iii
ABSTRAK
DAMPAK DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA PADA
GARDU INDUK DI PT.SEMEN PADANG MENGGUNAKAN
SOFTWARE ETAP 7.5.0
Nanang Darussalam
Pada tugas akhir ini akan dibahas tentang jatuh tegangan dan rugi-rugi
daya pada Gardu Induk. Analisis ini meliputi analisis jatuh tegangan dan rugi-rugi
daya dengan perhitungan manual dan dengan menggunakan ETAP. Dari kedua
hasil perhitungan tersebut dapat diambil suatu perbandingan sebagai hasil analisis.
Lalu selanjut akan meneliti mengenai hal-hal yang ditimbulkan ketika terjadi drop
tegangan dari rugi daya.
Adapun ETAP 7.5.0 (Elctrical Transient Analyzer Program) merupakan
program yang dapat menampilkan secara GUI (Graphical User Interface) dengan
jumlah bus unlimited. Salah satu kegunaan ETAP 7.5.0 adalah untuk menghitung
rugi-rugi daya. Data yang dibutuhkan ETAP 7.5.0 untuk menghitung rugi-rugi
daya adalah one-line diagram, nominal KV, dan rating generator, bus,
transformator, transmisi, dan pengaman. Permasalahan rugi-rugi daya yang
ditinjau adalah sistem dalam keadaan beban penuh.
Kata kunci : Drop tegangan, rugi daya, dampak yang ditimbulkan, ETAP 7.5.0
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Mengingat pentingnya energi listrik bagi kehidupan orang banyak maka suatu
sistem tenaga listrik harus bisa berkerja secara baik, dalam arti sistem tenaga listrik
tersebut aman dan handal yaitu tidak membahayakan manusia dan lingkungannya
serta dapat melayani pelanggan secara memuaskan misalnya dari segi kontinuitas.
Selain itu, meningkatnya kesadaran masyarakat akan kualitas daya listrik yang baik
menjadi alasan perlunya perusahaan utilitas memberi perhatian lebih dalam hal
tersebut.
Adapun beberapa parameter penting yang harus diperhatikan dalam sistem
distribusi guna menjaga kualitas daya antara lain : masalah harmonisa, fluktuasi
tegangan, frekwensi, faktor daya, jatuh tegangan, dan beberapa faktor lainnya.
Adapun parameter yang akan dibahas pada tulisan ini adalah drop tegangan dan
faktor daya.
Pusat-pusat pembangkit tenaga listrik pada umumnya jauh dari pusat beban,
hal ini mengakibatkan kerugian yang cukup besar dalam penyaluran daya listrik.
Kerugian tersebut dipengaruhi oleh luas penampang dan panjangnya penyaluran
energi akibat adanya impedansi, sehingga dalam penyaluran daya listrik melalui
transmisi maupun distribusi akan mengalami jatuh tegangan dan rugi-rugi
sepanjang saluran.
I-2
Untuk meningkatkan efisiensi operasional maka perlu menghitung jatuh
tegangan dan rugi-rugi dayanya. Perhitungan jatuh tegangan dipengaruhi oleh
panjang penghantar, besar beban, luas penampang. Sedangkan rugi-rugi
dipengaruhi oleh besarnya energi yang hilang sepanjang penyaluran. Konsumen
mengharapkan tegangan yang nominal supaya peralatan dapat bekerja maksimal
dan tidak terjadi kerusakan. Hal inilah yang melatar belakangi penulis untuk
melakukan analisis dampak drop tegangan dan rugi-rugi daya pada Gardu Induk.
1.2 Perumusan Masalah
Dari latar belakang diatas,maka dapat dirumuskan permasalahannya :
1. Dampak apa saja yang akan ditimbulkan dari drop tegangan dan rugi-rugi
daya tersebut.
2. Bagaimana menghitung rugi-rugi yang terjadi di Gardu Induk dengan
menggunakan software ETAP 7.5.0
3. Membandingkan hasil perhitungan secara manual dengan perhitungan
menggunakan software ETAP.
1.3 Tujuan penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini ialah :
1. Mengetahui besar drop tegangan dan rugi-rugi daya pada Gardu Induk.
2. Menganalisa aspek-aspek penyebab dari drop tegangan dan rugi-rugi
daya.
3. Menganalisa dampak-dampak dari drop tegangan dan rugi-rugi daya.
I-3
1.4 Ruang lingkup dan batasan masalah
Agar isi dan pembahasan tugas akhir inimenjadi terarah dan dapat mencapai
hasil yang diharapkan, maka penulis perlu membuat ruang lingkup dan batasan
masalah yang akan dibahas. adapun batasan masalah pada penulisan tugas akhir
ini adalah sebagai berikut :
1. Hanya akan membahas drop tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi di
Gardu Induk.
2. Analisis rugi-rugi daya pada Sistem Gardu Induk menggunakan software
ETAP 7.5.0
3. Tidak membahas bagaimana cara mengurangi jatuh tegangan pada Gardu
Induk.
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini disajikan dengan sistematika penulisan sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tantang latar
belakang masalah, perumusan masalah, tujuan, ruang lingkup dan
batasan masalah, dan sistematika penulisan dari Tugas Akhir ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini memberikan penjelasan tentang hal-hal yang menjadi teori
dasar dalam penelitian ini serta hal-hal yang terkait lainnya. Pada
bab ini juga menjadi acuan dalam hasil penelitian yang dilakukan.
I-4
BAB III METODA PENELITIAN
Bab ini membahas mengenai langkah-langkah pengerjaan dalam
kegiatan penelitian agar pengetahuan yang akan dicapai dapat
memenuhi kaidah ilmiah.
BAB IV ANALISIS DAMPAK DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI
DAYA PADA GARDU INDUK PT.SEMEN PADANG
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.5.0
Bab ini menjelaskan tentang hasil analisis dari dampak drop
tegangan dan rugi-rugi daya pada Gardu Induk secara manual dan
oleh ETAP serta perbandingan hasil kedua analisis tersebut.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari analisis Tugas Akhir ini dan saran dari
penulis.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kualitas Daya Listrik
Peningkatan terhadap kebutuhan dan konsumsi energi listrik yang baik dari
segi kualitas dan kuantitas menjadi salah satu alasan mengapa perusahaan utilitas
penyedia listrik perlu memberi perhatian terhadap isu kualitas daya listrik. Terlebih
pada konsumen perindustrian yang membutuhkan supply listrik yang baik yaitu
dari segi kontinuitas dan juga kualitas tegangan yang disupply (karena mesin-mesin
pada perindustrian sensitif terhadap lonjakan/ ketidakstabilan tegangan) perlu
diusahakan suatu sistem pendistribusian tenaga listrik yang dapat memberikan
pelayanan yang memenuhi kriteria yang diinginkan konsumennya.
Istilah kualitas daya listrik bukanlah hal yang baru melainkan sudah menjadi
isu penting pada industri sejak akhir 1980-an. Kualitas daya listrik memberikan
gambaran akan baik buruknya suatu sistem ketenagalistrikan dalam mengatasi
gangguan-gangguan pada sistem tersebut.
Roger C. Dugan memberikan empat alasan utama perlunya perhatian lebih
akan masalah kualitas daya :
1. Perangkat listrik yang digunakan pada saat ini sangat sensitif terhadap kualitas
daya listrik yang mana perangkat berbasis mikroprosesor dan elektronika daya
lainnya membutuhkan tegangan pelayanan yang stabil dan level tegangannya
juga harus dijaga pada tegangan kerja perangkat tersebut.
II-6
2. Peningkatan yang ditekankan pada efisiensi daya /sistem kelistrikan secara
keseluruhan yang mengakibatkan pertumbuhan lanjutan dalam aplikasi
perangkat dengan efisiensi tinggi, seperti pengaturan kecepatan motor listrik
dan penggunaan kapasitor bank untuk koreksi faktor daya untuk mengurangi
rugi-rugi. Hal ini mengakibatkan peningkatan tingkat harmonik pada sistem
tenaga dan mengakibatkan banyak praktisi dibidang sistem ketenagalistrikan
khawatir akan dampak tersebut di masa depan (dikhawatirkan dapat
menurunkan kemampuan dari sistem tersebut).
3. Meningkatnya kesadaran para konsumen akan masalah kualitas daya. Dimana
pelanggan/konsumen menjadi lebih mengerti akan masalah seperti interupsi,
sags, dan transien switching dan mengharapkan sistem utilitas listrik untuk
meningkatkan kualitas daya yang dikirim.
4. Sistem tenaga listrik sekarang ini sudah banyak yang melakukan interkoneksi
antar jaringan, di mana hal ini memberikan suatu konsekuensi bahwa
kegagalan dari setiap komponen akan mengakibatkan kegagalan pada
komponen lainnya.
Masalah yang dapat timbul dari sistem tenaga listrik dengan kualitas daya
yang buruk dapat berupa masalah lonjakan/perubahan tegangan, arus dan
frekwensi yang akan menimbulkan kegagalan/misoperasi peralatan. Yang mana
kegagalan ini dapat merusak peralatan listrik baik dari sisi pengirim maupun sisi
penerima. Untuk itu demi mengantisipasi kerugian yang terjadi dapat di
minimalisirkan dengan mengupayakan sistem ketenagalistrikan yang baik.
Masalah kualitas daya yang akan dibahas pada tulisan ini adalah mengenai drop
tegangan dan rugi-rugi daya.
II-7
2.2 Sistem tenaga listrik
Papa gambar II.1 dibawah ini menunjukkan diagram segaris suatu sistem
tenaga listrik yang sederhana. Gambar ini menunjukkan bahwa sistem tenaga
listrik terdiri atas lima sub-sistem utama, yaitu: pusat pembangkit, transmisi,
gardu induk, jaringan distribusi, dan beban.
Gambar 2.1 Single line diagram sistem tenaga listrik secara sederhana
Pada pusat pembangkit terdapat generator dan tranformator penaik
tegangan (step-up transformer). Generator berfungsi untuk mengubah energi
mekanis yang dihasilkan pada poros turbin menjadi energi listrik. Lalu melalui
transformator penaik tegangan energi listrik ini kemudian dikirimkan melalui
saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban. Tegangan ini
dinaikkan dengan maksud untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir pada
saluran transmisi. Dengan demikian saluran transmisi bertegangan tinggi akan
membawa aliran arus yang rendah dan berarti akan mengurangi rugi-rugi daya
transmisi. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut akan
kembali diturunkan melalui transformator penurun tegangan (step-down
transformer) yang terdapat pada gardu induk distribusi menjadi tegangan
menengah maupun tegangan rendah yang kemudian akan disalurkan melalui
saluran distribusi menuju pusat-pusat beban.
II-8
2.3 Pengertian Gardu Induk
Gardu Induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang
berfungsi untuk mentransfer tenaga listrik dari tegangan yang berbeda,
pengukuran, pengawasan, pengamanan sistem tenaga listrik serta pengaturan daya.
Untuk single line nya dapat dilihat pada Gambar II.2
Gambar 2.2 Single line diagram suatu Gardu Induk
Diagram satu garis adalah suatu diagram listrik pada gardu induk yang
berisi penjelasan secara umum tentang letak, jenis peralatan gardu induk seperti
rel (busbar), pemisah (PMS), pemutus (PMT), Trafo arus (CT), trafo tegangan
(PT), Lightning Arrester (LA), trafo tenaga dll.
Adapun fungsi Gardu Induk pada sistem tenaga listrik :
1. Mentransformasikan atau merubah besaran tenaga listrik pada suatu
tingkat tegangan ke tingkat tegangan yang diinginkan.
2. Sebagai pusat pengaturan daya listrik ke Gardu Distribusi atau gardu
lainnya melalui feeder-feeder menengah.
3. Sebagai pusat pengaturan, pengawasan operasional serta pengaturan dalam
mengamankan sistem jaringan tenaga listrik.
Oleh karena itu, jika dilihat dari segi manfaat dan kegunaan dari gardu induk
itu sendiri, maka peralatan dan komponen dari gardu induk harus memiliki
keandalan yang tinggi serta kualitas yang tidak diragukan lagi, atau dapat
II-9
dikatakan harus optimal dalam kinerjanya sehingga masyarakat sebagai konsumen
tidak merasa dirugikan oleh kinerjanya. Oleh krena itu, sesuatu yang berhubungan
dengan rekonstruksi pembangunan gardu induk harus memiliki syarat-syarat yang
berlaku dan pembangunan gardu induk harus diperhatikan besarnya beban. Maka
perencanaan suatu gardu induk harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Operasi, yaitu dalam segi perawatan dan perbaikan mudah
2. Flexibel
3. Konstruksi sederhana dan kuat
4. Memiliki tingkat keandalan dan daya guna yang tinggi
5. Memiliki tingkat keamanan yang tinggi
Instalasi lain yang ada pada gardu distribusi adalah instalasi penerangan, terdiri
dari ; Instalasi alat pembatas dan pengukur, Instalasi kabel scada untuk kubikel
dengan motor kontrol, Instalasi pengaman.
2.3.1 Peralatan Utama Gardu Induk
Peralatan-peralatan utama yang terdapat di suatu gardu induk pada umumnya
terdiri atas :
1. Transformator (trafo), terdiri atas :
a. Transformator tenaga (daya)
b. Transformator instrument : trafo tegangan dan trafo arus
2. Pemutus Tenaga (PMT)
3. Pemutus Pemisah (PMS)
4. Busbar (rel daya)
5. Isolator-isolator
6. Lightning Arester (LA)
II-10
7. Peralatan Sistem Pentanahan
2.3.2 Jenis dan klasifikasi Gardu Induk
Jenis-jenis gardu distribusi didesain berdasarkan maksud dan tujuan
penggunaannya sesuai dengan peraturan pemda, yaitu: gardu distribusi konstruksi
beton (gardu beton); gardu distribusi konstruksi metal clad (gardu besi); gardu
distribusi tipe tiang portal, gardu distribusi tipe tiang cantol (gardu tiang); dan
gardu distribusi mobil tipe kios, gardu distribusi mobil tipe trailer (gardu mobil).
1. Gardu Beton
Yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari beton.
Gardu beton termasuk gardu jenis pasangan dalam karena pada umumnya semua
peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan transformator distribusi terletak di
dalam bangunan beton. Dalam pembangunannya semua peralatan tersebut didisain
dan diinstalasi di lokasi sesuai dengan ukuran bangunan gardu.
2. Gardu Metal Clad (Gardu Besi).
Gardu metal adalah gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari
besi. Gardu besi termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya
semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan transformator distribusi
terletak di dalam bangunan besi. Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di
dalam bangunan besi, sehingga dalam pembangunannya pelaksana pekerjaan
tinggal menyiapkan pondasinya saja.
3. Gardu Tiang Tipe Portal.
Merupakan salah satu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat
dari tiang. Transformator distribusi terletak dibagian atas tiang, oleh sebab itu
gardu tiang hanya dapat melayani daya listrik terbatas karena transformatornya
II-11
cukup berat sehingga tidak mungkin menempatkan transformator berkapasitas
besar di bagian atas tiang (± 5 meter di atas tanah).
Gambar 2.3 Gardu tiang tipe portal dan midel panel
Gardu portal adalah gardu listrik tipe terbuka (outdoor) dengan konstruksi
tiang/menara kedudukan transformator minimal 3 meter diatas platform. Umumnya
memakai tiang beton ukuran 2x500 daN.
4. Gardu Tiang Tipe Cantol
Gardu Cantol adalah tipe.gardu listrik dengan transformator yang
dicantolkan pada tiang listrik besamya kekuatan tiang minimal 500 daN.
II-12
Gambar 2.4 Gardu tiang tiga fasa tipe cantol
Sambungan Gardu Tiang Tipe Cantol
a) Gardu cantol 1 fasa dengan transformator CSP (completely self protected) untu
pelayanan satu fasa.
b) Untuk pelayanan sistem 3 fasa memakai 3 buah transformator 1 fasa dengan
titik netral digabungkan dari tiap-tiap transformator menjadi satu.
c) Instalasi dalam PHB terbagi atas 6 bagian utama.
-Instalasi switch gear tegangan menengah
-Instalasi switch gear tegangan rendah
-Instalasi transformator
-Instalasi kabel tenaga dan kabel kontrol
-Instalasi pembumian
-Bangunan fisik gardu.
II-13
5. Gardu Mobil
Yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya berupa sebuah mobil
(diletakkan di atas mobil) sehingga dapat dipindah-pindahkan sesuai dengan
tempat yang memerlukan. Karena itu gardu mobil umumnya hanya untuk
pemakaian sementara (darurat) yaitu untuk mengatasi kebutuhan daya yang
sifatnya temporer.
Gardu induk dapat diklasifikasikan menurut beberapa bagian, yaitu :
1. Menurut pelayanannya
a) Gardu Transmisi, yaitu gardu induk yang melayani untuk TET (Tegangan
Ekstra Tinggi) dan TT (Tegangan Tinggi).
b) Gardu Distribusi, yaitu gardu induk yang melayani untuk TM (Tegangan
Menengah).
2. Menurut isolasinya
a) Gardu induk Konvensional
Adalah Gardu Induk dengan isolasi udara bebas. Biasanya GI
Konvensional memerlukan areal tanah yang cukup luas, karena sebagian
besar peralatannya dipasang diluar Gedung ( SWITCH-YARD ) dan sebagian
lagi peralatannya dipasang didalam Gedung.
b) Gardu Insulated Substation (GIS)
Adalah Gardu Induk dengan isolasi Sulfur Hexafluoride. GIS ini hanya
memerlukan areal tanah yang relatif kecil (seperenam kali lebih kecil
dibanding GI. Konvensional), maka sangat cocok untuk dibangun di areal
perkotaan yang harga tanahnya sangat mahal walaupun pembangunannya
memerlukan investasi yang sangat tinggi khususnya untuk pengadaan
II-14
peralatannya akan tetapi masih relatif efisien. GIS hampir semua peralatannya
dipasang di dalam Gedung.
3. Menurut Relnya
a) Gardu induk dengan system ring busbar
Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring yaitu semua
rel/busbar yang ada tersambung satu sama lain dan membentuk seperti
ring/cincin. Untuk lebih jelasnya lihatlah Gambar II.5 berikut ini.
Gambar 2.5 Gardu Induk System Ring Busbar
Keuntungan
- Biaya cukup rendah
- Pemeliharaan breaker cukup fleksibel
- Pemeliharaan dapat berlangsung tanpa interupsi jaringan
- Hanya memerlukan 1 breaker setiap jaringan
- Setiap jaringan disokong oleh 2 circuit breaker
Kekurangan
- Apabila terjadi gagal pada saat pemeliharaan breaker, maka jaringan akan
terbagi menjadi 2
II-15
- Saat terjadi gagal, maka jumlah circuit breaker yang menyokong jaringan akan
berkurang
b) Gardu induk dengan satu rel (single busbar)
Adalah gardu induk yang mempunyai satu/single busbar. Pada umumnya
gardu dengan system ini adalah gardu induk diujung atau akhir dari suatu
transmisi. Untuk lebih jelasnya lihatlah Gambar II.6 berikut ini.
Gambar 2.6 Gardu Induk Single Busbar
Keuntungan:
- Biaya paling Murah
Kekurangan:
- Kegagalan bus atau hasil pemutusan CB menyebabkan shutdown seluruh gardu
Induk.
- Sulit untuk melakukan maintenance
- Tidak dapat melakukan modifikasi pada busbar tanpa mematikan gardu induk
secara keseluruhan
- Hanya dapat digunakan di tempat di mana beban dapat diputus.
II-16
c) Gardu induk dengan dua rel, Satu Breaker (Double Bus, Single Breaker)
Adalah gardu induk yang mempunyai dua/double busbar. Sistem ini sangat
umum, hamper semua gardu induk menggunakan system ini karena sangat efektif
untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan system.
Untuk lebih jelasnya lihatlah Gambar II.7 berikut ini.
Gambar 2.7 Double Bus, Single Breaker
Keuntungan
- Lebih fleksibel dengan adanya 2 bus
- Dapat dilakukan maintenance pada masing-masing bus
- Dapat dilakukan pemindahan secara mudah menggunakan switch bus tie
Kekurangan
- Diperlukan breaker ekstra untuk bus tie
- Diperlukan 4 switch untuk satu jaringan
- Kemungkinan gagal pada bus cukup besar
II-17
d) Gardu induk dengan dua rel sistem 1,5 PMT (one and half circuit breaker).
Adalah gardu induk yang mempunyai dua/double busbar. Pada umumnya
gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik atau
gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi operasional, gardu induk ini
sangat efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan
perubahan sistem (manuver system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT
didalam satu diagonal yang terpasang secara seri.
Mengenai sistem ini lihatlah Gambar II.8 berikut ini.
Gambar 2.8 Gardu Induk dengan dua rel sistem
Keuntungan
- Operasi paling fleksibel
- Memiliki keandalan tinggi
- Mudah untuk melakukan maintenance bus
- Kegagalan pada bus tidak mengakibatkan putusnya jaringan
Kekurangan
II-18
- Setiap jaringan disokong oleh 3/2 breaker
- Circuit breaker yang berada di tengah menyokong 2 buah jaringan
4. Menurut Fungsi
- Gardu induk pembangkit
- Gardu induk beban
- Gardu induk hubung
5. Menurut Jenis Trafo Daya yang Terpasang
- Gardu induk step up
- Gardu induk step down
2.4 Persamaan aliran daya
Komponen Utama dari suatu sistem tenaga pada umumnya terdiri dari
generaror, saluran transmisi, transformator dan beban.Dengan asumsi sistem 3
phasa yang dianalisis dalam keadaan seimbang dan kondisi normal. Untuk
mempresentasikan suatu sistem tenaga listrik digunakan diagram yang disebut
diagram segaris (single line diagram). Diagram segaris berisi informasi yang
dibutuhkan mengenai sistem tenaga tersebut.
Pada studi aliran daya, perhitungan aliran dan tegangan sistem dilakukan pada
terminal tertentu atau bus tertentu. Bus-bus pada studi aliran daya dibagi dalam 3
macam, yaitu:
1. Bus Beban
Pada bus ini daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) diketahui sehingga sering
juga disebut bus PQ. Daya aktif dan reaktif yang dicatu ke dalam sistem tenaga
bernilai positif, sementara daya aktif dan reaktif yang di konsumsi bernilai negatif.
II-19
Besaran yang dapat dihitung pada bus ini adalah V (tegangan) dan δ (sudut
beban).
2. Bus Generator
Bus Generator dapat disebut dengan voltage controlled bus karena tegangan
pada bus ini dibuat selalu konstan atau bus dimana terdapat generator.
Pembangkitan daya aktif dapat dikendalikan dengan mengatur penggerak mula
(prime mover) dan nilai tegangan dikendalikan dengan mengatur eksitasi
generator. Sehingga bus ini sering juga disebut dengan PV bus. Besaran yang
dapat dihitung dari bus ini adalah Q (daya reaktif) dan δ (sudut beban).
3. Slack Bus
Slack Bus sering juga disebut dengan swing bus atau bus berayun. Slack bus
berfungsi untuk menyuplai daya aktif P dan daya reaktif Q. Besaran yang
diketahui dari slack bus adalah tegangan V dan sudut beban δ. Suatu sistem tenaga
biasanya dirancang memiliki bus ini yang dijadikan sebagai referensi yaitu
besaran δ = 00. Besaran yang dapat dihitung dari bus ini adalah daya aktif P dan
daya reaktif Q.
Tabel 2.1 Klasifikasi Bus
No Tipe Bus P Q V Ҩ
(Daya Aktif) (Daya Reaktif) (Tegangan) (sudut beban)
1 Load Bus Diketahui Diketahui Tidak
diketahui Tidak diketahui
2 Generator bus Tidak diketahui Tidak diketahui diketahui Tidak diketahui
3 Slack Bus Tidak diketahui Tidak diketahui diketahui diketahui
Pada tabel diatas terlihat perbedaan pada tiap masing-masing Bus. Klasifikasi
Bus tersebut berbeda dikarenakan memiliki fungsi dan tujuan yang berbeda pula.
II-20
2.5 Drop tegangan
Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu
penghantar. Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik secara umum berbanding
lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas
penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen
atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh
kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. Perhitungan jatuh tegangan praktis pada
batas-batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat
dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan
menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya
cukup berarti (PT.PLN(Persero),2010: hal 20).
Tegangan jatuh secara umum adalah tegangan yang digunakan pada beban.
Tegangan jatuh ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui tahanan kawat.
Tegangan jatuh V pada penghantar semakin besar jika arus I di dalam penghantar
semakin besar dan jika tahanan penghantar Rℓ semakin besar pula. Tegangan jatuh
merupakan penanggung jawab terjadinya kerugian pada penghantar karena dapat
menurunkan tegangan pada beban. Akibatnya hingga berada di bawah tegangan
nominal yang dibutuhkan. Atas dasar hal tersebut maka tegangan jatuh yang
diijinkan untuk instalasi arus kuat hingga 1.000 V yang ditetapkan dalam persen
dari tegangan kerjanya (Daryanto,2010: hal 18 & 42).
Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam
besaran Volt. Dalam hal ini PLN membatasi tegangan minimun pada batasan
-10% dari tegangan nominal dan tegangan maksimumnya tidak lebih dari +5%
dari tegangan nominalnya.
II-21
Penurunan persamaan jatuh tegangan dapat ditentukan dari gambar diagram
phasor transmisi daya pada gambar berikut :
Gambar 2.9 Diagram phasor transmisi daya ke beban
Beban-beban yang terdapat pada sistem tenaga listrik bukanlah bersifat
resistif murni melainkan bersifat resistif-induktif. Beban resistif akan menyerap
daya aktif, sedangkan beban induktif akan menyerap daya reaktif yang dihasilkan
oleh pembangkit. Penyerapan daya reaktif oleh beban induktif ini akan
menyebabkan jatuh tegangan sehingga terjadi hilangnya tegangan pada saluran
selama proses pendistribusian dan mengakibatkan nilai tegangan disisi penerima
akan berbeda dengan nilai tegangan pada sisi pengirim. Persamaan jatuh tegangan
dapat dilihat pada persamaan berikut :
Vs2 = (Vr +ΔVp)2 + (ΔVq)2 (2.6)
Keterangan :
Vs = tegangan di sisi pengirim
Vr = tegangan di sisi penerima
II-22
ΔVp = jatuh tegangan
Dimana : ΔVp = IR cosҨ + IX sinҨ (2.7)
ΔVq = IX cosҨ – IR sinҨ (2.8)
Sehingga persamaan tegangan di sisi pengirim (Vs) menjadi :
Vs2 = (Vr + IR cosҨ + IX sinҨ)2 + (IX cosҨ – IR sinҨ)2 (2.9)
Karena nilai ΔVq = IX cosҨ – IR sinҨ sangat kecil, maka nilai tersebut dapat
diabaikan. Sehingga persamaan Vs2 menjadi :
Vs2 = (Vr +ΔVp)2 (2.10)
Sementara itu untuk persamaan jatuh tegangan dapat kita tentukan :
ΔVp = IR cosҨ + IX sinҨ
Atau
ΔVp = R PVr + X QVr (2.11)
Keterangan :
R = resistansi saluran
X = reaktansi saluran
P = daya aktif yang dikirim ke beban
Q = daya reaktif yang dikirim ke beban
Adapun rumus yang secara umum digunakan ialah :
ΔV = )Sin X + Cos (R x x I x 3
% %100xVnom
VtV
Dimana: ΔV = Jatuh Tegangan (volt)
3 = 1,732
I = Arus (ampere)
II-23
l = Panjang kabel (kms)
Ҩ = Sudut Power Factor
R = Resistansi ( /Km)
X = Reaktansi ( /Km)
Hal-hal yang mempengaruhi drop tegangan :
a) Hubungan drop voltage dengan Kabel
Pada kabel konduktor pasti memiliki nilai impedansi dan sehingga setiap kali
arus mengalir melalui kabel tersebut, akan ada jatuh tegangan disepanjang kabel,
yang dapat diturunkan dengan Hukum Ohm (yaitu V = IZ ). Penurunan tegangan
tersebut tergantung pada dua hal, yaitu :
1. Aliran arus melalui kabel - semakin tinggi arus, semakin besar tegangan
drop
2. Impedansi konduktor - semakin besar impedansi, semakin besar tegangan
drop.
b) Impedansi kabel
Impedansi kabel merupakan fungsi dari ukuran kabel (luas penampang) dan
panjang kabel. Umumnya produsen kabel akan melampirkan data kabel yang
diproduksinya seperti nilai resistansi kabel dan reaktansi kabel dalam satuan Ω /
km. Panjang kabel dan nilai arus yang mengalir pada suatu kabel berbanding lurus
dengan drop tegangan.
Tegangan Jatuh (Voltage Drop) disepanjang kabel lebih ditentukan karena
beban konsumen (misalnya peralatan) sehingga tegangan yang sampai diinput
peralatan tidak melebihi batas toleransi. Ini berarti, jika tegangan pada alat tersebut
II-24
lebih rendah dari tegangan minimum, maka alat tidak dapat beroperasi dengan
benar.
Secara umum, sebagian besar peralatan listrik akan beroperasi normal pada
tegangan serendah 80% dari tegangan nominal. Sebagai contoh, jika tegangan
nominal adalah 230VAC, maka sebagian besar peralatan dapat dijalankan pada >
184VAC. Pemilihan ukuran untuk kabel penghantar yang baik adalah ukuran yang
hanya mengalami drop tegangan sebesar kisaran 5 - 10% pada beban penuh .
2.6 Rugi-rugi daya
Rugi-rugi daya merupakan daya yang hilang dalam penyaluran daya
listrik dari sumber daya listrik utama ke suatu beban.
Gambar 2.10 Segitiga daya
Hubungan dari ketiga daya diatas (P, Q, S) disebut segitiga daya dapat
diirumuskan sebagai berikut :
Daya listrik [P] yang dihasilkan oleh arus listrik [i] pada tegangan [v]
dinyatakan dengan persamaan berikut :
P I . V
dimana,
II-25
P = daya [watt]
I = arus [ampere]
V = tegangan [V]
Dalam sistem listrik arus bolak-balik, dikenal adanya 3 jenis daya untuk
beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu
c) Daya Aktif (P)
Daya aktif (Active Power) adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi
sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Misalnya energi panas, cahaya,
mekanik dan lain – lain.
P = V. I cos phi
P = 3. V . I . cos phi
Daya ini digunakan secara umum oleh konsumen dan dikonversikan dalam bentuk
kerja.
d) Daya Reaktif (Q)
Daya reaktif adalah daya yang timbul akibat adanya efek induksi
elektromagnetik oleh beban yang mempunyai nilai induktif (fase arus
tertinggal/lagging atau kapasitif (fase arus mendahului/leading). Satuan daya
reaktif adalah Var dinyatakan dengan persamaan
Q = V . I sin phi
Q =3 . V . I sin phi
e) Daya Semu (S)
Pada beban impedansi (Z), daya semu adalah daya yang terukur atau
terbaca pada alat ukur. Daya semu adalah penjumlahan daya aktif dan daya
II-26
reaktif secara vektoris. Satuan daya ini adalah VA dinyatakan dengan
persamaan
S = V . I
Maka semakin besar nilai daya reaktif (Q) akan meningkatkan sudut antara
daya nyata dan daya semu atau biasa disebut power factor Cosϕ. Sehingga
daya yang terbaca pada alat ukur (S) lebih besar daripada daya yang
sesungguhnya dibutuhkan oleh beban (P).
Adapun daya listrik yang dikirim dan disalurkan dari gardu induk/trafo
distribusi ke pemakai mengalami rugi tegangan dan rugi daya, ini disebabkan
karena saluran distribusi mempunyai tahanan, induktansi, dan kapasitas. Karena
saluran distribusi primer ataupun sekunder berjarak pendek maka kapasitas dapat
diabaikan, dengan demikian dapat dibuat rangkaian ekivalen dari saluran distribusi.
Kerugian akibat pelembekan, pelembekan logam perpengaruh terhadap
sedikit pada semua suhu dan merupakan fungsi suhu dan waktu. Bersamaan dengan
penurunan batas tegangan tarik pada keadaan komulatif. Pelembekan yang terlihat
dan kerugian tegangan tarik tidak berpengaruh jika penghantar dalam batas yang
dianjurkan. Pada keadaan tertentu harga – harga pada suatu tingkat umur yang
ditaksir dapat ditentukan. Untuk para ahli perlu mengetahui hubungan antara suhu
kerja, waktu suhu kerja dan penurunan kekuatan penghantaryang bersangkutan.
Kerugian akibat panas, jika suatu penghantar dialairi arus listrik
secara terus – menerus maka akan menimbulkan panas, panas ini timbul akibat
energi listrik yang mengalir pada penghantar tersebut. Semakin lama arus tresebut
mengalir maka semakin panas penghantar tersebut dan semakin banyak energi
listrik yang hilang karena energi tersebut berubah menjadi panas. Hal inilah yang
II-27
merugikan karena jika energi itu hilang maka tegangan pada ujung penghantar
tersebut akan berkurang. semakin banyak energin yang menjadi panas
maka semakin banyak tegangan yang menghilang.
Kerugian akibat Jarak, jarak sangat berpengaruh pada keandalan jaringan
karena semakin jauh atau semakin panjang penghantar listrik tersebut maka akan
banyak tegangan listrik yang menghilang karena penghantar itu saendiri memiliki
hambatan atau tahanan, jadi karena jarak penghantar sangat jau dari sumber atau
pembangkit maka nilai hambatan penghantar itu sendiri akan mengurangi tagangan
yang mengalir pada penghantar tersebut.
Luas penampang kawat (penghantar), Arus listrik yang mengalir dalam
penghantar selalu mengalami tahanan dari penghantar itu sendiri, besarnya tahanan
tergantung bahannya.
Tegangan juga sangat berpengaruh terhadap rugi-rugi daya, semakin besar
tegangan pada suatu saluran, maka semakin kecil arus pada saluran tersebut.
Sedangkan arus adalah salah satu faktor yang mempengaruhi besar kecilnya
rugi-rugi daya pada suatu saluran. Itu dapat dilihat dari rumus dibawah ini:
RUGI DAYA = I² R
TAHANAN R = ρ x L/A ( Ohm )
Dimana; ρ = tahanan jenis penghantar ( Ohm/m.mm² )
L = panjang penghantar ( m )
A = penampang penghantar ( mm² )
Besarnya rugi-rugi daya pada jaringan tiga fasa adalah sebagai berikut :
P loss = 3 x I2 x R x L
P loss = (P2 x R x L) / (V2 x (Cos Ҩ)2)
II-28
Dengan :
I = P / (√3 x V x Cos Ҩ)
Dimana :
P loss = 3 x I2 X R X L
P loss = (3 x (P)2 x R x L) / ((√3)2 x (V)2 x (Cos Ҩ)2)
P loss = (3 x P2 x R x L) / (3 x V2 x (Cos Ҩ)2)
P loss = (P2 x R x L) / (V2 x (Cos Ҩ)2)
Keterangan :
Ploss = Rugi-rugi daya (Watt)
P = Daya yang di salurkan (Watt)
V = Tegangan kerja sistem (Volt)
I = Arus yangdi salurkan (Ampere)
R = Tahanan Saluran (Ohm/meter)
L = Panjang Saluran (meter)
Cos Ҩ = Faktor Daya
2.7 Faktor daya
Faktor daya (Cos phi ) dapat didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara
daya aktif (Watt) dan daya nyata (VA) yang digunakan dalam sirkuit AC atau
beda sudut fasa antara V dan I yang biasanya dinyatakan dalam cos φ .
)(
)(
kVAnyataDaya
kWaktifDaya
S
PCos
Faktor daya mempunyai nilai range antara 0 – 1 dan dapat juga dinyatakan
dalam persen. Faktor daya yang bagus apabila bernilai mendekati satu.
)(
)(
kWreaktifDaya
kVARreaktifDaya
P
QTan
II-29
karena komponen daya aktif umumnya konstan (komponen kVA dan kVAR
berubah sesuai dengan faktor daya)
Beberapa keuntungan meningkatkan faktor daya :
1) Tagihan listrik akan menjadi kecil
2) Kapasitas distribusi sistem tenaga listrik akan meningkat
3) Mengurangi rugi – rugi daya pada system
4) Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
Jika power faktor menurun maka akan timbul beberapa persoalan diantaranya :
1) Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi – rugi daya
2) Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR
3) Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan (voltage drops)
Faktor daya terdiri dari dua sifat yaitu faktor daya “leading” dan faktor daya
“lagging”. Faktor daya ini memiliki karakteristik seperti berikut : Faktor Daya
“leading” Apabila arus mendahului tegangan, maka faktor daya ini dikatakan
“leading”. Faktor daya leading ini terjadi apabila bebannya kapasitif, seperti
capacitor, synchronocus generators, synchronocus motors dan synchronocus
condensor.
a) Faktor daya leading
Apabila arus mendahului tegangan, maka faktor daya ini dikatakan “leading”.
Gambar 2.11 Faktor daya leading
II-30
b) Faktor daya lagging
Apabila tegangan mendahului arus, maka faktor daya ini dikatakan “lagging”.
Gambar 2.12 Faktor daya lagging
2.8 Metoda aliran daya Newton-Raphson
Pada sistem multi-bus, penyelesaian aliran daya dilakukan dengan metode
persamaan aliran daya. Metode yang pada umumnya digunkan dalam
penyelesaian aliran daya, yaitu metode Newton-Raphson, Gauss-Seidel, dan Fast
Decoupled. Namun yang akan dibahas kali ini ialah metoda Newton-Raphson.
Prosedur Perhitungan aliran daya dengan menggunakan metode Newton-Raphson
adalah sebagai berikut:
1. Membentuk matriks admitansi Ybus sistem.
2. Menentukan nilai awal V, P dan Q pada bus
3. Menghitung daya aktif P dan daya reaktif (Q)
4. Menghitung nilai ΔP dan ΔQ
5. Membuat matrik berdasarkan hasil diatas.
6. Menghitung nilai cos phi dan V.
7. Masukkan hasil nilai cos phi dan V ke dalam rumus diatas untuk mencari
nilai P dan Q hingga mencapai nilai yang konvergen.
8. Jika sudah konvergen maka perhitungan selesai.
II-31
2.9 Terjadinya Penyusutan Daya
Susut daya listrik merupakan persoalan krusial dalam transmisi listrik.
Persoalan ini meliputi profil tegangan yang buruk, frekuensi tegangan yang tidak
stabil serta distori harmonik yang berlebihan. Kesimpulan yang sementara bisa
ditarik adalah bahwa terjadi susut daya yang cukup besar di jaringan. Kesimpulan
ini diperkuat dengan data di lapangan bahwa susut daya di jaringan cukup besar
melebihi estimasi yang ditetapkan. Kerugian finansial akibat susut daya ini
merupakan hal yang tidak bisa dihindarkan.
Ada beberapa persoalan yang menyebabkan terjadinya penyusutan daya antara lain
penyusutan daya listrik secara teknis dan penyusutan daya listrik secara non teknis.
1. Penyusutan Daya Secara Teknis
Penyusutan secara teknis biasanya disebabkan adanya kesalahan pada sistem
kelistrikannya antara lain :
a) Adanya kerusakan pada peralatan mekanik listrik yang berada di Pembangkit
ataupun PLN antara lain :
1) Kerusakan yang terjadi pada peralatan mekanik yang berada di pusat
pembangkit seperti: kerusakan pada generator, turbin, kincir air dan
sebagainya.
2) Kerusakan yang terjadi pada jaringan Transmisi seperti terlalu jauhnya
jarak pembangkit dari konsumen dan terjadi kerusakan pada saluran
kabelnya.
3) Adanya pemakaian peralatan dan konstruksi jaringan (komponen) yang
tidak memenuhi syarat atau sudah berumur sehingga menimbulkan
kerusakan pada peralatan.
II-32
4) Kerusakan pada peralatan komponen pendukung jaringan seperti kerusakan
pada alat ukur.
b) Kesalahan manusia atau human error.
1) Kesalahan yang terjadi pada PLN yaitu kesalahan dalam pembacaan alat
ukur.
2) Kurangnya perhatian terhadap hasil pekerjaan penyambungan kawat
penghantar atau penyadapan dan pemasangan sepatu kabel yang kurang
baik, dimana nilai tahanan (R) pada titik sambungan atau penyadapan dan
sepatu kabel menjadi lebih tinggi dari yang seharusnya.
3) Kurangnya perhatian terhadap hasil pekerjaan pemasangan atau
pemeliharaan jaringan yang kurang baik. Kondisi penghantar, isolator, tiang
listrik, jarak aman dan sebagainya tidak sesuai dengan standar yang
ditetapkan sehingga kemungkinan terjadinya kebocoran arus, korona yang
melebihi batas standar sampai terhentinya pasokan tenaga listrik akan
menjadi cukup besar
4) Adanya pemakaian bahan alat listrik yang kurang baik atau tidak memenuhi
standar sehingga memudahkan alat yang dipergunakan cepat rusak atau
dapat menimbulkan impedansi yang lebih tinggi.
5) Adanya pemakaian konstruksi jaringan dan peralatannya (komponen) yang
tidak memenuhi syarat sehingga dapat menimbulkan kerugian.
2. Penyusutan Daya Secara Non Teknis
Penyusutan daya secara non teknis disebabkan oleh adanya kesalahan di luar sistim
kelistrikannya antara lain :
1) Bencana alam seperti : Banjir, gempa, angin topan dll
II-33
2) Kondisi fisik
3) Kondisi sarana dan prasarana pekerjaan
4) Adanya kesalahan yang dilakukan oleh konsumen seperti pencurian daya
dan penggunaan energi listrik secara sembarangan.
Rugi-rugi tetap yang akan dialami selama transmisi energi :
1) Rugi tembaga dan rugi kuadrat beban
Rugi tembaga atau rugi-rugi lainnya berbanding lurus dengan kuadrat beban dan
dengan adanya kurva beban versus waktu atau kurva lamanya pembebanan, maka
dapatlah dibuat kurva rugi daya/waktu atau kurva lamanya rugi daya dimana setiap
ordinatnya berbanding lurus dengan kuadrat setiap ordinat kurva bebannya. Dari
kurva lamnya rugi daya, dapat pula ditentukan rugi daya rata-ratanya selama
periode tersebut. Luas dari kurva lamanya rugi daya merupakan rugi energi selama
periode tersebut.
2) Rugi-rugi yang konstan, rugi besi dan sebagainya
Besaran dari rugi daya konstan seperti rugi besi, rugi bantalan, gesekan dan
gesekan anginpada ujung belitan dan sebagainya untuk bermacam bagian dari
system tenaga biasanya diketahui dari hasil pengujian maupun pengujian di
lapangan. Rugi energi yang konstan ini dapat dihitung dengan mengalikan
konstanta rugi dayannya dengan jumlah jam dari selang yang diamati.
3) Rugi-rugi yang tidak langsung sebagai fungsi dari beban
Rugi pada turbin hidrolik, turbin uap dan bagian-bagian lainnya dari sistem
tenaga ada yang berbanding lurus dengan kuadrat beban dan ada pula yang
II-34
konstan. Bentuk kurva dari rugi versus beban untuk tipe pembangkit yang
berlainan variasinya satu sama lain cukup besar, sehingga tidak mungkin
membuat perhitungan rugi energi sederhana dengan menggunakan faktor tersebut
di atas untuk rugi tembaga. Secara umum bentuk kurva dari rugi daya versus
beban dapat dibuat dari kurva effesiensi versus beban dan bial kurva beban harian
atau bulana diketahui, diutamakan dari kurva lamanya pembebanan, maka kurva
rugi daya/waktu dapat dibuat.
2.10 Impedansi saluran transmisi
Suatu saluran transmisi listrik memiliki parameter dalam mempengaruhi
kemampuan daya hantarnya, yaitu resistansi, induktansi dan konduksitansi.
Impedansi seri dibentuk oleh resistansi dan induktansi yang terbagi rata
sepanjang saluran. Sedangkan konduktansi dan kapasitansi terdapat antara
penghantar-penghantar dari suatu saluran.
2.11 Pengendalian tegangan dan daya reaktif
Pengendalian tegangan dilakukan dengan mengatur produksi dan penyerapan
daya reaktif pada setiap bagian dari sistem tenaga listrik. Peralatan pengatur
tegangan digunakan untuk menjaga tegangan keseluruhan sistem tetap pada batas
yang diizinkan. Adapun peralatan tersebut di klarifikasikan sebagai berikut :
a) Sumber atau beban daya reaktif seperti kapasitor bank dengan power
faktor control
b) Transformator pengatur, seperti transformator yang dilengkapi dengan
pengaturan tap.
II-35
2.12 ETAP (Electric Transient and Analysis Program)
Dalam perancangan dan analisa sebuah sistem tenaga listrik, sebuah software
aplikasi sangat dibutuhkan untuk merepresentasikan kondisi real sebelum sebuah
sistem direalisasikan. ETAP (Electric Transient and Analysis Program)
PowerStation 7.0.0 merupakan salah satu software aplikasi yang digunakan untuk
mensimulasikan sistem tenaga listrik.
ETAP mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik,
dan online untuk pengelolaan data real-time atau digunakan untuk mengendalikan
sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya pun bermacam-macam
antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik,
sistem transmisi maupun sistem distribusi tenaga listrik.
Analisa sistem tenaga listrik yang dapat dilakukan ETAP antara lain :
1 Analisa aliran daya
2 Analisa hubung singkat
3 Arc Flash Analysis
4 Starting motor
5 Koordinasi proteksi
6 Analisa kestabilan transien, dll.
Dalam menganalisa sistem tenaga listrik, suatu diagram saluran tunggal
(single line diagram) merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem
tenaga listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari representasi saluran tiga fasa yang
terpisah, digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini memudahkan dalam pembacaan
diagram maupun dalam analisa rangkaian. Elemen elektrik seperti misalnya
II-36
pemutus rangkaian, transformator, kapasitor, busbar maupun konduktor lain dapat
ditunjukkan dengan menggunakan simbol yang telah distandardisasi untuk
diagram saluran tunggal. Elemen pada diagram tidak mewakili ukuran fisik atau
lokasi dari peralatan listrik, tetapi merupakan konvensi umum untuk mengatur
diagram dengan urutan kiri-ke-kanan yang sama, atas-ke-bawah.
a) Memulai menjalankan ETAP
1) Klik icon ETAP
2) Klik new
3) Tentukan letak penyimpanan folder dan beri nama file.
4) Klik OK
Gambar 2.13 Proses menjalankan software ETAP
II-37
Gambar 2.14 Menu pada ETAP 7.5.0
b) Elemen-elemen di ETAP
Suatu sistem tenaga terdiri atas sub-sub bagian, salah satunya adalah aliran
daya dan hubung singkat. Untuk membuat sirnulasi aliran daya dan hubung singkat,
maka data-data yang dibutuhkan untuk menjalankan program simulasi antara lain:
1. Data Generator
II-38
2. Data Transformator
3. Data Kawat Penghantar
4. Data Beban
5. Data Bus
c) Elemen aliran daya
Program analisis aliran daya pada software ETAP dapat menghitung tegangan
pada tiap-tiap cabang, aliran arus pada sistem tenaga listrik, dan aliran daya yang
mengalir pada sistem tenaga listrik. Metode perhitungan aliran daya dapat dipilih
untuk efisiensi perhitungan yang lebih baik. Metode perhitungan aliran daya
pada software ETAP ada tiga, yaitu: Newton Raphson, Fast-Decouple dan Gauss
Seidel.
Gambar 2.15 Toolbar load flow di ETAP
Gambar dari kiri ke kanan menunjukkan tool dan toolbar aliran daya, yaitu:
1. Run Load Flow adalah icon toolbar aliran daya yang menghasilkan atau
menampilkan hasil perhitungan aliran daya sistem distribusi tenaga listrik
dalam diagram satu garis.
2. Update Cable Load Current adalah icon toolbar untuk merubah kapasitas arus
pada kabel sebelum load flow di running
3. Display Option adalah bagian tombol untuk menampilkan hasil aliran daya.
4. Alert adalah icon untuk menampilkan batas kritis dan marginal dari hasil
keluaran aliran daya sistem distribusi tenaga listrik.
5. Report Manager adalah icon untuk menampilkan hasil aliran daya dalam
bentuk report yang dapat dicetak.
39
BAB III
METODA PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu
Penelitian yang akan dilaksanakan adalah dengan pengambilan data di
PT.Semen Padang. Pengambilan data berupa spesifkasi peralatan GI
PT.Semen Padang.
Adapun untuk waktu yang dibutuhkan ialah :
Minggu
1 Minggu
2 Minggu
3 Minggu
4 Minggu
5 Minggu
6 Minggu
7 Minggu
8
Survey Lapangan
Pengambilan Data
Membuat diagram line
Mengolah Data
Menanalisa dengan ETAP
Hasil Perhitungan
Pembuatan laporan
3.2 Data dan Peralatan yang Digunakan
a. Data
Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah :
1. Data Spesifikasi gardu induk PT.Cement Padang
III-40
2. Data Beban
3. Data Transmisi
4. Diagram satu garis Gardu Induk PT.Cement Padang
5. Data suhu kabel dan trafo
b. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Satu buah Laptop
2. Software ETAP 7.5
3. Tang amper
4. Thermal imager
5. Kalkulator
3.3 Variabel yang diamati
Variabel yang diamati dalam penelitian ini,anatara lain :
1. Suhu Transformator Tenaga (Daya) pada beban
2. Suhu kabel dengan aliran arus
3. Beban dengan tegangan
4. Data transmisi
3.4 Rangkaian dan flowchar penelitian
a. Rangkaian penelitian secara sederhana
Gambar 3.1 Rangkaian sederhana penelitian
41
b. Flowchart penelitian
Gambar 3.2 Flowchart pengerjaan penelitian
PENGAMBILAN DATA KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA GARDU INDUK
MEMBUAT DIAGRAM SATU GARIS GI di PT.CEMENT PADANG
MASUKKAN DATA-DATA yang didapat
PERHITUNGAN MENGGUNAKAN
SOFTWARE ETAP 7.5
HASIL PERHITUNGAN
Analisa dan pembahasan
Selesai
START
TIDAK
YA
Pengukuran suhu trafo pada beban tertentu dan suhu kabel pada arus tertentu
Pehitungan secara manual menggunakan rumus
ΔV= x Z x I x 3
Δ P = I2 x R
III-42
3.5 Jenis penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan metode deskriptif analisis, yaitu suatu
metode penelitian yang dilakukan dilakukan dengan cara mengumpulkan
data dan menganalisanya serta mengambil suatu kesimpulan yang dapat
digunakan dalam perhitungan drop tegangan dan rrugi daya yang
selanjutnya menganalisa dampak-dampak perubahan yang terjadi, baik
pada trafo, aliran kabel dan beban.
3.6 Objek penelitian
Objek yang akan diteliti ialah data penyaluran energi listrik pada kabel
dengan aliran arus dan daya tertentu terhadap bebannya.
3.7 Langkah penelitian
Berdarkan studi kasus yang dihadapi, maka pada tugas akhir ini akan
membahas tentang dampak drop tegangan dan rugi daya.
Dalam prosedur pengambilan data yang dilakukan untuk mendapatkan
data-data yang lengkap harus melalui beberapa tahapan, yaitu :
a) Studi Literatur
Tahapan ini mempelajari teori-teori dasar yang menunjang, yaitu tentang
drop tegangan dan rugi daya, pengukuran suhu trafo terhadap beban tertentu,
pengukuran suhu kabel pada aliran arusnya meningkat atau menurun,
mengamati beban pada tegangan tertentu.
b) Pengumpulan data materi
Pada tahapan pengumpulan data, penulis membutuhkan data-data
pendukung dari pihak Gardu Induk PT. Semen Padang.
43
3.8 Pengambilan data
Data yang diambil untuk penelitian tersebut terdiri dari data-data teknis
sebagai berikut :
a) Data kabel dan aliran arus dengan temperaturenya saat terjadi kenaikan
arus.
b) Data suhu trafo saat terjadi kenaikan beban.
c) Data beban saat terjadi nya drop tegangan.
Cara pengambilan data dilakukan dengan studi dokumentasi dan teknik
wawancara.
a) Studi dokumentasi
Yaitu berupa pengambilan data-data yang berhubungan dengan penelitian
seperti kenaikan tegangan, kenaikan arus serta beban dan data laiinya di
GI pt.semen padang baik dalam bentuk file ataupun dokumentasi yang di
butuhkan dalam penelitian.
b) Teknik Wawancara
Yaitu berupa data yang penulis peroleh berdasarkan dari keterangan dari
karyawan pada Gardu Induk PT. Semen Padang.
Berikut data-data yang penulis dapatkan selama penelitian :
Tabel 3.1 Data Feeder 14 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 14 (158)
VAB IA kW Cos
P KVARH KWH
01-Sep-16 4:05
6.273
105
852
0,80 -
9.409.500
02-Sep-16 6:00
6.180
104
881
0,81 -
9.425.500
03-Sep-16 10:00
6.247
110
919
0,78 -
9.442.300
04-Sep-16 23:00
6.284
94
813
0,81 -
9.464.300
III-44
05-Sep-16
17:00
6.344
101
858
0,76
-
9.474.800
06-Sep-16 23:00
6.320
107
868
0,76 -
9.491.500
07-Sep-16 20:00
6.281
103
859
0,81 -
9.504.000
Tabel 3.2 Data feeder 15 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 15 (5R1)
VAB IA kW Cos
P KVARH KWH
01-Sep-16 18:05 6.229
477
4.958
0,97
-
64.289.400
02-Sep-16 6:00 6.182
479
4.995
0,97
-
64.329.000
03-Sep-16 3:00 6.232
448
4.607
0,97
-
64.427.400
04-Sep-16 10:00 6.252
468
4.951
0,97
-
64.501.800
05-Sep-16 4:00 6.324
460
4.811
0,97
-
64.580.000
06-Sep-16 5:00 6.184
458
4.861
0,97
-
64.677.900
07-Sep-16 20:00 6.291
467
4.997
0,97
-
64.699.400
Tabel 3.3 Data feeder 20 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 20 (ID FAN)
IA kW Cos P
KVARH KWH
01-Sep-16 11:05 734
7.431
0,95
-
615.375.957
02-Sep-16 23:00 725
7.348
0,95
-
615.600.039
03-Sep-16 5:00 736
7.247
0,93
-
615.642.093
04-Sep-16 23:00 734
7.486
0,95
-
615.931.349
05-Sep-16 2:00 729
7.373
0,94
-
615.952.814
06-Sep-16 23:00 729
7.352
0,94
-
616.243.520
07-Sep-16 8:00 727
7.194
0,94
-
616.307.503
45
Tabel 3.4 Data feeder 21 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 21 (5W1)
IA kW Cos P
KVARH KWH
01-Sep-16 19:05 124
943
0,73
-
99.293.386
02-Sep-16 18:00 135
1.130
0,80
-
99.312.779
03-Sep-16 20:00 143
1.196
0,79
-
99.338.278
04-Sep-16 18:00 134
1.072
0,76
-
99.359.335
05-Sep-16 11:00 141
1.196
0,80
-
99.376.524
06-Sep-16 15:00 134
1.118
0,80
-
99.396.935
07-Sep-16 13:00 135
980
0,69
-
99.417.613
Tabel 3.5 Data feeder 22 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 22 (COOLER )
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 9:05 365
3.712
0,96
-
3.808.829
02-Sep-16 19:00 344
3.610
0,96
-
3.901.823
03-Sep-16 22:00 349
3.716
0,96
-
3.961.918
04-Sep-16 21:00 351
3.652
0,96
-
4.013.888
05-Sep-16 3:00 350
3.665
0,96
-
4.028.109
06-Sep-16 23:00 349
3.615
0,95
-
4.122.414
07-Sep-16 19:00 347
3.611
0,95
-
4.167.895
Tabel 3.6 Data feeder 23 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 23 (5R2)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 3:04 452
4.623
0,95
-
379.561.412
02-Sep-16 9:00 487
4.869
0,96
-
379.606.269
03-Sep-16 4:00 454
4.565
0,96
-
379.690.970
04-Sep-16 23:00 490
4.956
0,96
-
379.755.754
05-Sep-16 4:00 475
4.837
0,96
-
379.779.815
III-46
06-Sep-16 10:00 477
4.651
0,96
-
379.797.778
07-Sep-16 20:00 476
4.813
0,96
-
379.953.051
Tabel 3.7 feeder 25 selamala seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 25 (5K1)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 3:04 121
1.260
0,99
-
58.303.076
02-Sep-16 9:00 123
1.269
0,99
-
58.328.495
03-Sep-16 2:00 120
1.259
0,99
-
58.348.787
04-Sep-16 8:00 121
1.258
0,99
-
58.382.371
05-Sep-16 6:00 126
1.304
0,99
-
58.407.090
06-Sep-16 15:00 128
1.326
0,99
-
58.428.732
07-Sep-16 8:00 127
1.268
0,99
-
58.449.339
Tabel 3.8 feeder 26 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 26 (5Z2)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 8:05 669
6.765
0,96
-
376.092.222
02-Sep-16 6:00 660
6.698
0,96
-
376.199.003
03-Sep-16 14:00 -
-
-
-
376.226.748
04-Sep-16 23:00 -
-
-
-
376.226.749
05-Sep-16 19:00 665
6.793
0,96
-
376.244.795
06-Sep-16 10:00 656
6.681
0,96
-
376.289.591
07-Sep-16 21:00 656
6.697
0,96
-
376.522.711
Tabel 3.9 feeder 27 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 27 (5Z1)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 0:04 -
-
-
-
553.879.494
47
02-Sep-16 21:00 707
7.236
0,95
-
553.884.784
03-Sep-16 7:00 684
6.897
0,96
-
553.953.821
04-Sep-16 5:00 676
6.838
0,95
-
554.101.525
05-Sep-16 2:00 675
6.818
0,96
-
554.197.079
06-Sep-16 15:00 713
7.266
0,95
-
554.208.500
07-Sep-16 23:00 675
6.791
0,95
-
554.426.197
Tabel 3.10 feeder 28 selama seminggu
Tanggal Waktu
Feeder 28 (CEMENT SILO)
IA kW Cos P KWH
01-Sep-16 18:05 186
1.502
0,79
1.342.550
02-Sep-16 10:00 184
1.547
0,80
1.356.312
03-Sep-16 0:00 206
1.739
0,81
1.369.157
04-Sep-16 16:00 201
1.721
0,81
1.402.580
05-Sep-16 20:00 190
1.610
0,82
1.424.272
06-Sep-16 21:00 201
1.691
0,81
1.446.685
07-Sep-16 11:00 214
1.713
0,77
1.460.382
Tabel 3.11 Data temperatur trafo pada 1 Sepetember
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 3 Suhu
lingkung
an (C)
beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil temp (C)
beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil temp (C)
beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil temp (C)
07.00 14,785 51 44 15.972 58 53 2.957 40 40 26,1
08.00 15,476 51 44 11.611 58 53 5.734 40 40 25,2
09.00 13,507 54 47 12.107 58 54 6.681 46 45 25,1
10.00 14,538 54 47 11.789 58 54 6.277 46 45 25
11.00 12,465 52 46 11.937 56 52 5.296 46 44 26,2
12.00 8,992 50 45 9.399 54 50 7.011 46 44 26,3
13.00 10,367 50 45 5.344 54 50 6.615 46 44 26,5
14.00 10,902 50 44 9.417 52 48 6.872 44 42 27
15.00 15,339 53 44 11.637 52 48 7.714 44 43 28,1
16.00 16,047 54 45 12.028 52 48 8.285 43 43 30,3
III-48
17.00 16,005 55 45 12.013 51 48 3.264 43 43 32,5
18.00 16,057 55 46 11.059 51 47 782 44 44 33,4
19.00 15,208 55 47 10.777 51 47 5.102 44 44 34,7
20.00 15,894 55 47 11.145 50 47 5.556 44 44 34,6
21.00 15,473 55 47 10.923 50 47 4.454 44 44 33,8
22.00 15,408 54 46 10.183 50 47 3.620 44 44 32,1
23.00 11,335 54 46 5.349 50 47 7.183 43 42 29,5
00.00 16,854 54 46 5.069 50 47 991 43 42 30,9
01.00 16,834 52 45 8.305 48 45 2.045 43 42 28,2
02.00 16,298 52 45 10.961 48 45 2.302 43 42 27,4
03.00 16,246 52 45 11.319 48 45 3.359 41 42 28,9
04.00 15,807 50 45 16.324 48 45 453 41 42 26,2
05.00 12,234 50 45 15.172 48 45 - 41 40 26,1
06.00 16,343 50 45 15.808 48 45 3.812 41 40 26,4
Tabel 3.12 Data temperatur trafo pada 2 Sepetember
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 2
Cuaca Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
07.00 15,261 51 45 15,41 54 48 7,858 40 40 Cerah
08.00 16,241 52 46 16,413 55 49 6,522 41 41 Cerah
09.00 15,812 54 47 16,345 56 50 4,886 43 43 Cerah
10.00 16,423 55 48 16,414 58 52 2,498 44 44 Cerah
11.00 16,124 53 47 13,811 56 50 0 43 43 mendung
12.00 15,132 51 46 16,39 56 50 0 42 42 mendung
13.00 14,963 50 45 16,251 54 48 0 42 42 mendung
14.00 16,213 48 43 16,158 54 48 0 40 40 mendung
15.00 15,882 54 47 16,066 61 53 2,733 44 43 mendung
16.00 16,09 54 47 16,485 61 53 2,413 44 43 mendung
17.00 16,161 54 47 16,467 61 53 1.052 44 43 mendung
18.00 16,036 52 47 16,315 60 52 3,224 44 42 mendung
19.00 15,325 52 47 16,308 60 52 6,534 44 42 mendung
20.00 15,925 50 42 16,436 58 52 6,424 44 42 mendung
21.00 15,782 50 42 16,356 58 52 628 44 42 mendung
22.00 15,368 52 45 16,129 60 54 0 41 40 mendung
23.00 16,653 52 45 16,653 60 54 646 41 40 mendung
00.00 16,005 52 45 16,005 58 54 487 42 42 Cerah
01.00 15,185 52 45 15,982 58 54 2,496 42 42 Cerah
02.00 16,192 51 45 16,172 56 53 9,77 42 48 Cerah
49
03.00 15,982 51 45 15,982 56 53 1,962 42 42 Cerah
04.00 16,332 51 45 16,332 54 53 0 42 42 Cerah
05.00 15,642 51 45 15,672 54 53 878 42 42 Cerah
06.00 15,671 51 45 15,671 54 53 838 42 42 Cerah
Tabel 3.13 Data temperatur trafo pada 3 Sepetember
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 2
Cuaca Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
Beban trafo (MW)
WTI.LV (C)
oil Temp (C)
07.00 10,462 56 50 15,584 60 50 1,56 40 40 Cerah
08.00 11,036 56 50 15,671 60 50 5,208 40 40 Cerah
09.00 11,541 56 48 16,377 60 52 1,28 40 40 Cerah
10.00 11,566 55 49 15,693 62 57 3,59 46 42 Cerah
11.00 10,405 50 49 15,616 62 55 5,284 50 40 Cerah
12.00 11,384 52 46 15,237 62 55 3,728 52 49 Cerah
13.00 11,35 53 47 14,802 64 56 4,55 52 48 Cerah
14.00 11,039 56 50 14,822 57 50 6,053 49 47 Cerah
15.00 11,042 57 52 14,42 62 56 4,22 50 50 Cerah
16.00 10,788 57 52 15,286 60 54 7,639 48 50 Cerah
17.00 10,82 56 51 12,723 60 54 4,378 46 48 mendung
18.00 10,931 54 49 15,633 58 52 3,596 46 46 mendung
19.00 14,122 54 49 11,332 56 50 3,596 45 46 Hujan
20.00 14,34 52 46 11,76 54 48 6,148 44 45 Hujan
21.00 15,476 50 45 11,58 54 48 2,229 42 44 Hujan
22.00 15,572 48 38 11,922 50 46 0 40 47 Hujan
23.00 15,948 48 38 11,637 50 46 884 48 38 Hujan
00.00 16,044 45 38 11,767 50 46 0 40 38 Hujan
01.00 15,125 50 40 11,667 52 48 2,529 40 38 Hujan
02.00 16,098 50 40 11,725 52 48 1,371 42 40 Hujan
03.00 12,574 50 40 11,595 52 48 0,925 42 40 Hujan
04.00 15,632 52 42 11,647 54 50 0 42 40 Hujan
05.00 15,877 52 42 11,829 54 50 1,037 42 40 Hujan
06.00 16,025 52 42 11,893 54 50 0,683 42 40 Hujan
3.9 Teknik penyelesaian masalah
Dalam tugas akhir ini pemecahan masalah yang akan dilakukan ialah
dengan cara menganalisis permasalahan yang terjadi, yaitu dampak dari drop
III-50
tegangan dan rugi-rugi daya berdasarkan data-data teknis yang diperoleh.
Perhitungan yang dilakukan berdasarkan pada landasan teori dan referensi yang
mendukung sesuai dengan permasalahan yang terjadi.
Adapun cara melakukan perhitungan terhadap besar drop tegangan dan rugi
daya berdasarkan data-data teknis yang diperoleh. Perhitungan yang dilakukan
berdasarkan pada landasan teori dan referensi yang mendukung sesuai dengan
permasalahan yang terjadi.
3.10 Analisa Perhitungan
Perhitungan yang dilakukan ialah dengan memasukkan data yang telah didapat
ke dalam rumus berikut :
Pt = I2 x R
Dimana :
Pt = rugi – rugi daya (Watt)
I = besar arus jala-jala transmisi (ampere)
R = tahanan kawat transmisi (Ω)
ΔV = )Sin X + Cos (R x x I x 3
% %100xVnom
VtV
Dimana: ΔV = Jatuh Tegangan (volt)
3 = 1,732
I = Arus (ampere)
l = Panjang kabel (kms)
Ҩ = Sudut Power Factor
R = Resistansi ( /Km)
51
X = Reaktansi ( /Km)
Penelitian dengan ETAP
Secara garis besar yang akan dilakukan selama pelaksananan penelitian adalah :
1. Membuat one-line diagram sistem yang akan dibahas, dalam penelitian ini
adalah GI di PT.CEMENT PADANG.
2. Data transformator, transmisi, pengaman, bus, dan beban dapat dimasukan ke
dalam program setelah one-line diagram dibuat.
3. Menentukan sebuah atau beberapa swing generator, setelah data generator,
transformator, transmisi, pengaman, dan bus dimasukan.
4. Masukan data studi kasus yang ditinjau.
5. Jalankan program ETAP 7.5.0 dengan memilih icon load flow analysis pada
toolbar. Program tidak jalan (error) apabila terdapat kesalahan, data yang
kurang, dan swing generator sehingga data dapat dimasukan kembali.
6. Keluaran studi aliran daya dapat diketahui setelah program dapat dijalankan.
Untuk melihat hasil keluaran aliran daya di load flow report manager yang
terdapat di toolbar sebelah kanan program.
Prinsip Dasar Pengoperasian ETAP
Simulasi yang biasa dilakukan pada sistem distribusi adalah simulasi beban
puncak sehingga data-data yang di-input adalah data jaringan dan peralatan saat
beban puncak. Berikut ini prinsip langkah kerja di dalam ETAP 7.5.0
1. Menginstal software ETAP 7.5.0.
2. Mengklik icon ETAP 7.5.0 Power station.
3. Mengisi ID Project dan LOG ON User dan Access Level.
4. Menyeting pada Tab Project informasi
5. Membuat one-line diagram dimulai dari supply berupa :
III-52
a. Power Grid Gardu Induk (GI), bus sebagai titik pengukuran &
penghubung antar peralatan, konduktor (transmission line).
b. Beban trafo distribusi atau model beban LUMPED (feeder), PLTD + trafo
pembangkit.
6. Melakukan setting ID, rating dan pembebanan komponen.
7. Memasukkan ke Mode Simulasi Aliran Daya, dengan menekan Tombol Load
Flow Analysis sehingga tampilan toolbar editing berubah menjadi Toolbar
Simulasi LF.
8. Menekan tombol ‘Run Load Flow’, setelah dilakukan maka jika tidak ada error
pada one-line diagram maka akan ditampilkan aliran daya (P, Q, S, I, PF) di setiap
cabang & bus.
3.11 Menarik kesimpulan
Penarikan kesimpulan diperoleh dari hasil analisa data dan perhitungan
sehingga dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa hasil tersebut dapat diterima atau
tidak secara teoritis dengan memberikan alasan yang kuat sesuai isi dari
permasalahan yang dihadapi dan merupakan hasil yang dapat dipertanggung
jawabkan.
53
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Aspek-aspek dari penyebab drop tegangan dan rugi-rugi daya
Seperti telah kita ketahui bahwa suatu sistem tenaga listrik terdiri dari: pusat
pembangkit listrik, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban. Pada saat sistem
tersebut beroperasi, maka pada sub-sistem transmisi akan terjadi rugi-rugi daya.
Jika tegangan transmisi adalah arus bolak-balik (alternating current, AC) 3 fase,
maka besarnya rugi-rugi daya tersebut adalah:
Pt = I2 x R
Pt = rugi – rugi daya (Watt)
I = besar arus jala-jala transmisi (ampere)
R = tahanan kawat transmisi (Ω)
Pada penyaluran daya listrik pasti akan terjadi penyusutan tegangan pada
saluran. Faktor penyusutan tegangan pada saluran antara lain disebabkan oleh
resistansi saluran, luas penampang, panjang saluran, besarnya arus yang mengalir
pada saluran serta faktor daya yang dipengaruhi oleh beban induktif, kapasitif dan
resistif. Selain itu nilai impedansi juga mempengaruhi besarnya susut tegangan
yang tejadi pada penyulang dimana impedansi dipengaruhi oleh nilai resistansi
saluran dan reaktansi saluran.
IV-54
4.2 Data-data penelitian
Untuk data tegangan, beban, arus, cos phi serta besar daya dapat dilihat pada
halaman lampiran bagian belakang, lampiran 2 halaman 6.
Pada halaman lampiran tersebut dapat diketahui data kabel yang
digunakan pada setiap feedernya. Diketahui pada setiap feerder memiliki panjang
kabel yang berbeda, namun type kabel yang yang sama kecuali pada feeder 25,26
dan 27. Yang berarti antara kabel yang satu dengan yang lainnya memiliki nilai
Resistansi dan reaktansi yang sama. Berdasarkan gambar diatas dapat diketahui
type kabel, maka dapat diketahui pula conductor resistance (R) Ω/km, Capacitance
(C), Inductance (L) dari kabel.
Untuk type kabel N2XSY 240 mm
Resistansi = 0,0754 /km
Capacitance = 0,44 µF/km
Induktansi = 0,32 mH/km = 32 x 10-5 H/km
Maka nilai reaktansinya induktansinya (XL) ialah :
XL = 2 x π x f x L
= 2 x 3,14 x 50 Hz x 32 x 10-5 H/km
= 0,100 /km
Untuk type kabel NA2XSY 300 mm
Resistansi = 0,0601 /km
Capacitance = 0,48 F/km
Induktansi = 0,31 mH/km = 31 x 10-5 H/km
IV-55
Maka nilai reaktansinya induktansinya (XL) ialah :
XL = 2 x π x f x L
= 2 x 3,14 x 50 Hz x 31 x 10-5 H/km
= 0,0973 /km
Untuk type kabel NA2XSY 500 mm
Resistansi = 0,0366 /km
Capasistansi = 0,62F/km
Induktansi = 0,28 mH/Km = 28 x 10-5 H/km
Maka nilai reaktansinya (XL) ialah :
XL = 2 x π x f x L
= 2 x 3,14 x 50 Hz x 28 x 10-5 H/km
= 0,08792 /km
4.3 Perhitungan drop tegangan dan rugi-rugi daya dengan metode perhitungan
manual
A) Drop tegangan
Pada perhitungan dengan metoda manual ini, jika karakteristik beban listrik
resistansi (R) dan reaktansi (X) dari saluran distribusi diketahui dan juga power
faktor (Cos φ ) beban maka dapat langsung dihitung jatuh tegangannya.
Gambar 4.1 Diagram line pada kabel dengan R dan X
IV-56
Pada gambar terlihat bahwa beban pada saluran distribusi merupakan beban
resistif (R) dan reaktif (X). Contoh beban ini adalah motor yang bersifat reaktif
yang mengakibatkan arus lagging terhadap tegangan.
Adapun rumus yang digunakan secara umum adalah :
ΔVt = )Sin X + Cos (R x x I x 3
% %100xVnom
VtV
Dimana: ΔV = Jatuh Tegangan (volt)
3 = 1,732
I = Arus (ampere)
l = Panjang kabel (kms)
φ = Sudut Power Factor
R = Resistansi ( /Km)
X = Reaktansi ( /Km)
B) Rugi - rugi daya (Losses)
Adanya penyusutan, merupakan sesuatu yang hilang selama proses
pendistribusian selama melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem
tersebut. Ini bisa terjadi karena adanya gesekan-gesekan mekanis, rugi-rugi pada
transformator maupun oleh faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor
pada kabel-kabel saluran distribusi.
Jatuh tegangan itu adalah beda tegangan yang dihitung dari titik sumber sampai
ke titik yang dihitung (titik beban) sesuai dengan panjang kabel.
PLosses = I2 x R %100% x
Psumber
Plosslosses
IV-57
Dimana :
I = Arus (A)
R = Resistansi (Ω)
PLoss = Losses energi (kW)
Psumber = Daya sumber (kW)
4.4 Analisis data manual
Drop tegangan dan rugi daya
Rumus untuk mencari drop tegangan ialah :
ΔV = )Sin X + Cos (R x x I x 3
Dimana:
ΔV = Jatuh Tegangan (volt)
3 = 1,732
I = Arus (ampere)
l = Panjang kabel (kms)
φ = Sudut Power Factor
R = Resistansi ( /Km)
X = Reaktansi ( /Km)
Perhitungan pada Incoming 1, dengan tegangan 6,3
Kabel yang digunakan ialah NA2XSY R = 0,03666 /km dan X = 0,08792 /km.
Panjang kabel 60 m = 0,06 km dengan jumlah tarikan 12 kabel dan cos phi = 0,9
maka nilai sin = 0,435 arus sebesar 963 Ampere .
ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
IV-58
ΔV = 1,732 x 963 A x 0,06 km x (0,03666 /km x 0,90 + 0,08792 Ω/km x
0,435)
= 1.667,916A x (0,06km) x (0,0675 Ω/km)
= 6,755 V
= 0,0068 kV
% %10722,0%1003,6
0068,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel incoming 1 sebesar 6,755 V.
Ploss = I2 x R
= 9632A x 0,0366 Ω/km
= 927.369 A x 0,0366 Ω/km
= 339417,054 Watt
= 33,9417 kW
Panjang kabel = 60 m = 0,06 km
Rugi- rugi total = 33,9417 kw x 0,06 km
= 2,0365kW
Jadi rugi total pada feeder incoming 1 = 2,0365 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 963 A x 6,3 kV x 0,9
= 9566,2879 kW
% Ploss = %1002879,9566
0365,2x
= 0,0211 %
Jadi rugi total pada incoming 1 = 2,0365 kW
IV-59
Dengan cara yang sama di dapatkan nilai incoming 2 dan 3 sebagai berikut
dalam bentuk tabel :
Tabel 4.1 Drop tegangan pada masing-masing incoming
Nama Tagangan
nom (kV)
Panjang
kabel
(km)
drop
voltage
(kV)
tegangan
setelah drop
voltage (kV)
% drop
voltage
Incoming 1 6,3 0,06 0,0068 6,2932 0,107
Incoming 2 6,3 0,08 0,0051 6,287 0,080
Incoming 3 6,3 0,1 0,007 6,293 0,114
Tabel 4.2 Rugi daya pada masing masing incoming
Nama Tagangan
nom (kV)
Daya awal
(kW)
Rugi-rugi
daya (kW) % rugi-rugi daya
Incoming 1 6,3 9566,2879 2,0365 0,0211
Incoming 2 6,3 16761,854 0, 854 0,0161
Incoming 3 6,3 7123,201 1,657 0,023
Perhitungan pada trafo 1, feeder 14.dengan tegangan 6.3 kV.
Berdasarkan data gambar 4.1, data kabel yang digunakan ialah NA2XSY
dengan R = 0,0754 /km dan X = 0,100 /km. Panjang kabel = 1750 m.
1. Di hari ke 1 dengan arus pada saat beban puncaknya 105 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,80. Maka nilai sin φ = 0,599.
a) ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 105A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,80 + 0,100 Ω/km x
0,599)
= 181,860A x (1,75km) x (0,120 Ω/km)
IV-60
= 38,1906 V
= 0,038 kV
% %606,0%1003,6
038,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 38,1906 V.
b) Rugi daya
Ploss = I2 x R
= 1052A x 0,0754 Ω/km
= 11.025 A x 0,0754 Ω/km
= 831,285 Watt
= 0,831285 kW
Panjang kabel = 1750 m = 1,75 km
Rugi- rugi total = 0,831285 x 1,75
= 1,45466 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju beban ialah = 1,45466 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos Φ
= 3 x 105 A x 6,3 kV x 0,80
= 916,601 kW
% Ploss = %100601,916
455,1,8x
= 0,1587 %
2. Di hari ke 2 dengan arus pada saat beban puncaknya 104 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,81. Maka nilai sin φ = 0,586
IV-61
a) ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 104A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,81 + 0,100 /km x
0,586)
= 180,128 x 1,75 km x (0,120 /km)
= 37,725 V
= 0,038 kV
% %603,0%1003,6
038,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 37,725 V.
b) rugi-rugi daya
Ploss = I2 x R
= 1042A x 0,0754 Ω/km
= 10816 A x 0,0754 Ω/km
= 815,526 Watt
Panjang kabel = 1750 m =1,75 km
Rugi- rugi total = 0,815526 x 1,75
= 1.427,17 watt
= 1,427 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,427 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 104 A x 6,3 kV x 0,81
= 919,220 kW
IV-62
% Ploss = %100220,919
427,1x
= 0,155 %
3. Di hari ke 3 dengan arus pada saat beban puncaknya 110 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,78. Maka nilai sin φ = 0,626
a) ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 110 A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,78 + 0,100 /km x
0,626)
= 190,520 A x (1.75km) x (0,121 /km)
= 40,343 V
= 0,0403 kV
% %640,0%1003,6
040,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 40,343 V.
b) rugi- rugi daya
Ploss = I2 x R
= 1102A x 0,0754 Ω/km
= 12.100 A x 0,0754 Ω/km
= 912,34 Watt
Panjang kabel = 1750 m =1,75 km
Rugi- rugi total = 0,91234 x 1,75
= 1596,595 watt
= 1,597 kW
IV-63
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,597 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 110 A x 6,3 kV x 0,919
= 1.103,086 kVA
% Ploss = %100086,103.1
597,1x
= 0,1447 %
4. Di hari ke 4 dengan arus pada saat beban puncaknya 94 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,81. Maka nilai sin φ = 0,586
ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 94 A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,81 + 0,100 /km x 0,586)
= 162,808 A x (1,75 km) x (0,120 /km)
= 34,190 V
= 0,034 kV
% %54,0%1003,6
034,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 34,190 V.
Ploss = I2 x R
= 962A x 0,0754 Ω/km
= 8.836 A x 0,0754 Ω/km
= 666,23 Watt
Panjang kabel = 1750 m =1,75 km
IV-64
Rugi- rugi total = 0,66623 x 1,75
= 1.165,9 watt
= 1,1659 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,1659 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 105 A x 6,3 kV x 0,81
= 928,058 kVA
% Ploss = %100058,928
1659,1x
= 0,126 %
5. Di hari ke 5 dengan arus pada saat beban puncaknya 101 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,76. Maka nilai sin φ = 0,650.
ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 101 A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,76 + 0,100 /km x 0,65)
= 174,932 A x (1,75km) x (0,122 /km)
= 37,348 V
= 0,037 kV
% %593,0%1003,6
037,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 37,348 V.
Ploss = I2 x R
= 1012A x 0,0754 Ω/km
IV-65
= 10.201 A x 0,0754 Ω/km
= 769,155 Watt
Panjang kabel = 1750 m = 1,75 km
Rugi- rugi total = 0,769155 x 1,75
= 1346,021watt
= 1,346 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,346 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 101 A x 6,3 kV x 0,76
= 837,599k watt
% Ploss = %100599,837
346,1x
= 0,1607 %
6. Di hari ke 6 dengan arus pada saat beban puncaknya 107 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,76. Maka nilai sin φ = 0,650.
ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 107A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,76 + 0,100 /km x 0,65)
= 185,324 A x (1,75km) x (0,122 /km)
= 39,567 V
= 0,040 kV
% %635,0%1003,6
040,0 xV
IV-66
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 39,567 V.
Ploss = I2 x R
= 1072A x 0,0754 Ω/km
= 11.449 A x 0,0754 Ω/km
= 863,255 Watt
Panjang kabel = 1750 m = 1,75 km
Rugi- rugi total = 0,863255 x 1,75
= 1.510,696 watt
= 1,511 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,511 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 107 A x 6,3 kV x 0,76
= 887,357kVA
% Ploss = %100357,887
511,1x
= 0,1702 %
7. Di hari ke 7 dengan arus pada saat beban puncaknya 103 Ampere, dan di
dapatkan nilai cos φ = 0,81. Maka nilai sin φ = 0,586.
ΔV = x ZL x I x 3
ΔV = )Sin X + Cos (R x L x I x 3
ΔV = 1,732 x 103A x 1,75 km x (0,0754 /km x 0,81 + 0,100 /km x 0,586)
= 178,396 A x (1,75km) x (0,120 /km)
= 37,463 V
IV-67
= 0,037 kV
% %587,0%1003,6
037,0 xV
Maka didapat kan drop tegangan pada kabel sebesar 37,463 V.
Ploss = I2 x R
= 1032A x 0,0754 Ω/km
= 10.609 A x 0,0754 Ω/km
= 799,9186 Watt
Panjang kabel = 1750 m = 1,75 km
Rugi- rugi total = 0,7999186 x 1,75
= 1.399,85 watt
= 1,399 kW
Jadi besar rugi-rugi daya dari feeder 14 menuju penyulang ialah = 1,399 kW
Psumber = 3 x I x Vnom x Cos φ
= 3 x 103 A x 6,3 kV x 0,81
= 910,381 kVA
% Ploss = %100381,910
399,1x
= 0,15367 %
Dengan rumus dan cara perhitungan yang sama dengan yang diatas, maka
diadapatkan nilai drop tegangan dan rugi daya pada tiap feedernya selama
seminggu (1 September – 7 September 2016). Adapun untuk nilai-nilainya dapat
dilihat dalam bentuk tabel berikut :
IV-68
TABEL 4.3 DROP TEGANGAN PADA MASING-MASING FEEDER
No feeder
Panjang
kabel
(meter)
DROP TEGANGAN SELAMA SEMINGGU
hari 1 hari 2 hari 3 hari 4
Jatuh
tegangan
(Volt)
% drop
tegangan
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
1
feeder
14 1750 38,19 0,61% 37,725 0,60% 40,343 0,64% 34,19 0,54%
2
feeder
15 380 30,59 0,48% 30,719 0,49% 28,731 0,46% 30.014 0,48%
3
feeder
20 510 67,666 1,07% 66,837 1,06% 69,486 1,10% 67,666 1,06%
4
feeder
21 530 14,045 0,22% 14,911 0,24% 15,868 0,25% 15,044 0,24%
5
feeder
22 570 36,172 0,57% 34,09 0,54% 34,586 0,55% 34,784 0,55%
6
feeder
23 380 30,599 0,49% 32,176 0,51% 29,996 0,48% 32,375 0,51%
7
feeder
25 480 7,366 0,12% 7,488 0,12% 7,305 1,53% 7,366 0,12%
8
feeder
26 810 79,723 1,27% 78,651 1,25% 0 0 0. 0
9
feeder
27 810 0 0 87,616 1,39% 81,511 1,29% 83,774 1,33%
10
feeder
28 750 28,459 0,45% 28,683 0,46% 32,036 0,51% 31,258 0,50%
IV-69
TABEL 4.4 DROP TEGANGAN PADA MASING-MASING FEEDER
No feeder
Panjang
kabel
(meter)
DROP TEGANGAN SELAMA SEMINGGU
Hari 5 hari 6 Hari 7
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
Jatuh
tegangan(volt)
% drop
tegangan
1
feeder
14 1750 37,348 0,59% 39,567 0,63% 37,463 0,63%
2
feeder
15 380 29,501 0,47% 29,372 0,47% 29,949 0,47%
3
feeder
20 510 67,611 1,07% 67,611 1,07% 67,426 1,07%
4
feeder
21 530 15,532 0,25% 14,761 0,24% 15,417 0,25%
5
feeder
22 570 34,685 0,55% 34,586 0,55% 34,388 0,54%
6
feeder
23 380 31,384 0,50% 31,516 0,50% 31,45 0,50%
7
feeder
25 480 7,671 0,12% 7,792 0,12% 7,732 0,12%
8
feeder
26 810 79,246 1,26% 78,174 1,24% 78,174 1,24%
9
feeder
27 810 80,428 1,28% 88,359 1,40% 83,65 1,33%
10
feeder
28 750 29,387 0,47% 31,258 0,50% 33,876 0,54%
IV-70
Tabel 4.5 Rugi-rugi daya di masing-masing feeder
No feeder
Rugi-rugi daya selama seminggu
hari 1 hari 2 hari 3 hari 4
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
rugi-rugi
daya
(watt)
% rugi-rugi daya
1 feeder
14 1.454,66 0,16% 1.427,17 0,16% 1596,595 0,14% 1.165,90 0,13%
2 feeder
15 6.519,16 0,13% 6.573,00 0,13% 5.750,75 0,12% 6.275,48 0,13%
3 feeder
20 20.717,00 0,27% 20.212,38 0,27% 20.830,38 0,27% 20.717,32 0,27%
4 feeder
21 613,50 0,06% 727,18 0,06% 815,92 0,60% 716,44 0,60%
5 feeder
22 5.725,74 0,15% 5.085,84 0,14% 5.234,76 0,14% 5.294,93 0,14%
6 feeder
23 5.853,72 0,12% 6.795,37 0,13% 5.905,64 0,12% 6.879,35 0,13%
7 feeder
25 421,66 0,03% 435,72 0,03% 414,72 0,03% 421,66 0,03%
8 feeder
26 21.787,72 0,31% 21.205,44 0,30% .0 0 .0 0
9 feeder
27 0 0 24.333,15 0,33% 22.775,70 0,31% 22.246,05 0,30%
10 feeder
28 1.956,40 0,12% 1.914,56 0,12% 2.399,76 0,13% 2.284,68 0,13%
IV-71
Tabel 4.6 Rugi-rugi daya di masing-masing feeder
No feeder
rugi-rugi daya dalam seminggu
Hari 5 hari 6 Hari 7
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
rugi-rugi
daya
(watt)
%
rugi-rugi
daya
1 feeder 14 1346,021 0,16% 1.510,70 0,17% 1.399,85 0,15%
2 feeder 15 6.062,00 0,12% 6.010,16 0,12% 6.248,69 0,13%
3 feeder 20 20.436,03 0,27% 20.436,03 0,27% 20.324,05 0,27%
4 feeder 21 793,25 0,06% 716,44 0,06% 727,18 0,06%
5 feeder 22 5.264,81 0,14% 5.234,76 0,14% 5.174,94 0,14%
6 feeder 23 6.464,61 0,13% 6.519,16 0,13% 6.491,86 0,13%
7 feeder 25 457,23 0,03% 471,86 0,03% 464,52 0,03%
8 feeder 26 21.527,96 0,30% 20.949,19 0,30% 20.949,19 0,30%
9 feeder 27 22.180,28 0,30% 24.747,91 0,34% 22.180,28 0,30%
10 feeder 28 2.041,46 0,13% 2.284,68 0,13% 2.589,76 0,14%
IV-72
Dari hasil diatas dalam bentuk tabel diubah dalam bentuk grafik di dapatkan hasil
sebagai berikut :
Gambar 4.3 Grafik drop tegangan pada masing-masing feeder
Gambar 4.4 rugi-rugi daya di masing-masing feeder
IV-73
Berdasarkan tabel dan grafik diatas, maka dapat diketahuui bahwa drop
tegangan dan rugi-rugi daya tidaklah selalu signifikan. Untuk drop tegangan
terbesar terjadi pada feeder 27, dengan drop tegangan sekitar 1,40% atau sebesar
88,359 V dan rugi daya mencapai 0,34% atau sebesar 24.747,91Watt.
4.5 ETAP 7.5.0
ETAP (Electric Transient and Analysis Program) merupakan suatu perangkat
lunak yang mendukung sistem tenaga listrik. Perangkat ini mampu bekerja dalam
keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik, online untuk pengelolaan data
real-time atau digunakan untuk mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang
terdapat di dalamnya pun bermacam-macam antara lain fitur yang digunakan
untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik, sistem transmisi maupun sistem
distribusi tenaga listrik. ETAP dapat digunakan untuk membuat proyek sistem
tenaga listrik dalam bentuk diagram satu garis (one line diagram) untuk berbagai
analisis, antara lain: aliran daya, rugi-rugi daya, hubung singkat, starting motor,
trancient stability, koordinasi relay proteksi dan sistem harmonisasi.
Studi rugi-rugi daya menggunakan ETAP 7.5.0, dimana proses pertama
dimulai hingga keluaran program.
a) Memasukkan informasi mengenai project yang akan dibahas
1. Jalankan program Etap 7.5.0. Setelah program berjalan akan tampil seperti
gambar 4.4.
IV-74
GAMBAR 4.4 TAMPILAN PERTAMA ETAP
2. Membuat Studi kasus yang baru
Untuk membuat studi kasus yang baru maka pada gambar 4.4 klik file new
project akan muncul seperti gambar 4.5 setelah itu tulis name project, dan pilih
unit system dan required password jika dibutuhkan.
GAMBAR 4.5 CREATE NEW PROJECT
Maka selanjutnya akan tampil seperti gambar berikut :
IV-75
GAMBAR 4.6 USER INFORMATION ETAP
Masukan user name full name description password ok sesuai dengan kebutuhan,
maka akan tampil gambar 4.7 berikut :
GAMBAR 4.7 TAMPILAN UTAMA PROGRAM ETAP
Pada gambar 4.7 terdapat ruang untuk menggambar one-line diagram dengan
menggunakan template yang terdapat pada toolbar terletak di sebelah kanan.
IV-76
3. Mengisi informasi project yang akan dikerjakan
Pada menu bar klik project, isikan data seperti berikut
Gambar 4.8 Informasi project
Lalu klik standar pada menu bar project, tentukan standar yang akan
digunakan.
Gambar 4.9 Standar project
b) Membuat single line diagram (SLD)
1. Klik salah satu komponen yang akan digunakan pada AC element di edit
toolbar, masukkan ke one line diagram.
IV-77
Gambar 4.10 masukkan komponen pada one line diagram.
2. Memasukkan data mengenai komponen yang digunakan dengan klik 2X
kmponen.
Gambar 4.11 memasukkan data komponen
3. Dengan cara yang sama, klik komponen lain yang akan digunakan pada
project lalu masukkan data mengenai komponen tersebut.
Gambar 4.12 masukkan komponen lain pada one line diagram
Untuk memasukkan data komponen dapat dengan cara manual dan otomatis. Pada
cara manual haruslah memasukkankan data di setiap bagiannya secara teliti
IV-78
sedangkan pada cara otomatis akan terisi secara otomatis yang mana cukup klik
pada librari dan pilih sesuai komponen yang digunakan.
Gambar 4.13 memasukkan data dengan cara library
4. Lalu hubungkan antara komponen yang satu dengan yang lainnya.
Adapun cara menghubungkan antara komponen yang satu dengan yang laiinya
dapat dilakukan dengan cara manual dimana dengan drag pada satu komponen
dengan komponen lain. Warna Garis akan berubah bila telah terhubung. Cara
lainnya dengan mengklik komponen lalu mengisi data from dan to pada info
komponen.
Gambar 4.14 Menghubungkan line diagram dengan from dan to
5. Berikut single line diagram yang telah selesai penulis buat
IV-79
Gambar 4.15 Tampilan single line diagram yang telah selesai
c) Menjalankan program (LOAD FLOW ANALYSIS)
Untuk melakukan kalkulasi aliran daya, terdapat 3 metode yang biasa
digunakan:
1. Accelerated Gauss-Seidel Method
Hanya butuh sedikit nilai masukan, tetapi lambat dalam kecepatan
perhitungan.
2. Newton Raphson Method
Cepat dalam perhitungan tetapi membutuhkan banyak nilai masukan dan
parameter.
First Order Derivative digunakan untuk mempercepat perhitungan.
IV-80
3. Fast Decoupled Method
Dua set persamaan iterasi, antara sudut tegangan, daya reaktif dengan
magnitude tegangan .
Cepat dalam perhitungan namun kurang presisi.
Menjalankan Simulasi Load Flow
Setelah SLD selesai dibuat, maka bisa diketahui aliran daya sutu sistem
kelistrikan yang telah dibuat dengan melakukan running load flow. Langkahnya
sebagai berikut:
Gambar 4.16 Tampilan flow analysis pada ETAP
1. Klik load flow analysis
2. Klik run load flow
IV-81
Gambar 4.17 Tampilan ketika run load flow analysis
Maka akan didapatkan hasil simulasi yang ditunjukan dengan huruf berwarna
merah seperti pada gambar di atas, terdapat nilai daya aktif dan daya reaktif (P +
JQ) serta prosentase tegangan. Kita dapat mengatur nilai apa yang akan
ditampilkan pada simulasi bisa berupa arus, faktor daya, yaitu dengan cara
merubah display option.
3. Klik display option
Gambar 4.18 Display option
IV-82
Dipslay option ini berfungsi untuk mengatur hasil yang akan ditampilkan pada
ETAP.
4. Untuk menampilkan hasil simulasi ladflow yang lengkap yaitu dengan
menggunakan menu report manager.
Maka dengan mendapatkan file lengkap hasil simulasi loadflow data bisa
di analisis dari segi tegangan, arus, daya antar bus, sudut, losses, dan
lain-lain.
Untuk hasil pada tampilan ETAP dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 4.19 Tampilan load flow result analyzer pada ETAP
IV-83
Adapun hasil yang telah didapatkan dengan Etap di bandingkan secara manual.
Data perbandingan di sajikan dalam bentuk tabel yang dapat dilihat berikut ini
Tabel 4.7 Perbandingan drop tegangan hasil manual dengan hasil ETAP
No Nama Panjang
Kabel
Tegangan
operasi
% drop
tegangan
% drop
tegangan
1 feeder 14 1750 6,3 0,61 0,11
2 feeder 15 380 6,3 0,48 0,09
3 feeder 20 510 6,3 1,07 0,13
4 feeder 21 530 6,3 0,22 0,04
5 feeder 22 570 6,3 0,57 0,1
6 feeder 23 380 6,3 0,49 0,09
7 feeder 25 480 6,3 0,12 0,05
8 feeder 26 810 6,3 1,27 0,13
9 feeder 27 810 6,3 1,27 0,13
10 feeder 28 750 6,3 0,45 0,16
Tabel 4.8 Perbandingan drop tegangan hasil manual dengan hasil ETAP
Nama Tagangan
nom (kV)
Panjang
kabel
(meter)
% drop
voltage
manual
% drop
voltage
ETAP
Incoming 1 6,3 60 0,127 0,01
Incoming 2 6,3 80 0,0801 0,02
Incoming 3 6,3 100 0,114 0,02
Tabel 4.9 Perbandingan rugi daya hasil manual dengan hasil ETAP
No Nama
Panjang
Kabel
(meter)
Tegangan
operasi
% drop
tegangan
manual
% drop
tegangan
ETAP
1 feeder
14 1750 6,3
1,43 0,808
IV-84
2 feeder
15 380 6,3
6,57 3,649
3 feeder
20 510 6,3
20,21 7,736
4 feeder
21 530 6,3
0,73 0,343
5 feeder
22 570 6,3
5,09 3,201
6 feeder
23 380 6,3
6,80 3,281
7 feeder
25 480 6,3
0,44 0,592
8 feeder
26 810 6,3 21,21 6,093
9 feeder
27 810 6,3 24,33 6,826
10 feeder
28 750 6,3
1,91 2,18
Tabel 4.10 Perbandingan rugi daya hasil manual dengan hasil ETAP
Nama
Panjang
Kabel
(meter)
Tagangan
nom (kV)
Rugi-rugi
daya
(kW)
rugi-rugi
daya
(kW)
Incoming
1 60 6,3 2,03 0,73
Incoming
2 80 6,3 0,853 0,974
Incoming
3 100 6,3 1,657 1,217
Pada hasil perbandingannya tidaklah sama persis dengan data yang didapatkan
secara manual. Hasil yang didapatkan dengan cara manual cukup berbeda dengan
hasil tampilan pada ETAP. Hal ini di karenakan terdapat beberapa perbedaan ketika
memasukkan data ke dalam ETAP.
IV-85
4.6 Analisa dampak drop tegangan dan rugi daya
Berdasarkan hasil penelitian dan survey lapangan, diketahui pada saat
terjadinya drop tegangan dan rugi daya maka aliran arus akan meningkat seiring
dengan besarnya beban yang digunakan. Adapun temperatur suhu juga akan
meningkat, baik pada kabel maupun pada lilitan trafo dan temperature minyak
trafo, namun pada trafo perubahan suhunya tidaklah konstan langsung naik
melainkan mempertahankan suhu seebelumnya.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Tabel 4.11 hubungan beban dengan temperatur lilitan dan oil trafo
01-Sep-16
Trafo 1
Trafo 2
Trafo 3
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
temp
(C)
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
temp
(C)
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
temp
(C)
8.992 50 45
5.069 50 47
453 41 42
16.854 54 46
15.972 58 53
8.285 43 43
02-Sep-16
Trafo 1
Trafo 2
Trafo 3
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
14,963 50 45
13,811 56 50
0 40 40
16,332 51 45
16,485 61 53
7,858 40 40
03-Sep-16
Trafo 1
Trafo 2
Trafo 2
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
10,405 50 49
11,332 56 50
0 40 38
16,098 50 40
16,377 60 52
7,639 48 50
IV-86
Dari tabel dapat dilihat ketika beban pada trafo meningkat, maka temperatur
pada trafo akan meingkat, seiring dengan besarnya aliran arus yang mengalir dan
beban yang dibutuhkan namun tidak secara konstan.
Tabel 4.12 Hubungan aliran arus dengan temperature suhu kabel
R S T
Arus
(A)
Suhu
(C)
Arus
(A)
Suhu
(C)
Arus
(A)
Suhu
(C)
51,7 37,2 40,4 37,2 35,6 36,9
28,3 36,4 40,1 37 32,2 36,7
Tabel 4.13 Hubungan aliran arus dengan temperature suhu kabel
R S T
Arus
(A)
Suhu
(C)
Arus
(A)
Suhu
(C) Arus
(A)
Suhu
(C)
285 40,3 271 40,3 327 40,5
300 40,3 280 40,3 330 40,5
Pada aliran arus pada kabel tidak begitu terlihat perubahan suhunya, namun
dapat dilihat ketika arusnya naik maka suhu pada kabel akan meningkat.
Pada beban akan pada saat terjadi drop tegangan dan rugi daya, beban tidak
akan berkerja secara optimal. Dapat dilihat pada motor yang akan melambat
ketika terjadi drop tegangan dan lampu yang akan meredup sesaat. Adapun untuk
lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :
IV-87
TABEL 4.14 DAMPAK DARI DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA
No feeder
Drop
tegangan
(kV)
Drop
tegangan
(%)
Rugi-rugi
daya
(kW)
Rugi-rugi
daya (%) Cops p
Arus
(Ampere)
Dampak yang ditimbulkan
TRAFO KABEL BEBAN
1 feeder
14 37,735 0,60 1,427 0,16 0,81 104 Berbunyi,dan bergetar panas Berjalan normal
2 feeder
15 30,719 0,49 6,573 0,13 0,97 479 Berbunyi,dan bergetar
lebih
panas Berjalan normal
3 feeder
20 66,837 1,06 20,212 0,27 0,95 725
bunyi dan getaran akan
semakin keras
lebih
panas Tidak optimal
4 feeder
21 14,911 0,24 0,727 0,06 0,80 135 Berbunyi,dan bergetar panas berjalan normal
5 feeder
22 34,09 0,54 5,085 0,14 0,96 344 Berbunyi,dan bergetar
lebih
panas Berjalan normal
6 feeder
23 32,176 0,51 6,795 0,13 0,96 487 Berbunyi,dan bergetar
lebih
panas Berjalan normal
7 feeder
25 7,488 0,12 0,435 0,03 0,99 123 Berbunyi,dan bergetar panas Berjalan normal
8 feeder
26 78,651 1,25 21,205 0,30 0,96 660
bunyi dan getaran akan
semakin keras
lebih
panas
Tidak optimal,
Dapat menimbulkan
kerusakan
9 feeder
27 87,616 1,39 24,33 0,33 0,95 707
bunyi dan getaran akan
semakin keras
lebih
panas
Tidak optimal,
Dapat menimbulkan
kerusakan
10 feeder
28 28,683 0,46 2,399 0,12 0,80 184 Berbunyi,dan bergetar panas Berjalan normal
88
1
88
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis pada bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Terdapat banyak aspek yang mempengaruhi drop tegangan dan rugi-rugi
daya, seperti aspek suhu, panjang kabel dan jenis kabel, impedansi kabel
besar arus, dan faktor daya yang dipengaruhi oleh beban.
2. Besar drop tegangan dan rugi-rugi daya tidaklah signifikan. Untuk drop
tegangan terbesar terjadi pada feeder 27, dengan drop tegangan sekitar
87,616 volt atau dalam bentuk persen didapatkan 1,39 % dan rugi daya
mencapai 24.747,91 watt atau dalam bentuk persen didapatkan 0,34%.
3. Pada perbandingan hasil analisis drop tegangan dan rugi-rugi daya secara
manual dengan menggunakan software ETAP cukup berbeda.
4. Dampak dari drop tegangan dan rugi-rugi daya yang dirasakan diantaranya
ialah :
a. Tegangan yang kirim dengan yang di terima tidaklah sama
dikarenakan terjadinya energi hilang (loss energi).
b. Pada saat terjadinya drop tegangan dan rugi-rugi daya, kinerja beban
akan berkurang terutama pada beban yang menggunakan motor.
Diketahui motor masih dapat berkerja selama tegangan yang di terima
80% dari tegangan nominal.
c. Pada kabel terasa panas seiring dengan besar aliran arusnya. Diketahui
ketika aliran arus sebesar 28,3 temperature suhu kabel 36,4C dan
V-89
ketika aliran arus kabel meningkat menjadi 51,7 temperature suhu
kabel menjadi 37,2C.
d. Pada trafo Getaran dan bunyi pada trafo akan lebih keras dibanding
yang biasanya.
5.2 Saran
Setelah mengerjakan tugas akhir ini, penulis menyarankan hal berikut terkait
analisis yang telah dilakukan :
1. Untuk menghasilkan Analisis rugi-rugi daya yang optimal maka sebelum
melakukan analisis rugi-rugi daya sebaiknya dilakukan optimasi terhadap
daya yang disalurkan pembangkit.
2. Hal-hal yang harus diperhatikan analisis rugi-rugi daya menggunakan
program ETAP 7.5.0 adalah alokasi daya aktif, daya reaktif, dan tegangan
yang dibutuhkan pada bus.
3. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan menggunakan jenis
software yang lain.
DAMPAK DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA
PADA GARDU INDUK DI PT.SEMEN PADANG
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.5.0
TUGAS AKHIR
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
dari Politeknik Negeri Padang
NANANG DARUSSALAM
Bp.1301032036
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI PADANG
2016
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 single line diagram sistem tenaga listrik secara sederhana ........ II-7
Gambar 2.2 single line diagram Gardu Induk ................................................ II-8
Gambar 2.3 Gardu tiang tipe portal dan midel panel ..................................... II-11
Gambar 2.4 Gardu tiang tiga fasa tipe catrol ................................................. II-12
Gambar 2.5 Gardu Induk sistem ring busbar ................................................. II-14
Gambar 2.6 Gardu Induk single line busbar .................................................. II-15
Gambar 2.7 Double bus, single breaker ......................................................... II-16
Gambar 2.8 Gardu induk dengan dua rel sistem ............................................ II-17
Gambar 2.9 Diagram phasor transmisi daya ke beban ................................... II-21
Gambar 2.10 Segitiga daya ............................................................................ II-24
Gambar 2.11 Faktor daya leading .................................................................. II-29
Gambar 2.12 Faktor daya lagging .................................................................. II-30
Gambar 2.13 Proses menjalankan software ETAP ........................................ II-36
Gambar 2.14 Menu pada ETAP 7.5.0 ............................................................ II-37
Gambar 2.15 Toolbar load flow pada ETAP ................................................. II-38
Gambar 3.1 rangkaian sederhana penelitian .................................................. III-40
Gambar 3.2 flowchart penelitian .................................................................... III-41
Gambar 4.1 Diagram line pada kabel dengan R dan X .................................. IV-55
Gambar 4.2 Grafik drop tegangan pada masing-masing feeder ..................... IV-72
Gambar 4.3 Grafik rugi-rugi daya di masing-masing feeder ......................... IV-72
Gambar 4.4 Tampilan pertama ETAP ............................................................ IV-74
Gambar 4.5 Create new project ...................................................................... IV-74
Gambar 4.6 User information ETAP ............................................................. IV-75
Gambar 4.7 Tampilan utama program ETAP ................................................ IV-75
ix
Gambar 4.8 Informasi project ........................................................................ IV-76
Gambar 4.9 Standar Project ........................................................................... IV-76
Gambar 4.10 memasukkan komponen ke dalam gambar .............................. IV-77
Gambar 4.11 memasukkan data kmponen ke line diagram ........................... IV-77
Gambar 4.12 masukkan komponen lain ke line diagram ............................... IV-77
Gambar 4.13 memasukkan data dengan cara library ..................................... IV-78
Gambar 4.14 Menghubungkan line diagram dengan fromdan to .................. IV-78
Gambar 4.15 tampilan line diagram yang telah selesai.................................. IV-79
Gambar 4.16 tampilan flow analysis pada ETAP .......................................... IV-80
Gambar 4.17 Tampilan ketika run load analysis pada ETAP ........................ IV-81
Gambar 4.18 Display option .......................................................................... IV-81
Gambar 4.19 Load flow result analysis ......................................................... IV-82
vi
DAFTAR ISI
ABSTRAK ..................................................................................................... iii
KATA PENGANTAR ................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang .................................................................................... I-1
1.2 Perumusan masalah ............................................................................ I-2
1.3 Tujuan ................................................................................................ I-2
1.4 Ruang lingkup dan batasan masalah .................................................. I-3
1.5 Sistematika penulisan ......................................................................... I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kualitas daya listrik ............................................................................. II-5
2.2 Sistem tenaga listrik ............................................................................ II-7
2.3 Pengertian Gardu Induk ....................................................................... II-8
2.4 Persamaan aliran daya ......................................................................... II-18
2.5 Drop tegangan ..................................................................................... II=20
2.6 Rugi-rugi daya ..................................................................................... II-24
2.7 Faktor daya .......................................................................................... II-28
2.8 Metoda aliran daya Newthon raphshon ............................................... II-30
2.9 Terjadinya Penyusutan daya ................................................................ II-31
2.10Impedansi saluran transmisi ............................................................... II-34
2.11Pengendalian Tegangan dan daya reaktif ........................................... II-34
2.12 ETAP ................................................................................................. II-35
BAB III METODA PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu ............................................................................... III-39
3.2 Data dan Peralatan yang digunakan .................................................... III-39
vii
3.3 Variabel yang diamati ......................................................................... III-40
3.4 Rangkaian dan flowchar penelitian ..................................................... III-41
3.5 Jenis Penelitian .................................................................................... III-42
3.6 Objek penelitian .................................................................................. III-42
3.7 Langkah Penelitian .............................................................................. III-42
3.8 Pengambilan data ................................................................................ III-43
3.9 Teknik Penyelesaian masalah .............................................................. III-49
3.10Analisa perhitungan ............................................................................ III-50
3.11Menarik kesimpulan ........................................................................... III-52
BAB IV Pembahasan
4.1 Aspek-aspek penyebab dari drop tegangan dan rugi daya .................. IV-53
4.2 Data-data Penelitian ........................................................................... IV-54
4.3 Perhitungan drop tegangan dan rugi-rugi daya ................................... IV-55
4.4 Analisis data manual ........................................................................... IV-57
4.5 Analisis menggunakan ETAP 7.5.0 .................................................... IV-73
4.6 Analisis dampak drop tegangan dan rugi daya .................................... IV-85
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... V-88
5.2 Saran .................................................................................................... V-89
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 90
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
94
DAFTAR PUSTAKA
[1] David tampubulon. 2014. Optimalisasi pengunaan kapasitor bank pada
jaringan 20 KV dengan simulasi ETAP. Medan. Jurusan Teknik Elektro
Fakultas USU.
[2] Farel. 2010. Studi perbaikan faktor daya pada sistem radial 20 KV analisis
menggunakan ETAP. Medan. Medan. Jurusan Teknik Elektro Fakultas USU.
[3] Blume, Steven W. 2007. “Electrical power systen Basic”. Hoboken, New
Jersey. Hohn Wiley & Sons, Inc
[4] Suswanto, Daman, edisi pertama. 2009. “ Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Untuk Mahasiswa Teknik Elektro,” Universitas Negeri Padang. Sumbar.
[5] L. Tobing, Bonggas. 2003. “ Peralatan Tegangan Tinggi”, Erlangga, Jakarta
[6] Pabla, AS. 1986. “Sistem Distribusi Daya Listrik”. Jakarta. Penerbit Erlangga.
[7] Pansini, Anthony J. 1986. “Electrical Distribution Engineering”. McGraw-
Hill Book Company. Singapore.
[8] Zuhal. 1991. “Dasar tenaga listrik Bandung”, penerbit ITB. Bandung
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 klasifikasi bus ................................................................................. II-19
Tabel 3.1 Data feeder 14 selama seminggu ................................................... III-43
Tabel 3.2 Data feeder 15 selama seminggu ................................................... III-44
Tabel 3.3 Data feeder 20 selama seminggu ................................................... III-44
Tabel 3.4 Data feeder 21 selama seminggu ................................................... III-45
Tabel 3.5 Data feeder 22 selama seminggu ................................................... III-45
Tabel 3.6 Data feeder 23 selama seminggu ................................................... III-45
Tabel 3.7 Data feeder 25 selama seminggu ................................................... III-46
Tabel 3.8 Data feeder 26 selama seminggu ................................................... III-46
Tabel 3.9 Data feeder 27 selama seminggu ................................................... III-46
Tabel 3.10 Data feeder 28 selama seminggu ................................................. III-47
Tabel 3.11 Data temperature trafo selama satu hari ....................................... III-47
Tabel 3.12 Data temperature trafo selama satu hari ....................................... III-48
Tabel 3.13 Data temperature trafo selama satu hari ....................................... III-49
Tabel 4.1 Drop tegangan pada masing-masing incoming .............................. IV-61
Tabel 4.2 Rugi daya pada masing-masing incoming ..................................... IV-61
Tabel 4.3 Drop tegangan pada masing-masing feeder ................................... IV-68
Tabel 4.4 Drop tegangan pada masing-masing feeder ................................... IV-69
Tabel 4.5 Rugi-rugi daya di masing-masing feeder ....................................... IV-70
Tabel 4.6 rugi-rugi daya di masing-masing feeder ........................................ IV-71
Tabel 4.7 Perbandingan drop tegangan hasil manual dengan hasil ETAP .... IV-83
Tabel 4.8 Perbandingan drop tegangan hasil manual dengan hasil ETAP .... IV-83
Tabel 4.9 Perbandingan rugi daya hasil manual dengan hasil ETAP ............ IV-83
Tabel 4.10 Perbandingan rugi daya hasil manual dengan hasil ETAP .......... IV-84
xi
Tabel 4.11 Hubungan beban dengan temperature lilitan dan oil trafo ........... IV-85
Tabel 4.12 Hubungan aliran arus dengan temperature suhu kabel ................ IV-86
Tabel 4.13 Hubungan aliran arus dengan temperature suhu kabel ................ IV-86
Tabel 4.14 Dampak dari drop tegangan dan rugi-rugi daya........................... IV-87
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil ‘Alamin, puji syukur kehadiran Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
laporan tugas akhir ini yang berjudul “Dampak drop tegangan dan rugi-rugi daya pada
Gardu Induk di PT.Semen Padang menggunakan software ETAP”.
Seterusnya shalawat beserta salam penulis kirimkan kepada Nabi Muhammad
SAW yang telah membawa manusia dari zaman jahiliyah ke zaman modern yang penuh
dengan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Laporan ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Padang tahun 2016.
Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan
dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu Penulis mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan seluruh keluarga tercinta yang selalu mendo’a
kan dan mendukung setiap langkah yang penulis tempuh dalam
pendidikan.
2. Bapak Firmansyah ST.,MT selaku pembimbing I Penulis dalam
pembuatan Tugas Akhir, yang telah memberikan banyak ilmu
sehingga Penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dedi erawadi Ir.,M.kom selaku pembimbing II Penulis dalam
pembuatan tugas akhir, yang telah memberikan banyak ilmu sehingga
Penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini.
v
4. Seluruh staf pengajar,staf teknisi dan tenaga administrasi di jurusan
Politeknik Negeri Padang.
5. Seluruh kariyawan di Gardu Induk PT.Semen Padang yang telah
banyak memberi masukkan dan saran.
6. Teman-teman seperjuangan pembuatan tugas akhir
7. Teman-teman 3C teknik listrik 2013
8. Untuk semua pihak yag telah membantu penulis sampai laporan ini
selesai yang tak dapat Penulis sebutkan satu persatu.
Semoga semua bantuan yang telah diberikan kepada penulis mendapatkan
balasan yang setimpal dari Allah SWT. Harapan Penulis agar laporan tugas akhir
ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, namun penulis menyadari bahwa laporan
ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mohon saran dan kritikan
dari pembaca yang bersifat membangun demi kelancaran laporan penulis untuk
kedepan. Atas kritik dan saran yang pembaca berikan penulis ucapkan terima
kasih.
Padang, 23 September 2016
Penulis
2
Tanggal Waktu
Feeder 14 (158)
VAB IA kW Cos
P KVARH KWH
01-Sep-16 4:05 6.273
105
852
0,80
-
9.409.500
02-Sep-16 6:00 6.180
104
881
0,81
-
9.425.500
03-Sep-16 10:00 6.247
110
919
0,78
-
9.442.300
04-Sep-16 23:00 6.284
94
813
0,81
-
9.464.300
05-Sep-16 17:00 6.344
101
858
0,76
-
9.474.800
06-Sep-16 23:00 6.320
107
868
0,76
-
9.491.500
07-Sep-16 20:00 6.281
103
859
0,81
-
9.504.000
Tanggal Waktu
Feeder 15 (5R1)
VAB IA kW Cos
P KVARH KWH
01-Sep-16 18:05 6.229
477
4.958
0,97
-
64.289.400
02-Sep-16 6:00 6.182
479
4.995
0,97
-
64.329.000
03-Sep-16 3:00 6.232
448
4.607
0,97
-
64.427.400
04-Sep-16 10:00 6.252
468
4.951
0,97
-
64.501.800
05-Sep-16 4:00 6.324
460
4.811
0,97
-
64.580.000
06-Sep-16 5:00 6.184
458
4.861
0,97
-
64.677.900
07-Sep-16 20:00 6.291
467
4.997
0,97
-
64.699.400
Tanggal Waktu
Feeder 20 (ID FAN)
IA kW Cos P
KVARH KWH
01-Sep-16 11:05 734
7.431
0,95
-
615.375.957
02-Sep-16 23:00 725
7.348
0,95
-
615.600.039
03-Sep-16 5:00 736
7.247
0,93
-
615.642.093
04-Sep-16 23:00 734
7.486
0,95
-
615.931.349
05-Sep-16 2:00 729
7.373
0,94
-
615.952.814
06-Sep-16 23:00 729
7.352
0,94
-
616.243.520
07-Sep-16 8:00 727
7.194
0,94
-
616.307.503
3
Tanggal Waktu
Feeder 21 (5W1)
IA kW Cos P
KVARH KWH
01-Sep-16 19:05 124
943
0,73
-
99.293.386
02-Sep-16 18:00 135
1.130
0,80
-
99.312.779
03-Sep-16 20:00 143
1.196
0,79
-
99.338.278
04-Sep-16 18:00 134
1.072
0,76
-
99.359.335
05-Sep-16 11:00 141
1.196
0,80
-
99.376.524
06-Sep-16 15:00 134
1.118
0,80
-
99.396.935
07-Sep-16 13:00 135
980
0,69
-
99.417.613
Tanggal Waktu
Feeder 22 (COOLER )
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 9:05 365
3.712
0,96
-
3.808.829
02-Sep-16 19:00 344
3.610
0,96
-
3.901.823
03-Sep-16 22:00 349
3.716
0,96
-
3.961.918
04-Sep-16 21:00 351
3.652
0,96
-
4.013.888
05-Sep-16 3:00 350
3.665
0,96
-
4.028.109
06-Sep-16 23:00 349
3.615
0,95
-
4.122.414
07-Sep-16 19:00 347
3.611
0,95
-
4.167.895
Tanggal Waktu
Feeder 23 (5R2)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 3:04 452
4.623
0,95
-
379.561.412
02-Sep-16 9:00 487
4.869
0,96
-
379.606.269
03-Sep-16 4:00 454
4.565
0,96
-
379.690.970
04-Sep-16 23:00 490
4.956
0,96
-
379.755.754
05-Sep-16 4:00 475
4.837
0,96
-
379.779.815
06-Sep-16 10:00 477
4.651
0,96
-
379.797.778
07-Sep-16 20:00 476
4.813
0,96
-
379.953.051
4
Tanggal Waktu
Feeder 25 (5K1)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 3:04 121
1.260
0,99
-
58.303.076
02-Sep-16 9:00 123
1.269
0,99
-
58.328.495
03-Sep-16 2:00 120
1.259
0,99
-
58.348.787
04-Sep-16 8:00 121
1.258
0,99
-
58.382.371
05-Sep-16 6:00 126
1.304
0,99
-
58.407.090
06-Sep-16 15:00 128
1.326
0,99
-
58.428.732
07-Sep-16 8:00 127
1.268
0,99
-
58.449.339
Tanggal Waktu
Feeder 26 (5Z2)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 8:05 669
6.765
0,96
-
376.092.222
02-Sep-16 6:00 660
6.698
0,96
-
376.199.003
03-Sep-16 14:00 -
-
-
-
376.226.748
04-Sep-16 23:00 -
-
-
-
376.226.749
05-Sep-16 19:00 665
6.793
0,96
-
376.244.795
06-Sep-16 10:00 656
6.681
0,96
-
376.289.591
07-Sep-16 21:00 656
6.697
0,96
-
376.522.711
Tanggal Waktu
Feeder 27 (5Z1)
IA kW Cos P KVARH KWH
01-Sep-16 0:04 -
-
-
-
553.879.494
02-Sep-16 21:00 707
7.236
0,95
-
553.884.784
03-Sep-16 7:00 684
6.897
0,96
-
553.953.821
04-Sep-16 5:00 676
6.838
0,95
-
554.101.525
05-Sep-16 2:00 675
6.818
0,96
-
554.197.079
06-Sep-16 15:00 713
7.266
0,95
-
554.208.500
07-Sep-16 23:00 675
6.791
0,95
-
554.426.197
5
Tanggal Waktu
Feeder 28 (CEMENT SILO)
IA kW Cos P KWH
01-Sep-16 18:05 186
1.502
0,79
1.342.550
02-Sep-16 10:00 184
1.547
0,80
1.356.312
03-Sep-16 0:00 206
1.739
0,81
1.369.157
04-Sep-16 16:00 201
1.721
0,81
1.402.580
05-Sep-16 20:00 190
1.610
0,82
1.424.272
06-Sep-16 21:00 201
1.691
0,81
1.446.685
07-Sep-16 11:00 214
1.713
0,77
1.460.382
1 September 2016
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 3
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
temp
(C)
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil temp
(C)
beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
temp
(C)
07.00 14,785 51 44 15.972 58 53 2.957 40 40
08.00 15,476 51 44 11.611 58 53 5.734 40 40
09.00 13,507 54 47 12.107 58 54 6.681 46 45
10.00 14,538 54 47 11.789 58 54 6.277 46 45
11.00 12,465 52 46 11.937 56 52 5.296 46 44
12.00 8,992 50 45 9.399 54 50 7.011 46 44
13.00 10,367 50 45 5.344 54 50 6.615 46 44
14.00 10,902 50 44 9.417 52 48 6.872 44 42
15.00 15,339 53 44 11.637 52 48 7.714 44 43
16.00 16,047 54 45 12.028 52 48 8.285 43 43
17.00 16,005 55 45 12.013 51 48 3.264 43 43
18.00 16,057 55 46 11.059 51 47 782 44 44
6
19.00 15,208 55 47 10.777 51 47 5.102 44 44
20.00 15,894 55 47 11.145 50 47 5.556 44 44
21.00 15,473 55 47 10.923 50 47 4.454 44 44
22.00 15,408 54 46 10.183 50 47 3.620 44 44
23.00 11,335 54 46 5.349 50 47 7.183 43 42
00.00 16,854 54 46 5.069 50 47 991 43 42
01.00 16,834 52 45 8.305 48 45 2.045 43 42
02.00 16,298 52 45 10.961 48 45 2.302 43 42
03.00 16,246 52 45 11.319 48 45 3.359 41 42
04.00 15,807 50 45 16.324 48 45 453 41 42
05.00 12,234 50 45 15.172 48 45 - 41 40
06.00 16,343 50 45 15.808 48 45 3.812 41 40
2 September 2016
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 2
Cuaca Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
07.00 15,261 51 45 15,41 54 48 7,858 40 40 Cerah
08.00 16,241 52 46 16,413 55 49 6,522 41 41 Cerah
09.00 15,812 54 47 16,345 56 50 4,886 43 43 Cerah
10.00 16,423 55 48 16,414 58 52 2,498 44 44 Cerah
11.00 16,124 53 47 13,811 56 50 0 43 43 mendung
12.00 15,132 51 46 16,39 56 50 0 42 42 mendung
13.00 14,963 50 45 16,251 54 48 0 42 42 mendung
7
14.00 16,213 48 43 16,158 54 48 0 40 40 mendung
15.00 15,882 54 47 16,066 61 53 2,733 44 43 mendung
16.00 16,09 54 47 16,485 61 53 2,413 44 43 mendung
17.00 16,161 54 47 16,467 61 53 1.052 44 43 mendung
18.00 16,036 52 47 16,315 60 52 3,224 44 42 mendung
19.00 15,325 52 47 16,308 60 52 6,534 44 42 mendung
20.00 15,925 50 42 16,436 58 52 6,424 44 42 mendung
21.00 15,782 50 42 16,356 58 52 628 44 42 mendung
22.00 15,368 52 45 16,129 60 54 0 41 40 mendung
23.00 16,653 52 45 16,653 60 54 646 41 40 mendung
00.00 16,005 52 45 16,005 58 54 487 42 42 Cerah
01.00 15,185 52 45 15,982 58 54 2,496 42 42 Cerah
02.00 16,192 51 45 16,172 56 53 9,77 42 48 Cerah
03.00 15,982 51 45 15,982 56 53 1,962 42 42 Cerah
04.00 16,332 51 45 16,332 54 53 0 42 42 Cerah
05.00 15,642 51 45 15,672 54 53 878 42 42 Cerah
06.00 15,671 51 45 15,671 54 53 838 42 42 Cerah
3 September 2016
Jam
Trafo 1 Trafo 2 Trafo 2
Cuaca Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
Beban
trafo
(MW)
WTI.LV
(C)
oil
Temp
(C)
07.00 10,462 56 50 15,584 60 50 1,56 40 40 Cerah
08.00 11,036 56 50 15,671 60 50 5,208 40 40 Cerah
8
09.00 11,541 56 48 16,377 60 52 1,28 40 40 Cerah
10.00 11,566 55 49 15,693 62 57 3,59 46 42 Cerah
11.00 10,405 50 49 15,616 62 55 5,284 50 40 Cerah
12.00 11,384 52 46 15,237 62 55 3,728 52 49 Cerah
13.00 11,35 53 47 14,802 64 56 4,55 52 48 Cerah
14.00 11,039 56 50 14,822 57 50 6,053 49 47 Cerah
15.00 11,042 57 52 14,42 62 56 4,22 50 50 Cerah
16.00 10,788 57 52 15,286 60 54 7,639 48 50 Cerah
17.00 10,82 56 51 12,723 60 54 4,378 46 48 mendung
18.00 10,931 54 49 15,633 58 52 3,596 46 46 mendung
19.00 14,122 54 49 11,332 56 50 3,596 45 46 Hujan
20.00 14,34 52 46 11,76 54 48 6,148 44 45 Hujan
21.00 15,476 50 45 11,58 54 48 2,229 42 44 Hujan
22.00 15,572 48 38 11,922 50 46 0 40 47 Hujan
23.00 15,948 48 38 11,637 50 46 884 48 38 Hujan
00.00 16,044 45 38 11,767 50 46 0 40 38 Hujan
01.00 15,125 50 40 11,667 52 48 2,529 40 38 Hujan
02.00 16,098 50 40 11,725 52 48 1,371 42 40 Hujan
03.00 12,574 50 40 11,595 52 48 0,925 42 40 Hujan
04.00 15,632 52 42 11,647 54 50 0 42 40 Hujan
05.00 15,877 52 42 11,829 54 50 1,037 42 40 Hujan
06.00 16,025 52 42 11,893 54 50 0,683 42 40 Hujan
Lampiran 2
2
Data kabel yang digunakan pada GI Semen Padang
Data suhu lilitan dan minyak pada trafo
3
4
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu temperature pada trafo dan tang
ampere untuk mengukur aliran arus pada kabel
Proses Pengukuran suhu pada kabel dan Trafo
5
Proses Pengukuran suhu lingkungan trafo
Pengukuran suhu lilitan dan temperature minyak trafo
DAMPAK DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA
PADA GARDU INDUK DI PT.SEMEN PADANG
MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 7.5.0
TUGAS AKHIR
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
dari Politeknik Negeri Padang
NANANG DARUSSALAM
BP . 1301032036
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI PADANG
2016
DAMPAK DROP TEGANGAN DAN RUGI-RUGI DAYA PADA
GARDU INDUK DI PT.SEMEN PADANG MENGGUNAKAN
SOFTWARE ETAP 7.5.0
TUGAS AKHIR
Oleh:
NANANG DARUSSALAM
BP . 1301032036
Telah disetujui oleh :
Pembimbing 1 Pembimbing 2
FIRMANSYAH ST.,MT Ir. Dedi Erawadi,M.Kom
Nip.196412201990031001 Nip.19640901 199601 1 001
Top Related