upaya mengatasi beban lebih pada gardu distribusi 160 … · 2.2.3 transformator distribusi tiga...

UPAYA MENGATASI BEBAN LEBIH PADA

GARDU DISTRIBUSI 160 KVA PADA

PENYULANG KELAN TUBAN

LAPORAN PENELITIAN

Putu Arya Mertasana

NIP. 196210231988031004

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTERFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANAJIMBARAN – BALI

Desember 2015

DAFTAR ISI

ISI Halaman

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1.Latar belakang 11.2.Tujuan 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 32.1.1 Jenis Gardu Distribusi 42.1.2 Pengertian Transformator 72.2.2 Sfesifikasi Transformator Distribusi 82.2.3 Transformator Distribusi Tiga Fasa 9

BAB III PEMBAHASAN BEBAN LEBIH 183.1. Gardu Distribusi 250 KVA KA 2559 183.2. Data Teknik Transformator KA 2559 193.2.1 Data pengukuran beban Transformator KA 2559 193.2.2 Pembebanan Transformator KA 2559 193.2.3 Persentase ketidakseimbangan beban KA 2559 213.3 Mengatasi Over Load pada Transformator KA 2559 22

BAB IV. PENUTUP 314.1 Simpulan 314.2 Saran 31

DAFTAR PUSTAKA

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar belakang

Gardu Distribusi merupakan salah satu komponen salah satu komponen

dari suatu sistem distribusi tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan

jaringan ke konsumen atau untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen

atau pelanggan, baik itu pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan

tegangan rendah.

Pengertian Gardu Distribusi tegangan listrik yang paling di kenal adalah

sebuah bangunan yang berisi atau terdiri dari instalasi perlengkapan hubung bagi

tegangan menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan

Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) untuk memasok kebutuhan tenaga

listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV )

maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt ).

Dalam Gardu Distribusi ini biasanya digunakan Transformator Distribusi

yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi

tegangan tinggi menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan

rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan

380 volt atau 220 volt. Sedangkan transformator yang digunakan untuk

menaikan tegangan listrik (step up transformator), hanya digunakan pada pusat

pembangkit tenaga listrik agar tegangan yang didistribusikan pada suatu jaringan

panjang (long line) tidak mengalami penurunan tegangan (voltage drop) yang

berarti, yaitu tidak melebihi ketentuan voltage drop yang diperkenankan 5% dari

tegangan semula.

Dalam sistem tenaga listrik, gangguan didefinisikan sebagai terjadinya

suatu kerusakan dalam penyaluran daya listrik yang menyebabkan aliran arus

listrik lebih besar dari aliran arus yang seharusnya seperti halnya pada

Transformator. Secara umum, gangguan pada transformator dapat dibagi menjadi

dua jenis yaitu gangguan internal dan gangguan eksternal. Gangguan internal

2

adalah gangguan yang berasal dari transformator itu sendiri sedangkan gangguan

eksternal adalah gangguan yang berasal dari luar transformator dan dapat terjadi

kapan saja dengan waktu yang tidak dapat ditentukan. Salah satu dari gangguan

external tersebut adalah gangguan beban lebih ( over load ), seperti yang terjadi

pada Tranformator pada Gardu Distribusi 160 KVA pada penyulang Kelan

Tuban. Adapun pembebanannya mencapai 97,5 %.

Transformator akan bekerja secara kontinyu apabila transformator

tersebut berada pada beban nominalnya. Namun apabila beban yang dilayani

mendekati 100 % bahkan lebih besar dari 100%, maka transformator tersebut akan

mendapat pemanasan lebih dan dapat memperpendek umur isolasinya. Mengingat

dampak yang ditimbulkan akibat beban lebih seperti yang terjadi pada Gardu

Distribusi Kelan Tuban, maka perlu kiranya dilakukan penelitian untuk dapat

mengatasi beban lebih tersebut.

1.2.Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengatasi beban lebih dari

Transformator yang terdapat pada Gardu Distribusi 160 KVA di Kelan Tuban

Badung Bali.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Gardu Distribusi

Gardu Distribusi Merupakan salah satu Komponen dari suatu sistem

distribusi PLN yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke Konsumen atau

untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen atau pelanggan, baik itu

pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan tegangan rendah. Pengertian

Gardu Distribusi tegangan Listrik yang Paling di kenal adalah sebuah bangunan

Gardu Listrik yang berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi

Tegangan Menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan

Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) Untuk memasok kebutuhan tenaga

listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV )

maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt )

Gardu Distribusi terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi

Tegangan Menengah (PHB-TM), Transformator Distribusi (TD) dan

Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok

kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah

(TM 20 kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi Gardu

distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan

penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemda

setempat.

Secara garis besar gardu distribusi dibedakan atas :

1. Jenis pemasangannya :

a. Gardu pasangan luar : Gardu Portal, Gardu Cantol

b. Gardu pasangan dalam : Gardu Beton, Gardu Kios

2. Jenis Konstruksinya :

a. Gardu Beton (bangunan sipil : batu, beton

4

b. Gardu Kios

3. Jenis Penggunaannya :

a. Gardu Pelanggan Umum

b. Gardu Pelanggan Khusus

Khusus pengertian Gardu Hubung adalah gardu yang ditujukan untuk

memudahkan manuver pembebanan dari satu penyulang ke penyulang lain yang

dapat dilengkapi/tidak dilengkapi RTU (Remote Terminal Unit). Untuk fasilitas

ini lazimnya dilengkapi fasilitas DC Supply dari Trafo Distribusi pemakaian

sendiri atau Trafo distribusi untuk umum yang diletakkan dalam satu kesatuan.

2.1.1 Jenis-Jenis Gardu Distribusi

2.1.1.1 Gardu portal

Umumnya konfigurasi Gardu Tiang yang dicatu dari SUTM adalah T

section dengan peralatan pengaman Pengaman Lebur Cut-Out (FCO) sebagai

pengaman hubung singkat transformator dengan elemen pelebur (pengaman lebur

link type expulsion) dan Lightning Arrester (LA) sebagai sarana pencegah naiknya

tegangan pada transformator akibat surja petir. Contoh gardu portal dan bagan

satu garis di tunjukan oleh gambar di bawah ini.

Gambar 2.1. Gardu Portal

Sumber : Gardu KA 2067 di jalan dewi sri

5

Untuk Gardu Tiang pada sistem jaringan lingkaran terbuka (open-loop),

seperti pada sistem distribusi dengan saluran kabel bawah tanah, konfigurasi

peralatan adalah π section dimana transformator distribusi dapat di catu dari arahberbeda yaitu posisi Incoming – Outgoing atau dapat sebaliknya.

Guna mengatasi faktor keterbatasan ruang pada Gardu Portal, maka

digunakan konfigurasi switching/proteksi yang sudah terakit ringkas sebagai

RMU (Ring Main Unit). Peralatan switching incoming-outgoing berupa Pemutus

Beban atau LBS (Load Break Switch) atau Pemutus Beban Otomatis (PBO) atau

CB (Circuit Breaker) yang bekerja secara manual (atau digerakkan dengan remote

control).

Fault Indicator (dalam hal ini PMFD : Pole Mounted Fault Detector) perlu

dipasang pada section jaringan dan percabangan untuk memudahkan pencarian

titik gangguan, sehingga jaringan yang tidak mengalami gangguan dapat

dipulihkan lebih cepat .

2.1.1.2 Gardu Cantol

Pada Gardu Distribusi tipe cantol, transformator yang terpasang adalah

transformator dengan daya ≤ 100 kVA Fase 3 atau Fase 1. Transformator

terpasang adalah jenis CSP (Completely Self Protected Transformer) yaitu

peralatan switching dan proteksinya sudah terpasang lengkap dalam tangki

transformator.

Perlengkapan perlindungan transformator tambahan LA (Lightning

Arrester) dipasang terpisah dengan Penghantar pembumiannya yang dihubung

langsung dengan badan transformator. Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan

Rendah (PHB-TR) maksimum 2 jurusan dengan saklar pemisah pada sisi masuk

dan pengaman lebur (type NH, NT) sebagai pengaman jurusan. Semua Bagian

Konduktif Terbuka (BKT) dan Bagian Konduktif Ekstra (BKE) dihubungkan

dengan pembumian sisi Tegangan Rendah.

6

Gambar 2.2 Gardu Tipe Cantol

Sumber : Gardu di jalan kartika plaza

2.1.1.3 Gardu Beton

Seluruh komponen utama instalasi yaitu transformator dan peralatan

switching/proteksi, terangkai didalam bangunan sipil yang dirancang, dibangun

dan difungsikan dengan konstruksi pasangan batu dan beton (masonrywall

building). Konstruksi ini dimaksudkan untuk pemenuhan persyaratan terbaik bagi

keselamatan ketenagalistrikan.

Gambar 2.3 Gardu Beton

Sumber : Gardu di jalan dewi sri

2.1.1.4 Gardu Kios

Gardu tipe ini adalah bangunan prefabricated terbuat dari konstruksi baja,

fiberglass atau kombinasinya, yang dapat dirangkai di lokasi rencana

7

pembangunan gardu distribusi. Terdapat beberapa jenis konstruksi, yaitu Kios

Kompak, Kios Modular dan Kios Bertingkat.

Gambar 2.4 Gardu Kios

Sumber : Gardu di jalan kartika plaza

2.1.1.5 Gardu Pelanggan Umum

Umumnya konfigurasi peralatan Gardu Pelanggan Umum adalah π section,

sama halnya seperti dengan Gardu Tiang yang dicatu dari SKTM.

Karena keterbatasan lokasi dan pertimbangan keandalan yang dibutuhkan,

dapat saja konfigurasi gardu berupa T section dengan catu daya disuplai PHB-

TM gardu terdekat yang sering disebut dengan Gardu Antena. Untuk tingkat

keandalan yang dituntut lebih dari Gardu Pelanggan Umum biasa, maka gardu

dipasok oleh SKTM lebih dari satu penyulang sehingga jumlah saklar hubung

lebih dari satu dan dapat digerakan secara Otomatis (ACOS : Automatic Change

Over Switch) atau secara remote control.

2.2 Komponen Utama Gardu Distribusi

2.2.1 Pengertian Umum Transformator

Transformator merupakan suatu alat magnetoelektrik yang sederhana,

andal, dan efisien untuk mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke

tingkat yang lain. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti, yang

terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan

8

kumparan sekunder. Rasio perubahan tegangan akan tergantung pada rasio jumlah

lilitan pada kedua kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga

yang dibelit seputar “kaki” inti transformator. Secara umum dapat dibedakan dua

jenis transformator menurut konstruksinya, yaitu tipe inti, dan tipe cangkang.

Pada tipe inti terdapat dua kaki, dan masing-masing kaki dibelit oleh satu

kumparan. Sedangkan tipe cangkang mempunyai tiga buah kaki, dan hanya kaki

yang tengah-tengah dibelit oleh kedua kumparan. Transformator adalah alat statis

yang digunakan untuk mentransfer energi dari satu rangkaian AC ke rangkaian

yang lain.

Gambar 2.5. Kumparan Transformator

Sumber : power system and stability

2.2.2 Spesifikasi Transformator Distribusi

Transformator yang penggunaannya untuk keperluan pendistribusian

tenaga listrik dari pusat-pusat listrik ke pemakaian beban, fungsi transformator

distribusi untuk menurunkan tegangan menjadi tegangan rendah (step down)

sesuai dengan peralatan konsumen selain keperluan pusat-pusat listrik tersebut.

Spesifikasi transformator distribusi diatur dalam standar ketentuan (SPLN) yang

dimaksudkan untuk dijadikan pedoman dalam pemilihan, pengoperasian dan

pemeliharaan transformator distribusi.

9

2.2.3 Transformator Distribusi 3 fasa

Untuk transformator fase tiga , merujuk pada SPLN, ada tiga tipe vektor

grup yang digunakan oleh PLN, yaitu Yzn5, Dyn5 dan Ynyn0. Titik netral

langsung dihubungkan dengan tanah. Untuk konstruksi, peralatan transformator

distribusi sepenuhnya harus merujuk pada SPLN D3.002-1: 2007. Gambar dalam

tranformator 3 fasa dapat di lihat pada Gambar. 2.8. Transformator gardu

pasangan luar dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik.

Sedangkan Transformator gardu pasangan dalam dilengkapi bushing Tegangan

Menengah isolator keramik atau menggunakan isolator plug-in premoulded .

Gambar 2.6 Transformator Distribusi Fasa 3 yang dibelah

Sumber : http://electro.tneutron.com/2015/02/jenis-gardu-distribusi.html

2.2.3.1 Bagian – Bagian Utama Transformator :A. Inti Besi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, magnetik yang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-

lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi

besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.

B. Kumparan Transformator

Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang

membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari

10

kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi

maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan

lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

C. Minyak Transformator

Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang

dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebagai bagian

dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan

tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu

meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka

minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan.

D. Bushing

Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui

sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing

sekaligus berfungsi sebagai penyekat atau isolator antara konduktor tersebut

dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian

kondisi bushing yang sering disebut center tap.

E. Tangki dan Konservator

Untuk menampung pemuaian minyak transformator, maka tangki

dilengkapi konservator. Konservator adalah sebuah tabung yang mempunyai

sebagian ruang kosong untuk menampung volume pemuaian minyak

transformator.

2.2.4 Pola Pembebanan Transformator

Transformator overload apabila beban transformator melebihi 80% dari

kapasitas transformator (nameplate) atau arus nominal (In). Beban transformator

rekondisi < 80% untuk semua merk transformator .

Berikut merupakan ketentuan pembebanan transformator dilihat dari arus

di sisi primer (Ip) dan di sisi sekunder (Is).

11

Tabel 2.2. Arus Nominal Berdasarkan Pola Pembebanan Transformator

No. Daya (kVA) / Fasa Ip (A) Is (A) 80% x Is (A)

1 25 / 1 1.25 54.1 43.28

2 50 / 1 2.5 108.23 86.58

3 64 / 1 3.2 138.53 110.82

4 25 / 3 0.72 36.08 28.86

5 50 / 3 1.44 72.17 57.74

6 100 / 3 2.89 144.34 115.47

7 160 / 3 4.62 230.94 184.75

8 200 / 3 5.77 288.67 230.94

9 250 / 3 7.22 360.84 288.67

10 315 / 3 9.09 454.66 363.73

11 400 / 3 11.54 577. 35 461.88

Untuk mengetahui arus sisi primer (Ip) transformator, dapat menggunakan

persamaan :

Ip = √ . (2.1)Dimana :

S = Daya transformator (kVA)

V = Tegangan primer (V) = 20 kV

Untuk mengetahui arus sisi sekunder (Is) transformator, dapat menggunakan

persamaan :

Is = √ . (2.2)Dimana :


12

V = Tegangan primer (V) = 400 V

2.2.5 Arus Beban Penuh Transformator

Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat

diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

S = √3 .V. I (VA) (2.3)Dimana :


V = Tegangan sisi primer transformator (V)

I = Arus (A)

Sehingga, untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan

persamaan :

IFL= √ . (2.4)Dimana :

IFL = Arus beban penuh (A)


V = Tegangan sisi sekunder transformator (V)

Menurut Frank D. Petruzella , dalam menghitung persentase pembebanan suatu

transformator dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

% Beban = √ x 100% (2.5)Dimana :

V : tegangan fasa-fasa (V)

I : arus rata-rata (A)

2.2.6 Perhitungan pembebanan Transformator Pada Setiap Jurusan

Pembebanan transformator pada setiap jurusan dapat dihitung dengan

rumus daya semu, sebagai berikut:

S = V x Il

S = Daya Semu

13

V = Tegangan

Il = Arus jurusan yang akan dihitung

2.3 PHB sisi Tegangan Rendah (PHB- TR)

PHB-TR adalah suatu kombinasi dari satu atau lebih Perlengkapan Hubung

Bagii Tegangan Rendah dengan peralatan kontrol, peralatan ukur, pengaman dan

kendali yang saling berhubungan. Keseluruhannya dirakit lengkap dengan sistem

pengawatan dan mekanis pada bagian-bagian penyangganya.

Secara umum PHB TR sesuai SPLN 118-3-1–1996,untuk pasangan dalam

adalah jenis terbuka, PHB-TR dipasang sekurang-kurangnya 1,2 meter dari

permukaan tanah atau bebas banjir. Contoh peralatan bis dilihat seperti gambar

dibawah ini.

Gambar 2.7 PHB TR

Sumber : PHB pada gardu KA 2592 penyulang kelan

14

Rak TR pasangan dalam untuk gardu distribusi beton. PHB jenis terbuka

adalah suatu rakitan PHB yang terdiri dari susunan penyangga peralatan proteksi

dan peralatan Hubung Bagi dengan seluruh bagian-bagian yang bertegangan,

terpasang tanpa isolasi. Jumlah jurusan per transformator atau gardu distribusi

sebanyak-banyaknya 8 jurusan, disesuaikan dengan besar daya transformator dan

Kemampuan Hantar Arus ( KHA ) Penghantar JTR yang digunakan. Pada PHB-

TR harus dicantumkan diagram satu garis, arus pengenal dan kendali serta nama

jurusan JTR.

Sebagai peralatan sakelar utama saluran masuk PHB-TR, dipasangkan

Pemutus Beban (LBS) atau NFB (No Fused Breaker). Pengaman arus lebih (Over

Current) jurusan disisi Tegangan Rendah pada PHB-TR dibedakan atas :

2.3.1 No Fuse Breake (NFB)

No Fused Breaker adalah breaker/pemutus dengan sensor arus, apabila ada

arus yang melewati peralatan tersebut melebihi kapasitas breaker, maka sistem

magnetik dan bimetalic pada peralatan tersebut akan bekerja dan memerintahkan

breaker melepas beban. Contoh komponen dapat dilihat pada gambar 2.9

Gambar 2.8. No Fuse Breaker Type BH-K

Sumber : http://www.cmsquick.com/prod_24_mec.html

15

2.3.2 Pengaman Lebur (Sekring)

Pengaman lebur adalah suatu alat pemutus yang dengan meleburnya bagian

dari komponennya yang telah dirancang dan disesuaikan ukurannya untuk

membuka rangkaian dimana sekering tersebut dipasang dan memutuskan arus bila

arus tersebut melebihi suatu nilai tertentu dalam jangka waktu yang cukup (SPLN

64:1985:1). Contoh gambar komponen dapat dilihat pada gambar 2.11.

Fungsi pengaman lebur dalam suatu rangkaian listrik adalah untuk setiap saat

menjaga atau mengamankan rangkaian berikut peralatan atau perlengkapan yang

tersambung dari kerusakan, dalam batas nilai pengenalnya (SPLN 64:1985:24).

Berdasarkan konstruksinya Pengaman Lebur untuk Tegangan Rendah dapat

digolongkan menjadi :

1) Pelebur Tabung Semi Terbuka

Pelebur ini mempunyai harga nominal sampai 1000 Ampere.

Penggunaannya sebagai pengaman pada saluran induk Jaringan Tegangan

Rendah, saluran induk Instalasi Penerangan maupun Instalasi Tenaga. Apabila

elemen lebur dari pelebur ini putus dapat dengan mudah diganti.

2) Pelebur Tabung Tertutup (tipe NH atau NT)

Jenis pengaman lebur ini paling banyak digunakan. Pemilihan besar rating

pengaman pelebur sesuai dengan kapasitas transformator dan dapat dilihat pada

tabel dibawah ini :

Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis PHB-TR

No. Uraian Spesifikasi1. Arus pengenal saklar pemisah Sekurang-kurangnya 115 % IN

transformator distribusi2. KHA rel PHB Sekurang-kurangnya 125 %

arus pengenal saklar pemisah3. Arus pengenal pengaman

leburTidak melebihi KHApenghantar sirkit keluar

16

4. Short breaking current (Rms) Fungsi dari kapasitasTransformator dan teganganimpendasinya

5. Short making current (peak) Tidak melebihi 2,5 x shortbreaking current

6. Impulse voltage 20 kV7. Indeks proteksi – IP

(International Protection)untuk PHB pasangan luar

Disesuaikan dengankebutuhan, namun sekurang-kurangnya IP-45

2.4 Peralatan Switching dan Pengaman sisi Tegangan Menengah

2.4.1 Fused Cut Out (FCO)

Pengaman lebur untuk gardu distribusi pasangan luar dipasang pada Fused

Cut Out (FCO) dalam bentuk Fuse Link. Terdapat 3 jenis karakteristik Fuse Link,

tipe-K (cepat), tipe–T (lambat) dan tipe–H yang tahan terhadap arus surja.

Data aplikasi pengaman lebur dan kapasitas transformatornya dapat dilihat

pada tabel. Apabila tidak terdapat petunjuk yang lengkap, nilai arus pengenal

pengaman lebur sisi primer tidak melebihi 2,5 kali arus nominal primer

tranformator.

Jika sadapan Lighning Arrester (LA) sesudah Fused Cut Out, dipilih Fuse

Link tipe–H. jika sebelum Fused Cut Out (FCO) dipilih Fuse Link tipe–K. Sesuai

Publikasi IEC 282-2 (1970)/NEMA) di sisi primer berupa pelebur jenis pembatas

arus. Arus pengenal pelebur jenis letupan (expulsion) tipe-H (tahan surja kilat)

tipe-T (lambat) dan tipe-K (cepat) menurut publikasi IEC No. 282-2 (1974) –

NEMA untuk pengaman berbagai daya pengenal transformator, dengan atau tanpa

koordinasi dengan pengamanan sisi sekunder.

2.4.2 Lightning Arester (LA)

Untuk melindungi Transformator distribusi, khususnya pada pasangan luar

dari tegangan lebih akibat surja petir. Dengan pertimbangan masalah gangguan

pada SUTM, Pemasangan Arester dapat saja dipasang sebelum atau sesudah FCO.

Contoh komponen dapat dilihat pada gambar Gambar dibawah ini.

17

Gambar 2.9 Lighting Arrester (LA)

Sumber : http://indonesian.alibaba.com/product-gs/24kv-polymer-type-lighting-arrester-

60149709080.html

Untuk tingkat IKL diatas 110, sebaiknya tipe 15 KA. Sedang untuk

perlindungan Transformator yang dipasang pada tengah-tengah jaringan memakai

LA 5 KA, dan di ujung jaringan dipasang LA – 10 KA.

2.4.3 Konektor

Konektor adalah komponen yang dipergunakan untuk menyadap atau

mencabangkan kawat penghantar SUTM ke gardu.

Jenis konektor yang digunakan untuk instalasi gardu ini ditetapkan

menggunakan Live Line Connector (sambungan yang bisa dibuka- pasang) untuk

memudahkan membuka/memasang pada keadaan bertegangan. Penyadapan trafo

dari SUTM dan pencabangan harus di depan tiang peletakan trafo dari arah

Pembangkit Listrik / Gardu Induk.

18

BAB IIIPEMBAHASAN BEBAN LEBIH

3.1 Gardu Distribusi 250 kVA KA 2559

Gardu distribusi tenaga listrik KA-2559 terletak di Jln Taman Sari Kelan.

Pada gardu ini terdapat sebuah transformator distribusi berkapasitas 160 kVA

yang mengalami trip/gangguan. Dari informasi yang diperoleh melalui laporan

masyarakat sekitar, sering sekali terjadi pemadaman listrik didaerah sana disaat

malam hari (waktu beban puncak). Kondisi ini lambat laun akan menyebabkan

kerusakan pada transformator apabila tidak dilakukan treathment atau

pemeliharaan serta akan berdampak terjadinya gangguan pada jaringan listrik di

area yang mendapat suplai dari transformator tersebut. Selain itu, hal ini juga akan

mempengaruhi kepuasan pelanggan terhadap kualitas pelayanan suplai tenaga

listrik dari PLN. Untuk itu setelah laporan gangguan transformator diterima, maka

selanjutnya akan dilakukan treathment atau pemeliharaan terhadap transformator

tersebut.

Gambar 3.1 : Gardu distribusi KA 2559

Sumber : Gardu distribusi KA 2559 di jalan Taman Sari Kelan

19

3.2 Data Teknis Transformator KA2559

Merek : Trafindo

Kapasitas (kVA) : 160 kVA

Tahun Pembuatan : 2000

Jumlah Jurusan : 2

Jenis Trafo : K- Kotak

Pemasangan trafo : 1- diluar

Status Trafo : T- Terpasang

Jumlah Tap : 3

3.2.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559

Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Arus Transformator KA2559

Arus Induk

(A)

Arus Jurusan (A)Kusus (A)

A B C D

R 278 - - 83 195 -

S 203 - - 60 143 -

T 215 - - 92 123 -

N 50 - - 32 53 -

3.2.2 Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum

dibangun KA2952

Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum

dibangun KA2952 dapat dihitung dengan rumus pembebanan sebagai berikut :

20

arus rata - rata

Irata-rata =

= = 232 A

Perhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x ( IR C + IR D )

= 220V x (83A +295A)

= 61.160 VA

SS = 220V x ( ISC + IS D )

= 220V x (60A + 143A)

= 44.660 VA

ST = 220 x ( IT C + IT D )

= 220V x (92A + 123A)

= 47300 VA

Pembebanan total pada transformator :

STOT = SR + SS + ST

STOT = 61.160 VA + 44.660 VA + 47.300 VA

= 153120 VA

Jadi total pembebanan transformator KA2559 adalah sebesar 153,12 kVA

Prosentase pembebanan Transformator KA2559 dapat dihitung dengan

rumus Dengan perhitungan sebagai berikut :

21

% pembebanan x 100%% pembebanan 153,12 100%% pembebanan = 95,7%

Gambar 3.2 singeline pembebanan KA 2559

Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan

3.2.3 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2559

sebelum dibangun KA 2952

R x100% 119%S x100% 87%T x100% 92%bebantakseimbang | , | | , | | , | x100%

, , , x100% 0,43 x100% 13,33%

22

Jadi dari hasil perhitungan diatas prosentase pembebanan KA2559

didapatkan hasil sebesar 95,7% dari nilai nominal transformator yang berkapasitas

160 kVA, sesuai dengan ketentuan PLN yaitu sebuah transformator ideal dibebani

maksimal 80% dari kapasitas transformator. Sehingga tansformator KA2559

dinyatakan (Over Load).

3.3 Mengatasi over load pada KA 2559

Setelah dilakukan perhitungan prosentase pembebanan pada KA 2559 dan

hasilnya menunjukan bahwa KA 2559 mengalami Over Load karena total

prosentase beban beban trafo adalah 95,7 % sehingga harus dilakukan perbaikan.

Cara yang digunakan untuk memperbaiki pembebanan pada gardu distribusi ini

adalah dengan membangun gardu baru di dekat KA 2559 sehingga beban pada

KA 2559 dapat dibagi ke gardu yang baru.

3.3.1 Pembangunan Gardu KA 2952

Gardu distribusi KA2952 merupakan gardu distribusi yang

pembangunannya dikarenakan oleh meningkatnya pembebanan pada gardu

distribusi KA2559. Beban awal transformator cukup tinggi yaitu 87,1 % dan

terjadi peningkatan pembebanan yang dikarenakan permintaan pasang baru dari

pelanggan sebesar 8,54% sehingga meningkat menjadi 95,7% sehingga dapat

menyebabkan over load pada gardu distribusi KA2559

Gambar 3.3 : Gardu distribusi KA 2952

Sumber : Gardu distribusi KA 2952 di jalan taman sari kelan

23

3.3.2 Data Teknis Transformator KA2952

Merek : Starlite



Jumlah Jurusan : 3




Jumlah Tap : 3

3.3.3 Data Pengukuran BebaN Transformator KA2952

Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2952

Arus Induk (A)Arus Jurusan (A)

Kusus (A)A B C D

R 175 48 - 55 72 -

S 108 37 - 35 36 -

T 107 29 - 33 45 -

N 43 33 - 37 22 -

24

3.3.4 Perhitungan pembebanan KA2952

Pembebanan KA2952 dapat dihitung dengan rumus

- Perhitungan arus rata - rata

Irata-rata =

= = 130 A

- Perhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x (IR A+ IR c + IR d )

= 220V x (48A + 55A + 72A)

= 38500 VA

SS = 220V x (I S A+ IS C + IS D )

= 220V x (37A + 35A + 36A)

= 23760 VA

ST = 220 x (I T A+ IT C + IT D )

= 220V x (29A + 33A + 45A)

= 23540 VA


STOT = SR + SS + ST

STOT = 38.500 + 23.760 + 23.540

= 85800 VA

Jadi total pembebanan transformator KA 2952 adalah sebesar 85,8 Kva

25

Prosentase pembebanan Transformator KA 2952 dapat dihitung dengan

perhitungan sebagai berikut :

% pembebanan = x 100%% pembebanan = , x 100%

% pembebanan = 34,3%


R = = x 100% = 134%S = = x 100% = 83%T = = x 100% = 82%beban tak seimbang = | , | | , | | , | x 100%

= , , , x 100%= 0,693 x 100%= 23 %

Dari hasil perhitungan pembebanan diatas, transformator KA2952

menanggung beban sebesar 85,8 kVA. Dan menanggung ketidak seimbangan

beban sebesar 23%. Beban tersebut merupakan pemindahan beban dari

transformator KA 2559

26

3.4 Pembebanan Gardu Distribusi KA 2559 Setelah Dilakukan Pemindahan

Beban

3.4.1 Data Teknis Transformator KA2559

Merek : Trafindo



Jumlah Jurusan : 2




Jumlah Tap : 3

3.4.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559 setelah

pemindahan beban

Table 3.3 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2559 Setelah Dibangun KA 2952

Arus Induk (A)Arus Jurusan (A)

Kusus (A)A B C D

R 103 - - 45 58 -

S 95 - - 38 57 -

T 108 - - 47 61 -

N 53 - - 33 48 -

27

3.4.3 Pembebanan KA 2559 setelah pemindahan beban

Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 setalah

dibangun

gardu distribusi KA 2952 dapat dihitung dengan rumus

Irata-rata =

= = 102 APerhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x ( IR C + IR D )

= 220V x (45A +58A)

= 22660 VA

SS = 220V x ( ISC + IS D )

= 220V x (38A + 57A)

= 20900 VA

ST = 220 x ( IT C + IT D )

= 220V x (47A + 61A)

= 23760 VA


STOT = SR + SS + ST

STOT = 22.660 + 20.900 + 23,760

= 67320 VA

Jadi total pembebanan transformator KA 2559 adalah sebesar 67,3

kVA

28

3.4.4 Prosentase pembebanan Transformator KA 2559

Prosentase pembebanan Transformator KA 2559 dapat dihitung dengan

rumus . Dengan perhitungan sebagai berikut :

% pembebanan = x 100%% pembebanan = , x 100% pembebanan = 42,0 %


R = = x 100% = 100%S = = x 100% = 93%T = = x 100% = 105%beban tak seimbang = | , | | , | | , | x 100%

= , , x 100%= 0,13 x 100%= 10 %

Setelah pemindahan beban transformator KA 2559 160 kVA ke KA 2952

250 kVA maka didapat kondisi pembebanan transformator yang ideal yaitu,

tansformator KA 2559 160 kVA dengan beban 67,3 kVA (42,0%) dan

transformator KA 2952 250 kVA dengan beban 85,8 kVA (34,3%) serta

persentase ketidak seimbangan beban yang dialami KA 2559 setelah dilakukan

29

pemindahan beban sebesar 10%. Kondisi pembebanan transformator ini adalah

kondisi pembebanan yang sangat ideal menurut ketentuan PLN.

Gambar 3.4 singeline pembebanan KA 2559 dan KA 2952

Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan

Tabel 3.4 data hasil pengukuran gargu KA 2559

30

Pada saat gardu distribusi KA 2952 sudah di bangun dan dilakukan

pemindahan beban dari KA 2559 sebesar 85,8 kVA. Sehingaa transformator dari

gardu distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar 67,3 kVA.

Dalam segi pembebanan tersisa terhadap pasang baru kedepannya sesuai

dengan SPLN NO. 50 TAHUN 1997 batas pembebanan trafo berada pada kisaran

50% -60% dan dapat dibebanin hingga batas ideal pembebanan trafo dengan

pertimbangan susut umur trafo, factor keragaman, dan factor keserempakan

beban yaitu 80% .

31

BAB IV

PENUTUP

4.1 Simpulan

Dari pembahasan yang telahdilakukan diatas, maka dapat diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Beban transformator pada Gardu 160 KVA KA 2559 adalah sebesar 153,12

kVA atau 95,7%. Dari hasil perhitungan prosentase itu maka dilakukan

perbaikan dengan membangun gardu 25- KVA KA 2952 untuk membantu

menyuplai beban pada KA 2559.

2. KA 2952 menanggung beban sebesar 85,8 kVA yang berasal dari

pemindahan beban dari KA 2559.

3. Setelah dipindahkan, gardu Distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar

67,3 kVA.

4. Prosentase pembebanan pada KA 2559 setelah sebagian beban dipindah ke

KA 2952 adalah 42.0 % dan prosentase pembebanan pada KA 2952 adalah

34.3%. prosentase tersebut sudah sangat bagus karena jauh dari batas

pembebanan transformator yaitu 80%

4.2 Saran

Dengan meningkatnya jumlah pelanggan setiap tahunya, maka harus

dilakukan pengukuran prosentase pembebanan transformator secara rutin,.

sehingga sebelum terjadi gangguan atau trip, pihak PLN sudah bisa

mengantisipasinya dan pelanggan bisa puas atas kinerja dari PLN

DAFTAR PUSTAKA

Noerdayanto. 2007. Pemeliharaan Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat

Pandaan.

Rohmat, K. 2010. Pengoperasian Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat

Pandaan.

Wahyudiyanto, D.B. 2009. Pemeliharaan Trafo Distribusi dan Program Manajemen

Pendataan kVA Trafo PT PLN (Persero) APJ Bandung. Bandung : Fakultas Teknik

dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.

Dr.R.S Jha 1980. Power System Analysis And Stability .Bihas Institute of Technology,

Sindri, Bahar

helma silvian . 2011. System Distribusi Tenaga Listrik.

http://seputarbanjarpatroman.blogspot.co.id/2014/07/pengertian-dasar-gardu

distribusi-listrik.html .diakses pada tanggal 26 0kt0ber 2015.

upaya mengatasi beban lebih pada gardu distribusi 160 … · 2.2.3 transformator distribusi tiga...

Documents