan manual dan simulasi EMTP …...………………………...
…………62
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Pentanahan Titik Netral melalui Tahanan (Resistor) ………………72. Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi
(Pentanahan Langsung/Solid Grounding)………………………… 9
3. Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan Petersen …………… 10
4. Pemasangan NGR pada Transformator Tenaga …………………….115. Representasi pentanahan netral trafo Gis simpang Haru…………
12
6. Vektor diagram untuk komponen urutan...........................................14
7. Operator a...........................................................................................14
8. Gangguan satu fasa ke tanah............................................................. 18
9. Gangguan dua fasa …………………………………………………20
10. Gangguan dua fasa ke tanah ……………………………….……… 23
11. Pemodelan simulasi EMTP.............................................................. 35
12. Diagram Flowchart simulasi EMTP................................................. 36
13. Rangkaian Simulasi Dalam Keadaan Normal …………………… 51
14. Rangkaian Simulasi Dalam Keadaan Gangguan………….……… 51
15. Profil Tegangan Sisi Kirim Pada Saat Keadaan Normal ….……… 52
16. Profil Tegangan Sisi Terima Pada Saat Keadaan Normal................ 53
17. Profil Arus Sisi Kirim Pada Saat Keadaan Normal…....................... 54
18. Profil Arus Sisi Terima Pada Saat Keadaan Normal…..………… 54
19. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 4 Ω……....................... 56
20. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 12 Ω.………….………57
21. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 40 Ω…....................... 58
22. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 100 Ω……….……… 59
23. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 200 Ω…....................... 60
x
24. Profil Arus Gangguan (I_hs) Saat Tahanan 500 Ω……….……… 61
DAFTAR LAMPIRAN
xi
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Sistem keterandalan pada jaringan distribusi sangat besar peranannya
untuk memenuhi kebutuhan tanaga listrik pada setiap konsumen. Oleh
peranannya yang sangat penting bagi konsumen, maka penyaluran listrik oleh
PT. PLN tidak boleh terputus selama 24 jam. Hal ini akan mengakibatkan
kerugian yang sangat besar bagi konsumen.
Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan pelanggan
adalah sistem distribusi. Sistem distribusi merupakan hal yang paling banyak
mengalami gangguan, sehingga masalah utama dalam operasi sistem distribusi
adalah mengatasi gangguan. Menurut Marsudi (1990 : 14) jumlah gangguan
dalam sistem distribusi relatif banyak dibandingkan dengan jumlah gangguan
pada bagian sistem yang lain seperti pada unit pembangkit, saluran transmisi
dan transformator gardu induk.
Sistem distribusi tenaga listrik merupakan suatu sistem penyalur energi
listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik (power station) pada tingkat
tegangan yang diperlukan, pada umumnya terdiri dari beberapa bagian yaitu:
Gardu Induk; Jaringan Distribusi Primer; Gardu Distribusi; Jaringan Distribusi
Sekunder.
xii
Berdasarkan tegangannya sistem distribusi tenaga listrik di Indonesia
dapat dikelompokkan 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.
Faktor-faktor yang mempengaruhi keterandalan saluran distribusi
udara menurut Yusra Sabri yang dikutip dalam Irawati (1999 : 4) drop
tegangan yang terjadi, rugi-rugi daya, kedip tegangan, frekuensi tegangan dan
kontinuitas pelayanan
Salah satu persyaratan penting dalam merencanakan suatu jaringan
distribusi harus diperhatikan masalah kualitas saluran, keterandalan saluran,
dan kontinuitas pelayanan yang baik terhadap konsumen. Oleh sebab itu
diperlukan pertimbangan dalam pengoperasian jaringan distribusi terhadap
masalah keterandalan saluran distribusi.
Dilihat dari kondisi kelistrikan Kota Padang, tuntutan kebutuhan
masyarakat akan listrik semakin meningkat akhir-akhir ini. Jumlah konsumsi
energi yang disuplay ke Kota Padang dengan beban yang dipikul sebesar
112.14 MW dapat dilihat tabel 1. dibawah :
Tabel 1. Jumlah Konsumsi Energi Kota Padang
No. Penyulang/FeederOut Ging
CT Terpasang
(A)
Total Beban (MW)
1 GIS. Simpang Haru 20 bh 2400 68.95 MW2 GI. PAUH LIMO 6 bh 500 24.81 MW3 GI. PIP 7 bh 560 18.38 MW
TOTAL 112.14 MWSumber. PLN Cabang Padang
1.
2.
Pelayanan dalam penyediaan tenaga listrik bagi masyarakat
(khususnya Kota Padang) merupakan hal yang sangat penting, maka hal-hal
yang dapat mempengaruhi keandalan saluran distribusi perlu diperhitungkan.
Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi Kota Padang
khususnya Gardu Hubung Kandis banyak berupa gangguan permanen,
gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat, gangguan fasa ST sesaat,
gangguan RS sesaat, dan Black Out (BO), yang menyebabkan kontinuitas
pelayanan saluran terganggu sampai gangguan tersebut dipulihkan. Dari data
banyak gangguan/pemadaman dan data lama gangguan/pemadaman yang
didapat pada PLN Cabang Padang, Gardu Hubung Kandis memiliki empat
buah out going feeder/penyulang. Data gangguan dan lama gangguan yang
paling tinggi terdapat pada feeder Cadnas sebanyak 169 kali gangguan dan
total menitnya 6393 menit, feeder Khatib Sulaiman sebanyak 90 kali
gangguan dan total menitnya 3587 menit, feeder Ulak Karang sebanyak 82
kali gangguan dan total menitnya 4043 menit, dan feeder DPR sebanyak 11
kali gangguan dan total menitnya 121 menit. (Sumber. PLN Cabang Padang)
Untuk mengantisipasi hal ini maka diperlukan suatu perhitungan untuk
mengetahui seberapa baik indeks keandalan sistem jaringan distribusi dan
berbagai macam indeks yang berhubungan dengan pelanggan pengguna jasa
PT.PLN.
Dalam Tugas Akhir ini penulis akan membahas tentang “Studi
Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi Udara 20 kV Pada Gardu Hubung
Kandis Kota Padang”, di mana nilai indeks keandalan yang dihitung adalah
nilai keandalan yang berorientasikan pelanggan pengguna jasa PT. PLN
3.
B. Identifikasi Masalah
Bagi pelanggan tenaga listrik, terputusnya penyediaan tenaga listrik
merupakan hal yang mengganggu aktivitas. Gangguan yang terjadi tidak
dikehendaki siapapun, namun hal tersebut merupakan kenyataan yang tidak
dapat di elakan lagi.
Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi akan
menyebabkan terganggunya kontinuitas pelayanan. Gangguan tersebut berupa
gangguan permanen, gangguan temporer, gangguan fasa RST sesaat,
gangguan fasa ST sesaat, gangguan RS sesaat,dan Black Out (BO).
Saluran distribusi udara 20 kV pada Kota Padang mempunyai 3 buah
Gardu Induk yaitu:
1. Gardu Induk Simpang Haru dan
2. Gardu Induk Pauh Limo.
3. Gardu Induk PIP
Selain tiga buah Gardu Induk juga terdapat enam buah Gardu Hubung
yaitu:
1. Gardu Hubung Kandis.
2. Gardu Hubung Teluk Bayur
3. Gardu Hubung Imam Bonjol
4. Gardu Hubung Gor. H. Agus Salim
5. Gardu Hubung Lb. Buaya
6. Gardu Hubung TRB
4.
Pada penelitian ini akan dibahas secara khusus Gardu Hubung Kandis
Rayon Belanti PT. PLN Cabang Padang, karena Gardu Hubung Kandis ini
merupakan gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan
dibandingkan dengan gardu hubung yang lainya.
Gardu Hubung Kandis mempunyai empat buah feeder yaitu:
1. Feeder Khatib Sulaiman
2. Feeder Ulak Karang
3. Feeder Cadnas
4. Feeder DPR.
C. Batasan Masalah
Berdasarkan Latar belakang dan identifikasi masalah, batasan masalah
yang akan dikemukakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah:
1. Wilayah penelitian yaitu Kota Padang dengan saluran distribusi
udara 20kV khususnya Gardu Hubung Kandis Rayon Belanti PT. PLN
Cabang Padang. Karena Gardu Hubung Kandis merupakan salah satu
gardu hubung yang sering mengalami masalah gangguan dibandingkan
dengan Gardu Hubung yang lain.
2. Perhitungan indeks keandalan sistem pada Gardu Hubung
Kandis yang berorientasi pelanggan pengguna jasa PT.PLN.
3. Perhitungan indeks keandalan sistem pada Gardu Hubung
Kandis dengan jangka waktu 12 (dua belas) bulan pada tahun 2007,
5.
dimana nilai tersebut mewakili nilai selama selang waktu beberapa tahun
kebelakang.
D. Rumusan Masalah
Pada Tugas Akhir ini penulis akan menentukan nilai keandalan dan
berbagai indeks yang berhubungan dengan kualitas pelayanan terhadap
pelanggan. Masalah yang akan muncul pada perhitungan ini adalah:
1. Berapakah indeks berorientasi pelanggan pada Gardu Hubung
Kandis dan apakah indeks tersebut dilihat dari segi kuantitatif (nilai) telah
mencapai target PT. PLN yaitu 6.031 untuk SAIFI dan 0.994 untuk SAIDI
(sumber: PT. PLN Cabang Padang) selama 12 bulan pada tahun 2007?
2. Apakah yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keandalan
sistem pada Gardu Hubung Kandis?
E. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan nilai SAIFI dan SAIDI pada Gardu Hubung Kandis
serta membandingkannya dengan nilai yang telah ditargetkan.
2. Mendapatkan nilai indeks berorientasi pelanggan lainnya yaitu :
CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI.
6.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat kita ambil dari penelitian ini adalah:
1. Bagi PT. PLN, dapat mengetahui indeks keandalan sistem
distribusi untuk Gardu Hubung Kandis Rayon Belanti PT.PLN Cabang
Padang dengan melakukan perbaikan rele-rele, perbaikan PMT, dan
rekonfigurasi jaringan.
2. Bagi penulis, dapat mengetahui bagaimana menentukan dan
menganalisa keandalan sistem serta dapat menerapkan ilmu yang
didapatkan sewaktu perkuliahan dengan sistem yang ada.
3. Bagi Mahasiswa, dapat dijadikan referensi untuk mengetahui lebih
banyak tentang keandalan sistem.
7.
BAB II
LANDASAN TEORITIS
A. Sistem Jaringan Distribusi
Sistem distribusi tenaga listrik adalah penyaluran energi listrik dari
pembangkit tenaga listrik (power station) hingga sampai kepada konsumen
(pemakai) pada tingkat tegangan yang diperlukan. Jaringan distribusi terdiri
atas dua bagian, yang pertama adalah jaringan tegangan menengah/primer
(JTM), yang menggunakan tiga kawat atau empat kawat untuk tiga fasa.
Jaringan distribusi primer berada antara gardu induk dan transformator
distribusi. Jaringan yang kedua adalah jaringan tegangan rendah (JTR) dengan
tegangan 380/220 Volt, dimana sebelumnya tegangan tersebut
ditransformasikan oleh transformator distribusi dari 20 kV menjadi 380/220
Volt, jaringan ini dikenal pula dengan jaringan distribusi sekunder. Jaringan
distribusi sekunder terletak antara transformator distribusi dan sambungan
pelayanan (beban) menggunakan penghantar undara terbuka atau kabel
dengan sistem tiga fasa empat kawat (tiga kawat fasa dan satu kawat netral).
Dapat kita lihat gambar dibawah proses penyedian tenaga listrik bagi para
konsumen.
10.
Marsudi (2005 : 6)
1. Struktur Distribusi Tenaga Lisrik
a. Gardu Induk / Gardu Induk Distribusi
Gardu induk berisikan ujung-ujung dari saluran
transmisi/subtransmisi, transformator, peralatan proteksi, peralatan
kontrol dan pangkal saluran distribusi. Gardu induk memberikan suplai
tenaga listrik ke jaringan distribusi. Tegangan yang suplai gardu induk
adalah berupa tegangan menengah karena pada gardu induk, tegangan
11.
tinggi yang diterima diturunkan terlebih dahulu ke tegangan menengah
sebelum disalurkan ke daerah beban yang dikehendaki. Secara lebih
rinci, gardu induk berfungsi sebagai :
1) Mentransformasikan tenaga listrik dari tegangan tinggi yang satu
ke tegangan tinggi lainnya, atau ke tegangan menengah.
2) Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan dan
pengamanan sistem tenaga listrik.
b. Gardu Hubung (Switch Substation)
Gardu hubung merupakan gardu penghubung antara gardu
induk dengan gardu trafo distribusi. Gardu ini tidak berisikan
transformator, tetapi hanya perlengkapan hubung- bagi (Switcgear)
dan bisanya rel-rel (busbars). Gardu hubung ini terdiri dari gardu
hubung spindel yang memiliki maksimum 7 unit penyulang dan gardu
hubung non-spindel yang memiliki 3 unit penyulang.
c. Gardu Distribusi
Gardu Distribusi adalah gardu yang berisikan trafo distribusi
dan merupakan daerah / titik pertemuan antar jaringan primer dan
jaringan sekunder karena pada gardu ini tegangan menengah (TM)
diubah ketegangan rendah (TR)
d. Feeder (Penyulang)
Feeder (penyulang) dalam jaringan distribusi merupakan
saluran yang menghubungkan gardu induk dengan gardu distribusi.
2. Pola Jaringan Distribusi Primer
12.
Untuk memenuhi tingkat kontinuitas pelayanan, dikenal beberapa
pola jaringan distribusi primer, yaitu:
a. Konfigurasi Radial
Kelebihan utama sistem ini adalah: sederhana, baik dalam
pengoperasian maupun pemeliharaan serta peralatan proteksinya
sehingga biaya konstruksi dan operasinya lebih rendah dibandingkan
konfigurasi lainnya, tetapi sistem ini tidak cocok untuk jenis beban
dengan kontinuitas aliran arus yang tinggi karena kelemahan dalam
penanganan gangguan.
Pada konfigurasi radial ini apabila terjadi gangguan pada salah
satu feeder (penyulang), maka semua pelanggan yang terhubung pada
feeder tersebut terganggu. Apabila gangguan tersebut bersifat
permanen dan memerlukan perbaikan terlebih dahulu sebelum dapat di
operasikan kembali, maka pelanggan (konsumen) yang mengalami
gangguan pelayanan jumlahnya relatif banyak. Pola jaringan distribusi
primer radial dapat dilihat pada gambar 2. dibawah ini:
Gambar 2. Jaringan Distribusi Primer RadialMarsudi (1990:417)
13.
Gambar diatas menunjukan jaringan tegangan menengah
berupa feeder-feeder radial yang keluar dari Gardu Induk (GI). Pada
setiap feeder terdapat Ttransformator Distribusi (TD) yang dilengkapi
dengan saklar. Transformator Distribusi diletakkan didalam kota.
Untuk wilayah kepadatan tinggi dan jarak antara pusat beban
dengan feeder terlalu jauh perlu digunakan Gardu Hubung (GH).
Antara Gardu Induk (GI) dan Gardu Hubung (GH) umumnya
dihubungkan oleh dua sirkuit tegangan menengah yang dilengkapi
dengan relay pengaman agar kalau salah satu sirkuit terganggu masih
ada satu sirkuit yang beroperasi.
b. Konfigurasi Ring
Sistem Konfiguarasi Ring ini secara ekonomis menguntungkan,
karena pada jaringan terbatas hanya pada saluran yang terganggu,
sedangkan pada saluran yang lain masih dapat menyalurkan tenaga
listrik dari sumber lain dalam rangkaian yang tidak terganggu.
Sehingga kontinuitas pelayanan sumber tenaga listrik dapat terjamin
dengan baik. Pola jaringan distribusi primer ring dapat dilihat pada
gambar 3. dibawah ini:
14.
Gambar 3. Jaringan Distribusi Primer Ring
Keterangan gambar 3 :1;2;3;4;5 adalah PMT/CB = Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)A ; B adalah PMS/DS = Pemisah (Disconnecting Switch)TD = Trafo Distribusi
Marsudi (1990:418)Dalam praktek umumnya jaringan Ring dibuka dengan
membuka PMT 5 . Pemutus Tenaga adalah sakelar tegangan tinggi
yang mampu memutus arus gangguan. Arus gangguan besarnya dapat
mencapai beberapa ribu kali besarnya arus operasi normal.
Di depan dan di belakang setiap pemutus tenaga harus ada
pemisah (PMS), yaitu sakelar yang hanya boleh dioperasikan (ditutup
dan dibuka) dalam keadaan tidak ada arus yang melaluinya, tetapi
posisi pisau sakelar harus jelas terlihat. Hal ini diperlukan berkaitan
dengan masalah keselamatan kerja pada saat instalasi teganggan tinggi
akan dibebaskan dari tegangan karena akan disentuh orang. (Marsudi,
2005:3).
Pada gambar 3, apabila terjadi gangguan di titik F (Fult) maka
PMT 3 dihubungkan. Selanjutnya dilakukan langkah mencari dan
memperbaiki bagian yang terganggu.
Selama pencarian dan perbaikan titik F yang terganggu hanya
pelanggan yang ada diantara PMS A dan PMT 3 yang mengalami
gangguan pelayanan. Apabila jumlah PMS seperti PMS A dan PMS B
15.
di perbanyak, maka jumlah pelanggan yang mengalami gangguan
pelayanan dapat dikurangi lagi.
c. Konfigurasi Spindel
Sistem jaringan distribusi primer Spindel adalah gabungan
sistem jaringan radial dan ring. Pola jaringan spindel ini dapat dilihat
pada gambar 4. dibawah ini:
Gambar 4. Jaringan Distribusi Primer Spindel
Keterangan gambar 4:
1 dan 4 adalah PMT/CB = Pemutus tenaga (Circuit Breaker)2;3;5;6 adalah PMS/DS = Pemisah (Disconnecting Switch)
Marsudi (1990: 419)
Dalam keadaan normal semua PMT dan PMS dari setiap feeder
yang keluar dari Gardu Induk (GI) dalam keadaan terhubung, express
feeder di Gardu Hubung (GH) dalam keadaan terbuka.
Misalnya terjadi gangguan di titik F pada feeder A maka PMT
1 lepas, maka tempat gangguan harus dicari dan dilokalisir. Setelah
16.
gangguan diketahui atau diisolir yaitu antara Indikator I1 dan Indikator
I2, maka PMS 3 dan PMS 5 dibuka kemudian PMT 1 dihubungkan
kembali sehingga pelayanan bagi para pelanggan normal kembali.
Setelah bagian yang terganggu di titik F selesai diperbaiki
maka konfigurasi jaringan dapat dikembalikan seperti sebelum terjadi
gangguan dengan menghubungkan PMS 3 dan PMS 5.
Saluran distribusi Udara 20 kV kota Padang menggunakan
jaringan distribusi primer berbentuk Spindel. (Sumber. PLN Cabang
Padang.
Jika terjadi gangguan pada salah satu feeder maka feeder yang
lain tidak mengalami pemadaman karena dapat disuplay dari tempat
lain melalui sebuah express feeder yaitu saluran yang bebas atau
langsung di suplay dari gardu induk distribusi. Jenis kawat yang
digunakan untuk express feeder ini lebih baik jika digunakan dengan
besar penampang lebih besar dari feeder lain yang sedang beroperasi.
Jenis jaringan ini memang lebih andal dari jenis jaringan yang lain,
tetapi membutuhkan biaya yang cukup besar untuk pembuatannya.
3. Gangguan
Gangguan pada peralatan ketenagalistrikan sudah menjadi bagian
dari pengoperasian peralatan tenaga listrik. Mulai dari pembangkit,
transmisi hingga pusat-pusat beban tidak pernah lepas dari berbagai
macam gangguan. Bagian dari peralatan tenaga listrik yang sering
mengalami gangguan adalah kawat transmisinya (kira-kira 70-80% dari
seluruh gangguan).
17.
Hal ini disebabkan luas dan panjang kawat transmisi yang
terbentang dan yang beroperasi pada kondisi udara yang berbeda-beda
dimana pada umumnya yang lewat udara (diatas tanah) lebih rentan
terhadap gangguan dari pada yang ditaruh dalam tanah (underground).
Akibat-akibat yang ditimbulkan oleh gangguan
a. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada para
konsumen apabila gangguan itu sampai menyebabkan
terputusnya suatu rangkaian atau menyebabkan rusaknya suatu
unit pembangkit.
b. Penurunan tegangan yang cukup besar menyebabkan
rendahnya kualitas tenaga listrik dan merintangi kerja normal
pada peralatan konsumen.
c. Pengurangan stabilias sistem dan menyebabkan jatuhnya
generator.
d. Merusak peralatan pada daerah terjadinya gangguan itu.
B. Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi
Definisi klasik dari keandalan adalah peluang berfungsinya suatu alat
atau sistem secara memuaskan pada keadaan tertentu dan dalam periode waktu
tertentu pula. Dapat juga dikatakan kemugkinan atau tingkat kepastian suatu
alat atau sistem akan berfungsi secara memuaskan pada keadaan tertentu
dalam periode waktu tertentu pula. Dalam pengertian ini, tidak hanya peluang
dari kegagalan tetapi juga banyaknya, lamanya dan frekuensinya juga penting.
18.
Kemungkinan atau tingkat kepastian sedemikian itu tidak dapat diduga dengan
pasti, tetapi dapat dianalisa atas dasar logika ilmiah.
Menurut Pabla (2007 : 312), mendefenisikan keandalan sebagai
kemungkinan dari satu atau kumpulan benda akan memuaskan kerja pada
keadaan tertentu dalam periode waktu yang ditentukan.
Menurut Momoh (2008 : 115), keandalan yaitu kemampuan dari
jaringan untuk menyampaikan tidak terputusnya tenaga listrik bagi pelanggan
pada satu taraf yang telah ditentukan sesuai dengan mutu dan jaminan
keamanannya.
Menurut Willis (2004 : 103), keandalan yaitu kemampuan dari sistem
pengiriman kekuatan untuk membuat tegangan listrik yang siap secara terus-
menerus dan cukup dengan mutu kepuasan, untuk memenuhi kebutuhannya
konsumen. Menurut Hajek yang dikutip dalam Irawati (1999 : 20), keandalan
adalah suatu istilah statistik yang pada umumnya didefenisikan sebagai
probabilitas bahwa selama suatu jangka waktu tertentu dalam kondisi yang
telah ditetapkan, sebuah peralatan atau suatu sistem akan bekerja dengan cara
yang dapat diterima.
Secara umum keandalan didefinisikan sebagai kemungkinan
(Probability) dari suatu sistem yang mampu bekerja sesuai dengan kondisi
operasi tertentu dalam jangka waktu yang ditentukan, dengan kata lain
keandalan disebut juga dengan kecukupan atau ketersediaan (availability).
Keandalan memiliki sifat non deterministik (terjadi secara kebetulan) tapi
probabilistik (sesuatu yang bersifat acak, tidak pasti, namun dapat dianalisa
19.
dengan teori probabilitas). Dalam mendefenisikan keandalan terhadap
gangguan terdapat empat faktor yang memegang peranan penting yaitu:
a. Kemungkinan (Probability)
Angka yang menyatakan berapa kali gangguan terjadi dalam waktu
tertentu pada suatu sistem atau saluran.
b. Bekerja Dengan Baik (Performance)
Menunjukan kriteria kontinuitas suatu salauran sistem penyaluran
tenaga listrik tanpa mengalami gangguan.
c. Periode Waktu
Periode waktu adalah lama suatu saluran bekerja dengan baik
sesuai dengan fungsinya. Semakin lama saluran digunakan, maka akan
semakin banyak kemungkinan terjadinya kegagalan.
d. Kondisi Operasi
Kondisi operasi yang dimaksud disini adalah keadaan lingkungan
kerja dari suatu jaringan seperti pengaruh suhu, kelembaban udara dan
getaran yang mempengaruhi kondisi operasi.
C. Analisis
1. Angak/Laju Kegagalan (Failure rate),
Banyaknya kegagalan yang terjadi selama selang waktu t1 sampai t2
disebut laju kegagalan (failure rate). Ini dapat dinyatakan sebagai peluang
bersyarat, yaitu kegagalan-kegagalan yang terjadi dalam selang waktu t1
dan t2, dimana sebelum periode t1 tidak terjadi kegagalan, dan ini
merupakan awal dari selang.
Jadi laju kegagalan adalah harga rata-rata dari jumlah
kegagalan per satuan waktu pada suatu selang waktu pengamatan (T). Laju
20.
kegagalan ini dihitung dengan satuan kegagalan per tahun. Untuk selang
waktu pengamatan diperoleh :
.............................(1)
Atau
........................................................................
(2)Pabla (2007 : 311)
Dimana :
Untuk menghitung lama gangguan rata-rata (Average Annual Outage
Time),
.......................................................................(3)
Viktor (2007 : 36)
Dimana (t) : lamanya gangguan (jam)
Laju kegagalan ini merupakan fungsi dari waktu atau umum dari
sistem atau saluran selama beroperasi. Fungsi waktu ini dapat dilihat pada
gambar 7 dibawah ini :
21.
Momoh (2008 : 140)
Dari gambar diatas laju kegagalan dibagi dalam tiga selang waktu
yaitu:
a. Selang Waktu Kegagalan Awal (De Bugging)
Pada selang waktu kegagalan awal ini laju kegagalan akan
menurun dengan cepat sesuai bertambahnya waktu. Kegagalan pada
daerah ini disebabkan oleh kesalahan dalam perencanaan dan pembuatan
jaringan serta pemasangan saluran tersebut.
b. Selang waktu Kegagalan Normal (Normal
Operating or Useful Life)
Pada daerah waktu ini besarnya laju kegagalan dapat dianggap
tetap. Hal ini disebabkan sistem atau saluran siap beroperasi dengan
mantap. Sehingga kemungkinan terjadi kegagalan adalah sama pada setiap
waktu. Laju kegagalan pada daerah ini tidak teratur disebabkan oleh
tekanan yang tiba-tiba diluar kekuatan sistem atau saluran yang telah
direncanakan.
c. Selang Waktu Kegagalan Akhir (Wear-Out)
Laju kegagalan pada daerah ini bertambah besar dengan
bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan karena bertambahnya umur
22.
sistem atau saluran dan kegagalan ini dapat ditanggulangi dengan
mengadakan pemeliharaan (maintenance).
Waktu perbaikan (r) adalah lama waktu yang diperlukan dari saat
terjadinya gangguan sampai waktu saluran dapat bekerja kembali secara
normal.
m (mean time between failure) adalah waktu rata-rata sistem saluran bekerja sesuai fungsi yang diharapkan.
........................................................................................(4)
Momoh (2008 : 147)Keandalan dalam bentuk matematisnya dapat ditulis sebagai
berikut:
2. Indeks Gangguan Tambahan
Indeks keandalan yang telah di perhitungkan kembali menggunakan
konsep klasik adalah laju kegagalan rata-rata, lamanya gangguan rata-rata
dan waktu kegagalan tahunan.
Indeks Berorientasikan Pelanggan
1) System Avarage Interruption Frequency Index
(SAIFI)
23.
SAIFI merupakan suatu indeks yang menyatakan banyaknya
gangguan (pemadaman) yang terjadi dalam selang waktu tertentu
(1 tahun) pada pelanggan dalam suatu sistem secara keseluruhan.
....................................................................(6)
Willis (2004 : 112)
Dimana adalah laju kegagalan unit dan adalah banyak
pelanggan pada suatu titik
2) Costumer Avarage Interruption Frequency Index
(CAIFI)
CAIFI merupakan suatu indeks yang menyatakan banyaknya
gangguan yang terjadi dalam selang waktu tertentu (1 tahun) pada
pelanggan dalam ruang lingkup yang lebih kecil (feeder)
........................................................................(7)
Willis (2004 : 112)
3) System Avarage Interruption Duration Index
(SAIDI)
24.
SAIDI merupakan suatu indek yang menyatakan lamanya
gangguan (pemadaman) yang terjadi dalam selang waktu tertentu
(1 tahun) pada pelanggan dalam suatu sistem secara
keseluruhan.
...................................................................
(8)Momoh (2008 : 120)
Dimana adalah annual outage time dan adalah jumlah pelanggan pada satu titik
4) Costumer Avarage Interruption Duration
Index(CAIDI)
CAIDI merupakan suatu indeks yang menyatakan lamanya
gangguan yang terjadi dalam selang waktu tertentu (1 tahun) pada
pelanggan dalam ruang lingkup yang lebih kecil (feeder).
....................................................................
(9)Momoh (2008 : 120)
Dimana adalah laju kegagalan, adalah annual outage time
dan adalah jumlah pelanggan pada satu titik
25.
5) Avarage Service Availability (unvailability) Index
(ASAI/ASUI)
ASAI merupakan suatu indeks yang menyatakan kemampuan suatu
sistem untuk menyediakan/menyuplai suatu sistem dalam jangka
waktu 1 tahun sedangkan ASUI merupakan indeks yang
menyatakan ketidakmampuan suatu sistem untuk
menyediakan/menyuplai suatu sistem.
..................................
......(10)
.............................................................(11)
Dimana 8760 adalah jumlah jam dalam 1 tahun
Momoh (2008 : 121)
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
A. Rancangan Penelitian
Jenis penelitian ini adalah deskriptif. Sesuai dengan bentuknya,
penelitian ini bertujuan untuk mencoba melakukan pengkajian terhadap data-
data teknis yang terjadi pada saluran distribusi udara 20 kV untuk gardu
Hubung Kandis Kota Padang. Data-data yang telah didapatkan selanjutnya
dihitung untuk mendapatkan nilai-nilai indeks yang diinginkan, yaitu SAIFI,
SAIDI, CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI, dengan menggunakan rumus-rumus
yang tertera sebelumnya, kemudian hasilnya dibandingkan dengan
target/ketetapan PT.PLN.
B. Objek Penelitian
Objek penelitian ini adalah saluran distribusi udara 20 kV Kota Padang
khususnya Gardu Hubung Kandis Kota Padang yang melayani empat feeder.
Feeder-feeder tersebut adalah :
1. Feeder Khatib Sulaiman2. Feeder Ulak Karang3. Feeder Cadnas4. Feeder DPR
C. Jenis Data Penelitian
Jenis data yang diambil dalam penelitian ini adalah data sekunder. Data yang
diambil merupakan data-data sebagai berikut :
1. Data gangguan yang terjadi pada saluran distribusi udara
20 kV Gardu Hubung Kandis Kota Padang tahun 2007
2. Data realisasi dan target kinerja SAIDI & SAIFI tahun
2007
3. Banyak pemadaman/gangguan rata-rata pertahun
4. Data lamanya gangguan pada GH. Kandis
5. Gambar single line diagram Pola Operasi Sistem 20 kV
6. Gambar single line diagram saluran distribusi udara 20
kV Gardu Hubung Kandis Kota Padang
27.
Untuk melakukan perhitungan indeks-indeks keandalan dalam sistem
distribusi yaitu SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI, ASAI, ASUI, dibutuhkan data-
data laju kegagalan rata-rata, banyak gangguan rata-rata pertahun, jumlah
pelanggan dalam satu area, banyaknya terjadi gangguan, dan spesifikasi teknis
untuk Gardu Hubung Kandis Kota Padang.
D. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang diambil dalam penelitian ini adalah
metode studi dokumenter.
E. Teknik Analisis Data
Data-data yang telah didapatkan selanjutnya dihitung untuk
mendapatkan nilai-nilai indeks yang diinginkan, yaitu:
1. Untuk menghitung laju kegagalan
Dimana jumlah kegagalan selama selang waktu jumlah lamanya selang waktu pengamatan
Sehingga rumus diatas menjadi :
2. Untuk menghitung lama gangguan rata-rata
Dimana t : lama gangguan (jam)
Sehingga rumus diatas menjadi :
32.
1 jam = 60 menit
3. SAIFI (System Avarage Interuption Frequency Index)
Dimana adalah laju kegagalan unit dan adalah banyak pelanggan
pada suatu titik
4. SAIDI (System Avarage Interruption Duration Index)
Dimana adalah annual outage time dan adalah jumlah pelanggan pada satu titik
5. CAIFI (Costumer Avarage Interruption Frequency Index)
6. CAIDI (Costumer Avarage Interruption Duration Index)
Dimana adalah laju kegagalan, adalah annual outage time dan
adalah jumlah pelanggan pada satu titik
7. ASAI/ASUI (Avarage Service Availability (unvailability) Index)
28.
Dimana 8760 adalah jumlah jam dalam 1 tahun
Dengan menggunakan rumus-rumus yang tertera dan dilakukan analisa
tentang hasil yang didapat dengan membandingkan dengan target/ketetapan
PT. PLN dan membandingkan nilai indeks satu feeder dengan feeder lainnya.
Selanjutnya menganalisa tindakan apa yang dapat dilakukan untuk
mengurangi terjadinya gangguan pada PT. PLN khususnya Gardu Hubung
Kandis Kota Padang Rayon Belanti.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Deskripsi Data
Pada Bab ini dilakukan perhitungan nilai-nilai indeks keandalan sistem
distribusi dari data-data yang telah didapatkan sebelumnya, dapat dilihat tabel
dibawah:
Tabel 1. Jumlah Konsumsi Energi Kota Padang
No. Penyulang/FeederOut Ging
CT Terpasang
(A)
Total Beban (MW)
1 GIS. Simpang Haru 20 bh 2400 68.95 MW2 GI. PAUH LIMO 6 bh 500 24.81 MW3 GI. PIP 7 bh 560 18.38 MW
TOTAL 112.14 MWSumber. PLN Cabang Padang
Tabel 2. Banyak Padam/Gangguan pada feeder di GH. Kandis
No
Penyulang/Feeder
Jumlah Pelanggan
Jumlah Padam / Gangguan (kali) Jumlah PadamJAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DES
1Khatib
Sulaiman3459 5 0 8 16 21 13 4 0 10 3 1 9 90
2Ulak
Karang5951 2 0 9 14 20 17 6 1 7 4 0 2 82
3 CADNAS 4965 5 0 17 30 26 20 16 8 20 8 12 7 169
4 DPR 417 1 0 2 4 0 0 0 0 2 1 0 1 11
Sumber PLN Cabang Padang
Tabel 3. Lamanya gangguan pada Feeder di GH. Kandis
No
Penyulang/Feeder
Jumlah Pelangga
n
Lama Padam / Gangguan (menit) Jumlah lama
gangguan
JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DES
1Khatib
Sulaiman3459 325 0 146 963 537 202 147 0 917 30 6 314 3587
29.
30.
2Ulak
Karang5951 256 0 752 674 511 712 103 62 741 28 0 204 4043
3 CADNAS 4965 405 0 580 1167 523 1303 151 220 1342 181 227 294 6393
4 DPR 417 25 0 40 28 0 0 0 0 3 5 0 20 121
Sumber PT. PLN Cabang Padang
Untuk menghitung laju kegagalan maka digunakan rumus (8) :
Dimana jumlah kegagalan selama selang waktu
jumlah lamanya selang waktu pengamatan
Sehingga rumus diatas menjadi :
Dimana angka 12 diambil dari banyaknya data yang dipakai yaitu selama 12
bulan (Januari 2007 sampai Desember 2007).
B. Analisa Data
Sehingga dengan menggunakan rumus di atas diperoleh nilai :
31.
a. Feeder Khatib Sulaiman :
kali / th
b. Feeder Ulak Karang :
kali / th
c. Feeder Cadnas :
kali / th
d. Feeder DPR :
kali / th
Tabel 3. Lamanya gangguan pada Feeder di GH. Kandis
No. Penyulang/FeederJumlah
Pelanggan
Lama Padam / Gangguan (menit)
JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AUG SEP OKT NOV DES
1 Khatib Sulaiman 3459 325 0 146 963 537 202 147 0 917 30 6 314
2 Ulak Karang 5951 256 0 752 674 511 712 103 62 741 28 0 204
3 CADNAS 4965 405 0 580 1167 523 1303 151 220 1342 181 227 294
4 DPR 417 25 0 40 28 0 0 0 0 3 5 0 20
Sumber PT. PLN Cabang Padang
Untuk menghitung lama gangguan rata-rata digunakan rumus (9):
Dimana t : lama gangguan (jam)
Sehingga rumus diatas menjadi :
32.
1 jam = 60 menit
Dimana angka 12 diambil dari banyaknya data yang dipakai yaitu selama 12
bulan (Januari 2007 sampai Desember 2007).
Sehingga dengan menggunakan rumus diatas didapat U, yaitu:
a. Feeder Khatib Sulaiman :
jam/th
b. Feeder Ulak Karang :
jam/th
c. Feeder Cadnas :
ja
m/th
d. Feeder DPR :
jam/th
Berikut ini akan dihitung nilai indeks pelanggan jasa PT. PLN untuk masing-
masing Feeder.
N = N1 + N2 + N3 + N4
= 3459 + 5951 + 4965 + 417
33.
= 14792 pelanggan
1. FEEDER KHATIB SULAIMAN
Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut:
Ni = Banyak pelanggan pada feeder Khatib Sulaiman
= 3459
= 7.5 kali/th
Ui = 4.98 jam/th
Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut:
1.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :
SAIFI =
=
1.2. Costumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
dengan menggunakan rumus (14) diperoleh :
= gangguan / pelanggan
1.3. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
dengan menggunakan rumus (15) diperoleh :
34.
= jam / pelanggan
1.4. Costumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
dengan menggunakan rumus (16) diperoleh :
= jam / pelanggan
1.5. Average Service Availability (Unavailability) Index (ASAI/ASUI)
dengan menggunakan rumus (17) diperoleh :
=
= 0.99756
Dengan menggunakan rumus (18) diperoleh :
= 1- 0.99756
= 0.0024
1. FEEDER ULAK KARANG
Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut:
= Banyak pelanggan pada feeder Ulak Karang
= 5951
35.
= 6.8 kali / th
Ui = 5.61 jam / th
Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut:
2.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :
gangguan / pelanggan
2.2. Costumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
dengan menggunakan rumus (14) diperoleh :
gangguan / pelanggan
2.3. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
dengan menggunakan rumus (15) diperoleh :
jam / pelanggan
2.4. Costumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
dengan menggunakan rumus (16) diperoleh :
jam / pelanggan
2.5. Average Service Availability (Unavailability) Index (ASAI/ASUI)
dengan menggunakan rumus (17) diperoleh :
= 0.998408
36.
Dengan menggunakan rumus (18) diperoleh :
ASAI
= 1- 0.998408
= 0.001592
2. FEEDER CADNAS
Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut:
= Banyak pelanggan pada feeder Cadnas
= 4965
= 14.1 kali / th
Ui = 8.87 jam / th
Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut:
3.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :
gangguan / pelanggan
3.2. Costumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
dengan menggunakan rumus (14) diperoleh :
gangguan / pelanggan
3.3. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
dengan menggunakan rumus (15) diperoleh :
jam / pelanggan
3.4. Costumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
dengan menggunakan rumus (16) diperoleh :
37.
jam / pelanggan
3.5. Average Service Availability (Unavailability) Index (ASAI/ASUI)
dengan menggunakan rumus (17) diperoleh :
= 0.996983
Dengan menggunakan rumus (18) diperoleh :
ASAI
= 1- 0.996983
= 0.003016
3. FEEDER DPR
Berdasarkan tabel 2. dan tabel 3. didapatkan data sebagai berikut:
= Banyak pelanggan pada feeder DPR
= 417
= 0.9 kali / th
Ui = 0.16 jam / th
Sehingga didapatkan nilai indeksnya sebagai berikut:
4.1. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)
dengan menggunakan rumus (13) diperoleh :
gangguan / pelanggan
4.2. Costumer Average Interruption Frequency Index (CAIFI)
dengan menggunakan rumus (14) diperoleh :
38.
gangguan / pelanggan
4.3. System Average Interruption Duration Index (SAIDI)
dengan menggunakan rumus (15) diperoleh :
jam / pelanggan
4.4. Costumer Average Interruption Duration Index (CAIDI)
dengan menggunakan rumus (16) diperoleh :
jam / pelanggan
4.5. Average Service Availability (Unavailability) Index (ASAI/ASUI)
dengan menggunakan rumus (17) diperoleh :
= 0.999352
Dengan menggunakan rumus (18) diperoleh :
ASAI
= 1- 0.999352
= 0.000647
C. Pembahasan
Dari hasil perhitungan diatas maka dapat dilihat nilai indeks yang
didapatkan untuk masing-masing Feeder pada Gardu Hubung Kandis pada
tabel. 4 berikut:
Tabel. 4 Nilai Indeks Masing-Masing Feeder
Gardu Hubung Kandis
No
Feeder / Penyulang
Nilai IndeksSAIFI CAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI
39.
1Khatib
Sulaiman1.75 0.35 1.164 0.155 0.99756 0.0024
2Ulak
Karang2.735 0.48 2.256 0.331 0.998408 0.001592
3 Cadnas 4.732 0.533 2.977 0.211 0.996983 0.003016
4 DPR 0.02 0.15 0.04 0.05 0.999352 0.000647
Keterangan : xxx = paling besarxxx = paling kecil
1. Perbandingan Nilai SAIFI
Nilai SAIFI yang merupakan target / ketetapan dari PLN adalah 17.1
Berikut ini nilai SAIFI untuk tiap-tiap feeder :
1.1. Khatib Sulaiman : 1.75 gangguan / pelanggan
1.2. Ulak Karang : 2.73 gangguan / pelanggan
1.3. Cadnas : 4.73 gangguan / pelanggan
1.4. DPR : 0.07 gangguan / pelanggan
Berdasarkan dari nilai diatas dapat dianalisa bahwa nilai SAIFI untuk
masing-masing feeder masih berada pada batas nilai yang telah ditargetkan
oleh PT.PLN.40.
Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Perhitungan Target
Gambar 10. Grafik Nilai SAIFI Untuk Masing-Masing Feeder
Dari grafik diatas terlihat pada feeder DPR memiliki nilai SAIFI yang
paling kecil yaitu 0.07, ini menandakan pada feeder tersebut sedikit
mengalami terjadinya gangguan (pemadaman). Ini mengakibatkan feeder DPR
memiliki nilai SAIFI yang paling baik dari tiga feeder lainnya pada Gardu
Hubung Kandis, diikuti oleh feeder Ulak Karang, feeder Khatib Sulaiman, dan
feeder Cadnas. Artinya feeder DPR memiliki sistem yang lebih handal (sedikit
mengalami gangguan) dibandingkan ketiga feeder lainnya yang mengalami
gangguan lebih banyak. Untuk feeder Cadnas memiliki nilai SAIFI yang
paling tinggi dari feeder-feeder yang lainnya, tetapi masih dalam batas target
PT.PLN ini menandakan pada feeder tersebut banyak mengalami gangguan
(pemadaman) dalam satu tahun.
2. Perbandingan Nilai SAIDI
41.
Nilai SAIDI yang merupakan target dari PLN adalah 2.6
Berikut ini nilai SAIDI untuk tiap-tiap feeder :
2.1. Khatib Sulaiman : 1.164 jam / pelanggan
2.2. Ulak Karang : 2.256 jam / pelanggan
2.3. Cadnas : 2.977 jam / pelanggan
2.4. DPR : 0.04 jam / pelanggan
Berdasarkan nilai diatas dapat dianalisa bahwa nilai SAIDI untuk 3
buah feeder yaitunya feeder Khatib Sulaiman, feeder Ulak Karang, feeder
DPR masih berada pada batas nilai yang telah ditargetkan oleh PT. PLN hanya
feeder Cadnas yang tidak berada pada batas nilai yang telah ditargetkan oleh
PT. PLN.
Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Perhitungan Target
Gambar 11. Grafik Nilai SAIDI Untuk Masing-Masing Feeder
Dari grafik diatas terlihat pada feeder DPR memiliki nilai SAIDI yang
paling kecil yaitu 0.04, ini menandakan pada feeder DPR sedikit terjadinya
gangguan (pemadaman). Ini mengakibatkan feeder DPR memiliki nilai SAIDI
yang paling baik dan sesuai target PLN dari tiga feeder lainnya pada GH
Kandis, diikuti oleh feeder Khatib Sulaiman, Ulak Karang dan Cadnas.
Artinya feeder DPR memiliki kinerja sistem yang lebih baik dibandingkan 3
feeder lainnya, sehingga hanya mengalami pemadaman dalam jangka waktu
yang lebih singkat.
3. Perbandingan Nilai CAIFI dan CAIDI
Berikut ini nilai CAIFI dan CAIDI untuk tiap-tiap feeder:
Tabel 5. Nilai CAIFI dan CAIDI untuk masing-masing feeder
NoFeeder /
PenyulangNilai Indeks
CAIFI CAIDI
1Khatib
Sulaiman0.35 0.155
2Ulak
Karang0.48 0.331
3 Cadnas 0.53 0.211
4 DPR 0.15 0.05
Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa nilai CAIFI dan CAIDI
pada feeder DPR paling kecil dibandingkan dengan feeder yang lainnya
(feeder Cadnas, feeder Ulak Karang, feeder Khatib Sulaiman). Ini
menandakan pelayanan pada pelanggan / konsumen pada feeder ini paling
baik atau bagus dibandingkan dengan feeder lainnya.
42.
Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
CAIFI CAIDI
Gambar 12. Grafik Nilai CAIFI dan CAIDI untuk Masing-Masing Feeder
4. Perbandingan Nilai ASAI dan ASUI
Berikut ini nilai ASAI dan ASUI untuk tiap-tiap feeder:
Tabel 6. Nilai ASAI dan ASUI untuk masing-masing feeder
NoFeeder /
PenyulangNilai Indeks
ASAI ASUI
1Khatib
Sulaiman0.99756 0.0024
2Ulak
Karang0.998408 0.001592
3 Cadnas 0.996983 0.003016
4 DPR 0.999352 0.000647
Pada tabel diatas terlihat nilai ASAI yaitu indeks yang menyatakan
ketersediaan pelayanan rata-rata lebih besar dibandingkan dengan ASUI yang
menyatakan indeks ketidaktersediaan pelayanan rata-rata dalam satu tahun. Ini
memperlihatkan kinerja PT. PLN khususnya Rayon Belanti yang mengelola
GH. Kandis sangat baik terlebih untuk feeder DPR dimana nilai
ketersediaannya mencapai 0.999 atau 99.9 %.
43.
Kh. Sulaiman Ulak Karang Cadnas DPR0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
ASAI ASUI
Gambar 13. Grafik Nilai ASAI dan ASUI Masing-Masing Feeder
5. Analisa Penyebab Perbedaan Nilai Indeks Antara Satu Feeder
dengan Feeder Lainnya.
Berdasarkan hasil yang didapat sebelumnya diperoleh bahwa feeder
DPR memiliki nilai indeks yang lebih baik dibandingkan dengan feeder
lainnya, selain dari faktor data sebelumnya dapat disimpulkan faktor lain yang
menyebabkan perbedaan nilai indeks antara feeder ini yaitu panjang
pendeknya jalur suatu feeder, dimana dengan semakin panjangnya jalur suatu
feeder maka kemungkinan terjadinya gangguan/kegagalan akan semakin besar
dibandingkan dengan feeder yang jalurnya lebih pendek. Ini terlihat pada
feeder DPR yang memiliki jalur lebih pendek dibandingkan feeder lainnya.
Ada beberapa tindakan yang nantinya diharapkan untuk mengurangi tingkat
kegagalan pada GH. Kandis Rayon Belanti.
Tindakan tersebut antara lain:
a. Melakukan perawatan terhadap rele, sehingga nantinya rele dapat bekerja dengan baik.
b. Melakukan perawatan terhadap PMT.c. Melakukan rekonfigurasi feeder
44.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari perhitungan dan analisa indeks keandalan sistem distribusi pada
GH. Kandis Rayon Belanti PT. PLN dilakukan dengan menghitung indeks
pelanggan pengguna jasa PLN maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai
berikut:
1. Nilai SAIFI yang ditargetkan oleh PT. PLN sebesar 17.1
pada GH. Kandis Rayon Belanti memenuhi syarat.
2. Nilai SAIDI yang ditargetkan sebesar 2.6 menunjukan
bahwa dari ke empat feeder hanya satu feeder kurang memenuhi syarat
yaitu feeder Cadnas 2.97
3. Untuk indeks berorientasikan pelanggan lainnya yaitu
CAIFI, CAIDI, ASAI, dan ASUI feeder DPR memiliki nilai yang paling
baik dibandingkan feeder lainnya.
4. Dari segi pelayanan pada pelanggan, feeder di daerah
Khatib Sulaiman, Ulak Karang, Cadnas, dan DPR menunjukan bahwa:
a. Untuk indeks CAIFI, memberikan konstribusi
banyaknya gangguan dalam ruang lingkup lebih kecil terdapat pada
feeder DPR sebesar 0.15 dan yang terbesar terdapat pada feeder
Cadnas sebesar 0.53.
b. Untuk indeks CAIDI, memberikan konstribusi
lamanya gangguan dalam ruang lingkup lebih kecil terdapat pada
45.
feeder DPR sebesar 0.05 dan yang paling besar pada feeder Ulak
Karang sebesar 0.331.
c. Untuk indeks ASAI, memberikan konstribusi
kemampuan suatu sistem untuk menyuplai dalam jangka waktu 1
tahun, yang paling besar terdapat pada feeder DPR sebesar 0.999352,
dan yang paling kecil terdapat pada feeder Cadnas sebesar 0.996983.
d. Untuk indeks ASUI, memberikan konstribusi
ketidakmampuan / ketidak tersediaan suatu sistem untuk menyuplai
dalam jangka waktu 1 tahun, yang paling besar terdapat pada feeder
Ulak Karang sebesar 0.001592 dan yang paling kecil terdapat pada
feeder DPR sebesar 0.000647.
B. Saran
Untuk mengantisipasi hal yang demikian disarankan:
Berdasarkan data gangguan yang didapat dari PT. PLN maka untuk
mengurangi gangguan dapat dilakukan rekonfigurasi feeder agar satu feeder
tidak mencakup banyak trafo.
Penelitian dan perhitungan ini hanya berdasarkan faktor gangguan yang
terjadi sehingga nantinya dapat dicari faktor lain yang mempengaruhi indeks
keandalan dari suatu sistem distribusi.
46.
DAFTAR PUSTAKA
Brown, E. Richard. 2002, Electric Power Distribution Reliability, New York. Basel : Marcel Dekker, Inc.
Momoh, A. James. 2008, Electric Power Distribution, Automation, Protection, And Control, CRC Press Taylor & Francis Group Boca Raton London New York.
Marsudi, Djiteng. 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga.
Marsudi, Djiteng. 1991, Operasi Sistem Tenaga Listrik, Jakarta: Balai Penerbit dan Humas ISTN.
Pabla, A.S. 2007, Electric Power Distribution fifth Editon, Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. New Delhi.
Rizki, Viktor Trio. 2007, Analisa Indeks Keandalan Sistem Distribusi PT. PLN Wilayah Cabang Padang, Skripsi. Fakultas Teknik Elektro Universitas Andalas Padang
Suhendra, Marno. 1998, Penentuan Status Operasi Sistem Dengan Pertimbangan Probabilitas Keandalan (aplikasi Jaringan SUTT 150 kV Sistem Sumbar), Skripsi. Fakultas Teknik Industri Universitas Bung Hatta Padang
Willis, H. Lee. 2004, Power Distribution Planning Reference Book. Second Edition, Revised and Expanded, Raleigh, Nort Carolina, U.S.A. New York-Basel: Marcel Dekker, Inc
Wati, Ira. 1999, Keandalan Jaringan Distribusi Udara 20 kV Feeder
Muara Palam, Skripsi. FPTK IKIP Padang.