All data Scripsi new

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Seiring pesatnya pertumbuhan beban, susut teknis yang disebabkan oleh adanya resistansi pada penghantar akan semakin meningkat seiring dengan besarnya beban akan menyebabkan kenaikan susut daya yang signifikan. Hal ini dikarenakan susut berbanding lurus dengan resistansi penghantar dan kuadrat arus beban, pada sistem fasa 3 dimana jaringan tegangan rendahnya menggunakan penghantar netral, susut pada jaringan tegangan rendah akan semakin bertambah dengan adanya kontribusi susut penghantar netral, bahkan pada pembebanan system yang tidak seimbangnya besarnya arus yang mengalir pada penghantar fasa (resistansi lebih besar) akan mengkontribusikan susut teknis yang juga lebih besar. Salah satu cara menurunkan untuk susut teknis pada jaringan tegangan rendah adalah dengan melakukan pemecahan beban dan pemerataan beban. Pemecahan beban bertujuan untuk mengurangi arus beban yang mengalir pada penghantar fasa dengan cara membangun gardu portal atau memindahkan beban dan jurusan yang terbebani berat ke jurusan yang pembebanannya ringan. Sementara pemerataan beban bertujuan untuk mengurangi besar arus yang mengalir pada penghantar netral 1

sehingga diharapkan susut teknis jaringan tegangan rendah akibat pembebanan atau ketidakseimbangan dapat dikurangi 1.2 Pokok Permasalahan Besarnya tegangan yang diterima pada ujung tiang saluran B pada gardu E.38B APJ kramat jati dimana besaran tegangan ujung terima tidak memenuhi SNI 04-0225-2000. 1.3 Batasan Masalah Tugas akhir ini, membahas susut teknis yang meliputi susut energi pada saluran udara jaringan tegangan rendah gardu E.38B 1000kVA jurusan B dan C, mengunakan metode pecah beban dan pemerataan beban. dimana nalisa

dilakukan sebelum dan sesudah pecah beban dan

pemerataan beban yang dimulai dari out going rak TR hingga ke tiang terakhir. 1.4 Metode Pendekatan Metode pendekatan yang digunakan yaitu berupa studi literature, pengumpulan data dan perhitungan susut pada JTR, serta analisa. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: Bab I

: merupakan pembahasan yang berisikan latar belakang, pokok permasalahan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

Bab II

: merupakan landasan teori dasar berisikan mengenai sistem distribusi tenaga listrik.

2

Bab III

: merupakan teori berisikan susut daya pada jaringan listrik distribusi sekunder.

Bab IV

: merupakan pembahasan: berisikan perhitungan dan analisa susut pada gardu E 38b jurusan B dan C sebelum dan sesudah pecah beban dan pemerataan beban.

Bab V

:merupakan kesimpulan berdasarkan analisa yang dilakukan.

3

BAB II LANDASAN TEORI SISTEM DISTRIBUSI

II.1.

Jaringan Distribusi Awalnya tenaga listrik dihasilkan di pusat – pusat pembangkit listrik

seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTD, dengan tegangan yang biasanya merupakan tegangan menengah 20 kV. Keberadaan pusat pembangkit tenaga listrik pada umumnya jauh dari pengguna. Maka untuk mentransmisikan tenaga listrik yang dihasilkan dari pembangkit, diperlukan penggunaan saluran transmisi tegangan tinggi 150/70 kV atau tegangan extra tinggi 500 kV. Tegangan yang lebih tinggi ini diperoleh dengan Transformator penaik tegangan (Step Up transformator). Penggunaan saluran transmisi tegangan tinggi diperlukan untuk berbagai sebagai

bentuk

efisiensi,

antara

lain

dengan

penggunaan

penampang

penghantar sehingga menjadi lebih efisien dikarenakan:[1] R= Dimana

ρxl A

ohm

(II.1)

: R = Resistansi penghantar (ohm/ Ω)

ρ = Resistansi jenis penghantar (mm 2 /km) l = Panjang jaringan (km) A = Luas penampang (mm 2 ) Sehingga arus yang mengalir lebih kecil, ketika saluran transmisi tegangan tinggi dilakukan, oleh sebab itu daya yang ditimbulkan menjadi: P 4

= I 2 x R (VA)

(II.2)

P

= Daya yang di timbulkan

I

= Arus yang mengalir pada penghantar (A)

R

= Resistansi penghantar (ohm)

Setelah saluran transmisi mendekati pusat pemakaian tenaga listrik yang dapat merupakan suatu daerah industri atau sebuah kota, tegangan akan melalui Gardu Induk (GI), dimana di gardu ini tegangan diturunkan menjadi tegangan menengah (TM) 20kV dengan menggunakan transformator penurun tegangan ( Step Down Transformator). Setiap Gardu Induk ( GI ), pada dasarnya merupakan pusat beban untuk suatu daerah tertentu, dimana beban yang ditanggung selalu berubah – rubah tergantung pemakaian pengguna jasa jaringan tenaga listrik (konsumen), sehingga daya yang dihasilkan dalam pengadaan tenaga listrik selalu berubah – rubah sepanjang waktu. Perubahan Daya yang dihasilkan, bertujuan untuk mempertahankan osilasi tenaga listrik tetap pada frekuensi 50 Hz. Proses perubahan ini dikoordinasikan dengan Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban (P3B). Tegangan Menengah 20 kV dari Gardu Induk (GI) disalurkan menggunakan Saluran Distribusi Primer ke setiap Gardu Distribusi atau pengguna Jaringan Tegangan Menengah. Pada Gardu Distribusi inilah, Tegangan Menengah 20 kV, diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/ 380 V, yang kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah ke konsumen tegangan rendah..

5

II. 2

Transformator Distribusi Transformator adalah mesin statis yang mengkonfersi satu level tegangan

menjadi tegangan lain. Transformator distribusi merupakan sebuah transformator penurun tegangan (Step Down) yang menurunkan tegangan distribusi 20kV menjadi 380V sebelum disebarkan ke konsumen. Karena seringkali terjadi drop tegangan, maka, pada Rak Tegangan Rendah, tegangan yang dihasilkan lebih dari 380 V, dikarenakan untuk menjaga tegangan pada ujung beban tetap 380 V. Secara umum prinsip dasar kerja Transformator sehingga dapat menkonfersi tegangan yaitu, pada kumparan primer akan mengalir arus saat terjadi hubungan dengan sumber tegangan, dimana arus yang dihasilkan adalah arus bolak – balik, sehingga pada inti transformator yang terbuat dari bahan ferromagnetic akan terbentuk sejumlah garis – garis gaya magnet (Flux = Φ ) dengan arah dan jumlah yang berubah – rubah pula. Jika arus yang mengalir berbentuk sinus maka, flux yang dihasilkan akan berbentuk sinus pula, karena pada kumparan primer transformator terdapat lilitan sekunder dan lilitan primer, maka menimbulkan Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi, tetapi arah GGL Induksi primer berlawanan dengan GGL sekunder, sementara Frekuensi tegangan = Frekuensi sumber. E1 ÷ E2 = N1 ÷ N2 = a

(II.3)

Atau E1 = a × E2

(II.4)

Atau N2 = a × E1

(II.5)

Atau E1 × N1 = E2 × N2

(II.6)

6

II. 3

Jaringan Tegangan Rendah Jaringan tegangan rendah adalah jaringan dari rak tegangan rendah (TR)

sampai dengan alat pengukur dan pembatas. Berdasarkan penempatan jaringan, Jaringan Tegangan Rendah dibedakan menjadi 2 yaitu: II.3.1 Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) Saluran ini merupakan pengahantar yang ditempatkan diatas tiang, ada 2 jenis penghantar yang digunakan, yaitu penghantar tak berisolasi (kawat) dan penghantar berisolasi (kabel). Penghantar tak berisolasi ini mempunyai berbagai kelemahan seperti rawan terjadi gangguan phase-phase maupun phase-netral serta rawan akan terjadinya tindak pencurian, tetapi penghantar ini memilki harga yang relatif murah dan mudah dalam pengusutan gangguan. II.3.2 Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) Penghantar bawah tanah direncanakan untuk mensuplai daerah dengan kepadatan yang tinggi misalnya kota-kota besar, daerah perindustrian, daerah perkotaan dsb. Keuntungan kabel bawah tanah adalah: → Kabel bawah tanah tidak terganggu oleh pengaruh cuaca seperti hujan, angin dan petir. → Kabel bawah tanah tidak menggangu keindahan lingkungan (estetika).

7

Kelemahannya, jika terjadi gangguan sulit ditemukan lokasinya dan jika terjadi pencurian dengan penyuntikan listrik dibawah tanah, petugas P2TL(Penertiban Pemakaian Tenaga Listrik) kesulitan mengungkapnya. Penghantar TR menyalurkan daya dari rak TR sampai dengan tiang terakhir. Yang perlu diperhatikan pada penghantar TR ini adalah kemampuan penyaluran daya, rugi-rugi tegangan dan rugi energi pada penghantar tersebut. Bagian yang termasuk dalam jaringan tegangan rendah adalah: -

Rak TR Merupakan perangkat Panel Hubung Bagi (PHB) tegangan rendah gardu Distribusi, terpasang pada sisi tegangan rendah/terhubung pada sisi sekunder trafo distribusi dari instalasi tenaga listrik, berfungsi sebagai penghubung dan pembagi tenaga listrik ke setiap jurusan kelompok pelanggan melalui penghantar. Karena kapasitas rak tegangan rendah yang digunakan harus sesuai dengan besarnya kemampuan trafo distribusi, sehingga antara papan pembagi dengan penghantar TR dipasang pembatas arus (NH fuse).

-

Alat Pengukur dan Pembatas (APP) Peralatan pelanggan diantaranya adalah kWh meter, kVArh meter, MCB atau NH fuse. kWh meter berfungsi untuk mengukur pemakaian tenaga listrik pada pelanggan (daya nyata). kVarh meter berfungsi untuk mengukur pemakaian daya reaktif, sementara pembatas dapat berupa MCB atau NH fuse yang berfungsi untuk membatasi daya yang terpasang pada pelanggan. 8

II. 4

Sistem Tiga Fase

Kebanyakan system tenaga listrik dibangun dengan system tiga fase, hal tersebut didasarkan pada alasan – alasan ekonomi dan kestabilan aliran daya pada beban. Alasan ekonomi dikarenakan pada system tiga fase, penggunaan penghantar untuk system transmisi menjadi lebih sedikit, sedangkan untuk alasan kestabilan dikarenakan pada system tiga fase daya mengalir adalah tiga buah system fase tunggal, sehingga untuk peralatan dengan catu daya tiga fase system akan menjadi lebih stabil bila dibandingkan dengan system satu fase. Sistem tiga fase dapat digambarkan dengan suatu system yang terdiri dari 3 buah system fase tunggal. II.5

Susut Teknis Pada Jaringan Distribusi Susut teknis adalah merupakan susut yang disebabkan oleh sifat daya

hantaran material atau peralatan listrik itu sendiri yang sangat tergantung dari kualitas bahan dari material atau peralatan listrik tersebut serta jaringan, maka besarnya akan sangat tergantung dari konfigurasi jaringannya. Susut yang menjadi perhatian dalam studi ini adalah rugi-rugi energi yang timbul pada jaringan tegangan rendah (JTR) yaitu susut pada penghantar fasa dan susut pada penghantar netral. Susut daya dipengaruhi oleh dua hal penting yaitu arus beban dan tahanan penghantar. Arus beban sangat dipengaruhi oleh dua pola konsumsi energi listrik pelanggan. Pada pelanggan perumahan fluxtuansi konsumsi energy listrik sangat besar dengan perbedaan yang signifikan antara konsumsi energi listrik pada siang hari dan malam hari, sedangkan pada sector industri fluxtuansi 9

konsumsi energi sepanjang hari akan hampir sama, sehingga perbandingan beban puncak terhadap beban rata-rata hampir mendekati 1 (satu). Pada sistem tiga fasa (3 ) yang memiki penghantar netral, susut pada jaringan menjadi susut pada penghantar fasa dan susut pada penghantar netral. Pada kondisi pembebanan seimbang arus netral yang merupakan penjumlahan vector masing-masing arus fasanya akan berharga nol, sehingga susut pada jaringan tegangan rendah 3

akan sama dengan susut pada penghantar yang tidak

seimbang atau bahkan kesetimbangannya akan sangat ekstrim, arus yang mengalir pada penghantar netral dapat berharga sama dengan arus yang mengalir pada penghantar fasa, dan dengan diameter yang lebih kecil atau resistansi yang lebih besar dibandingkan dengan resistansi fasanya, susut penghantar netral akan menjadi lebih besar dari susut pada penghantar fasanya. Factor lain yang mempengaruhi susut pada jaringan tegangan rendah adalah panjang jaringan tegangan rendah dan luas penampang konduktornya, dimana semakin panjang jaringan dengan penampang konduktor yang lebih kecil, maka susut pada jaringan akan semakin besar.

10

BAB III SUSUT DAYA JARINGAN TEGANGAN LISTRIK

Susut daya (Losses) dipengaruhi oleh dua hal penting yaitu arus pembebanan dan tahanan penghantar. Arus pembebanan sangat dipengaruhi oleh pola konsumsi energi listrik pada pelanggan. Pemerataan beban merupakan salah satu cara untuk menekan susut daya. Penekanannya dengan prinsip mengurangi arus yang mengalir di penghantar netral. Idealnya arus yang mengalir sepanjang hantaran netral adalah nol, tetapi karena adanya beban tidak seimbang menimbulkan penginduksian antar penghantarnya yang mengakibatkan pada penghantar netral terdapat arus. Sementara penghantar netral merupakan konduktor yang memiliki nilai resistansi, sehingga arus yang melalui penghantar ini, sebagian akan dikonversikan menjadi panas yang didisipasikan ke lingkungan sekitar sebagai losses. Meskipun pada beberapa titik disepanjang jaringan tegangan rendah terdapat pentanahan netral, namun pentanahan netral ini tidak mampu membuang arus netral yang cukup besar akibat dari beban yang tidak seimbang secara keseluruhan. Salah satu cara yang paling mudah adalah dengan memeratakan beban pada jaringan tegangan rendah. Pemerataan beban dilakukan dengan jalan 11

memindah beban pada fase yang dilalui beban tidak seimbang ke fase yang tidak dilalui beban. Arus yang mengalir dari tiap fase akan melalui penghantar netral dengan melalui peralatan pelanggan terlebih dahulu (menjadi arus netral). Ketika beban seimbang, maka arus netral akan menjadi relative lebih kecil, karena arus dari tiap fase akan saling meniadakan. Proses saling meniadakan terjadi karena arus tiap fase akan memiliki beda fase ± 120º ( tergantung dari besarnya factor daya masing – masing beban). III.1

Metode Perhitungan Susut Daya Pada Jaringan Tegangan Rendah Beberapa pendekatan yang dilakukan dalam menghitung susut pada

jaringan tegangan rendah(JTR) antara lain: -

Mengasumsikan arus beban sepanjang penghantar, sebesar arus yang diukur diujung kirim jaringan. Ini pengendalian yang sangat kasat mengingat penurunan arus persegmen saluran diabaikan, ini akan memberi angka batas arus yang tidak mungkin dilewati oleh harga susut sebenarnya.

-

Mengasumsikan sector yang dialiri arus sama dengan arus yang diukur di ujung terima sector ditambah arus selisih antara ke dua ujung sector dibagi rata sepanjang sector. Hal ini sesuai dengan Hukum KIRCHOFF I dan II mengenai arus dan tegangan.

III.2

Perhitungan Susut

Daya Jaringan Tegangan Rendah Beban

Tunggal Beban tunggal disuplai melalui system 3 3.1 dibawah ini: 12

seperti terlihat pada gambar

A r = Ω / km

I

B

L

Gambar 3.1 Jaringan Tegangan Rendah dengan Beban Tunggal Misalkan beban tunggal S seimbang diantara 3

nya, dengan jarak L km dari

sumbernya, penghantar saluran mempunyai resistansi r ohm/km, maka susut daya yang disebabkan oleh arus pembebanan yang mengalir pada penghantar adalah:[2]

sehingga

∆P3Φ = 3 I 2 R

(III.1)

∆P3Φ = 3 I 2 rL

(III.2)

Bila bebannya S, maka arus yang mengalir pada penghantar adalah: [3] P

I

=

I

=

:I

= Arus pembebanan dalam Ampere (A)

V

= Tegangan (V)

S

= Daya kontrak (kVA)

3V cos ϑ

atau

(III.3)

Dimana

S 3Vl −l

(III.4)

Sehingga rugi daya dapat dinyatakan sebagai berikut : ∆P3Φ =

13

S 2 rL atau V2

(III.5)

∆P3Φ =

Dimana

P 2 rL V 2 cos 2 ϑ

(III.6)

:P

= Rugi daya dalam (watt)

S

= Daya kontrak (kVA)

V

= Tegangan (V)

Perbandingan persamaan rugi daya terhadap daya yang disalurkan penghantar adalah: ∆P3Φ Pr L = 2 x 100% P3Φ V cos 2 ϑ

SrL x 100% V2

=

(III.8) Sehingga persamaan susut energi pada system 3

1

∆E

adalah :

=

∫∆P 0

dt

dengan beban tunggal

24

hR = 1000 V 2

∫S

2

dt (KWH)

0

(III.9) III.3

Perhitungan Susut Daya Jaringan Tegangan Rendah Beban Merata Beban yang dianggap merata sepanjang saluran dapat dilihat pada

gambar 3.2 di bawah ini: A

dx X

B

L

Gambar 3.2 Jaringan Tegangan Rendah dengan Beban Merata 14

Misalkan beban tersebut I ampere persatuan panjang, besar arus yang mengalir pada titik P yang jaraknya X dari titik sumber A adalah ( L- α )I, susut daya perfasa pada elemen sepanjang dx adalah :

∆P

= [( L − x )i ] r dx

(III.10)

Jadi untuk system 3 rugi dayanya adalah :

∆P

= 3 [( L − x )i ] r dx

(III.11)

Sehingga rugi daya total untuk saluran sepanjang L adalah : L

∆P

=

∫3[( L − x)i ] r dx = i 2 rL 3 0

(III.12) Oleh karena arus total Itotal = I L

atau

i

=

I tot L

(III.13)

Maka rugi total daya dapat ditulis :

∆P

I 2 tot rL3 = L2

= Itot r L

(III.14)

Bila S adalah beban merata per satuan panjang maka beban totalnya adalah : Stotal

=SL

(III.15)

Dan arus totalnya menjadi : [4] Itotal

=

S

total 3Vl −l

(III.16)

Sehingga rugi daya total dapat ditulis dalam bentuk: ∆

=

S total rL 3V 2

Dan rugi daya relatifnya adalah:[2] 15

(III.17)

∆P % P

=

Ptotal

S total rL rL x 100% = x 100% 2 cos φ 3V 2 cos φ

3V 2

(III.18) Sementara rugi energi pada beban merata dapat dihitung menurut persamaan: 2

∆E

=

8 H .Fr .Pp r.L

(III.19)

1000 V 2 cos 2 φ 24

Dimana Fr adalah : Fr

=

∫S

2

Sp III.4

dt

(III.20)

0

2

Perhitungan Susut Daya Jaringan Tegangan Rendah Beban Merata dan Beban Tunggal Disamping beban merata sepanjang saluran pada ujung saluran bisa

terdapat beban tunggal seperti gambar 3.3 pada sepanjang saluran A-B1 terdapat beban merata sepanjang S/persatuan panjang. Total beban merata tersebut adalah Sr = S .L sedangkan pada titik ujung B terdapat sebuah beban sebesar Sr dimana factor dayanya dari ke-2 macam beban tersebut diumpamakan sama. A

dx X

B sB L

Gambar 3.3 Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dengan Beban Merata dan Beban Tunggal 16

Perhitungan titik P pada saluran AB yang berjarak dari x dari titik A. arus yang mengalir ke pada titik P akibat beban merata saja adalah :( L – x)i r dan arus yang mengalir di titik P akibat beban tunggal saja (Sb) adalah IB, jadi jumlah arus yang mengalir melalui titik P akibat dari kedua beban tersebut adalah : I

= IB (L – x)ir

(III.21)

Arus pada beban total merata adalah : IR

= Ir L

(III.22)

Sehingga persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut: I

L−x   L 

= IB + IR 

(III.23)

Besarnya susut daya ditentukan oleh persamaan : L

∆P 3φ = 3

∫i

2

rd

(III.24)

0

Bila persamaan diatas dapat diselesaikan dengan mengganti I, maka persamaan susut daya dapat ditulis dalam bentuk: ∆P 3φ = ( I 2 R) = 3

=3 III.5

I  2 +I I + R I B R 3  B

2 S  BR  2  V 

+

  

S S S R B RR + R   V2 V2  

(III.25)

Perhitungan Susut Daya Jaringan Tegangan Rendah Per Segmen

Saluran Untuk setiap segmen dari tender yang akan diperhitungkan susut energinya. Susut energi 3 dihitung dengan menggunakan persamaan. Susut Energi 17

= 3 x I 2 x R x cos ϕ x t (kWh)

(III.26)

Dimana

:I

= Arus persegmen saluran (A)

R

= Tahanan saluran (ohm)

Cos ϕ t

= Faktor daya ( 0,85) = Waktu (diasumsikan 24x30 hari = 720 jam)

arus per segment yang didapatkan dalam metode pendekatan arus yang terukur di gardu terhadap arus total yang mengalir dalam satu jurusan tersebut : IAV

=

I

MAX I total

x Iukur

(III.27)

Arus maximum yang mengalir dalam setiap segment diperoleh berdasarkan persamaan III.3 dan III.13 adalah berikut: IMAX Dimana:

=

DayaMaksim um ( S MAX ) 3xV1−1

IMAX

= Arus yang mengalir pada setiap tiang (A)

SMAX

= Daya Maksimum (VA)

Vl-l

= Tegangan line-line ( tegangan standar = 380volt)

Resistansi pada penghantar diperoleh dari persamaan (II.1): R Dengan:

ρx A

R

= Resistansi Penghantar (ohm)

ρ

= Resistansi Jenis Penghantar



18

=

º Almunium (Al)

= 1/34 (ohm.

)

º Tembaga (Cu)

= 1/54 (ohm.

)

º Campuran

= 1/31 (ohm.

)

= Panjang penghantar ( m )

A III. 6

= Luas penampang (mm 2 )

Perhitungan Susut Daya Pada Penghantar Netral Salah satu hal yang paling penting dalam menurunkan susut daya pada

system distribusi secara teknis adalah dengan pengembalian beban, dimana pengaruh ketidakseimbangan beban (khususnya pada JTR) terhadap besar kecilnya susut daya distribusi (pertambahan susut energi) pada JTR apabila keadaan tidak seimbang. Persamaan daya aktif rangkaian bolak-balik 3 : 1. Pada keadaan beban seimbang ∑I = In = Ir + Is + It = (Ir) < 0 + (Is) < 120 + (It) < 240 = (Ir).(cos0+jsin0) + (Is).(cos120+jsin120) + (It).(cos120+jsin120) = (Ir).(1+j0) + (Is).(-0.5+j0.866) + (It).(-0.5-j0.866) = (Ir) - 0.5(Is) - 0.5(It) + j0.866(Is) - j0.866(It) …..……………........(III.28) Untuk kondisi beban seimbang maka arus (magnitudenya) juga seimbang (sama). Sehingga : (Ir) = (Is) = (It) Bila dimasukkan ke pers (III.25), maka In = 3I0 Karena bebannya seimbang maka: Susut daya netral (PN)

=3

2

Rn (kW)

2. Pada keadaan beban tidak seimbang 19

(III.29)

Jika I adalah fasa dalam penyaluran daya sebesar P dalam keadaan seimbang, maka dalam penyaluran daya yang sama tetapi dengan keadaan beban tidakseimbang besarnya arus dapat dinyatakan melalui koefisien a, b dan c sebagai berikut:[4] IR

=a(I)

(III.30)

IS

=b(I)

(III.31)

IT

=

c(I)

(III.32)

Besarnya daya aktif pada masing-masing fasa berdasarkan persamaan III.27, persamaan III.28 dan persamaan III.29 adalah: PR

= a ( I ). V cos ϕ

(III.33)

PC

= b ( I ). V cos ϕ

(III.34)

PT

= c ( I ). V cos ϕ

(III.35)

Dengan demikian daya aktif 3 itu: P3 φ = P R + P S + P T = a ( I )V cos ϕ + b ( I )V cos ϕ + c ( I )V cos ϕ (III.36) Sehingga berdasarkan persamaan III.34 maka ;[4] P3 φ = [ a + b + c ] Vcos ϕ (III.37) Demgan anggapan bahwa daya yang disalurkan pada persamaan III.37 adalah sama maka a + b + c = 3. besarnya arus netral ( IN ) adalah :[5] IN IN = 20

= IR + IS + IT

(III.38)

I [a + b cos( −120 o ) + jb sin( −120 o ) + C cos 120 o + jc sin 120 o ]

[[

] [

= Ia + I b cos(−120 o ) + jb sin( −120 o ) + I C cos120 o + jc sin 120 o 

= I a − 

1 3 1 − j9 b− c+ 26 2 2

]]

 3  c  j    2  

  ( b + c )   3( c − b )    + j  = I a −    2   2 

Jumlah sudut pada saluran adalah susut pada penghantar fasa ditambah susut pada penghantar netral. ∆P ' t = [(IR) 2 + (IS) 2 + (IT) 2 ] R + [ IN Keterangan : R RN

2

RN]

(III.39)

= Resistansi penghantar fasa = Resistansi penghantar netral

Bilamana persamaan III.36 dimasukan ke persamaan III.37 maka: [(IR) 2 + (IS) 2 + (IT) 2 ] R = (a 2 I 2 + b 2 I 2 + c 2 I 2 )R = (a 2 + b 2 + c 2 ) IR

2

(III.40) Dan rugi pada penghantar netral menjadi ; INRN

= I [a-

(b − c ) 3(c − b) 2 ]+j[ ] RN 2 2

= I2 (

3 2 3 2 2ab 2ac 2bc a2 + b2 c2 − + + c + b ) RN 4 4 2 2 2 4 4

(III.41) Sehingga Rugi daya berdasarkan persamaan III.40 maka: P’t

2 2 2 2 = I [ (IR) +( I S ) + ( I T ) ] R + [ IN RN]

= [( a 2 + b 2 + c 2 ) I 2 R + ( a 2 + b 2 + c 2 − ab − ac − bc ) I 2 RN]

21

(III.42)

Persamaan III.37 : a 2 + b 2 + c 2 dapat kita ganti atau kita uraikan menjadi a 2 + b 2 + c 2 = (a + b + c) 2 − 2ab − 2ac

(III.43)

dimana ( a + b + c) = 3 maka a 2 + b 2 + c 2 = (3 2 ) + [2(ab + ac + bc )] dengan demikian susut daya pada saluran tanpa penghantar adalah: ∆P ' t = [9 − 2( ab + ac + bc )] I 2 R

(III.44)

Pada persamaan (III.41) (a 2 + b 2 + c 2 − ab − ac − bc ) Dapat kita uraikan menjadi persamaan: = ( a + b + c ) 2 − 2ab − 2ac − 2bc − ab − ac − bc = (a + b + c) 2 − 3ac − 3ab − 3bc − (3 2 ) − 3(ab − ac − bc )

(III.45)

Susut daya pada saluran penghantar netral berdasarkan persamaan (III.43) ∆PN = [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R N

Maka susut daya pada saluran penghantar pada kawat fasa dan netral: ∆Pt = [9 − 2( ab + ac + bc )] I 2 R + [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R N

(III.46) Pada kabel OPSTYG 3 x 95 mm 2 + N RN 95 19 = = R 70 14 ∆PN = [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2

∆PN =

22

19 R 14

19 [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R 14

(III.47)

Perbandingan susut daya penghantar netral dengan penghantar fasa berdasarkan persamaan (III.42 – III.45) adalah: ∆PN = ∆Pt

19 [9 − 3(ab + ac + bc )]I 2 R 14 19 {9 − 2(ab + ac + bc )]I 2 R + [9 − 3( ab + ac + bc )] I 2 R} 14

∆PN 19[9 − 3(ab + ac + bc )] = ∆Pt [297 − 85(ab + ac + bc )]

(III.48)

Pada kabel JTR Twist 3 x 70 mm 2 + N R N 70 7 = = R 50 5 ∆PN = [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 ∆PN =

7 R 5

7 [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R 5

(III.49)

Perbandingan susut daya penghantar netral dengan penghantar fasa berdasarkan persamaan (III.43, III.45 dan III.48 ) adalah: 7 [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R ∆Pt 5 = 7 ∆PN [9 − 2(ab + ac + bc )] I 2 R + [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R 5

∆Pt 7[9 − 3( ab + ac + bc )] = ∆PN [108 − 31( ab + ac + bc )]

Sehingga total susut daya penghantar netral adalah: ∆PN 19[9 − 3(ab + ac + bc )] 7[9 − 3(ab + ac + bc )] = + ∆Pt [297 − 85(ab + ac + bc )] [108 − 31(ab + ac + bc )]

23

(III.50)

∆PN =

19[9 − 3(ab + ac + bc )] ∆P OPSTYG+ [297 − 85 (ab + ac + bc )]

7[9 − 3( ab + ac + bc )] ∆P JTR [108 − 31( ab + ac + bc )]

(III.51)

Bila resistansi penghantar pada kawat fasa dan kawat netralnya pada persamaan (III.45) adalah sama (R = RN) maka: ΔPt = [9-2 (ab + ac + bc)] I 2 R + [9-3 (ab + ac + bc)] I 2 R ∆Pt = [18-5 (ab + ab + ac)] I 2 R

(III.52)

Perbandingan susut daya antara penghantar netral dengan penghantar fasa adalah: ∆P ' t [9 − 3(ab + ac + bc )] I 2 R N = ∆Pt [9 − 2(ab + ac + bc ) I 2 R

(III.53) Perbandingan susut daya antara beban tak seimbang dengan beban seimbang adalah: ∆P ' t [18 − 5( ab + ac + bc )]I 2 R N = ∆Pt 3I 2 R ∆P ' t 5  = 6 -   [ab + ac + bc] ∆Pt 3 

III.8

(III.54)

Jatuh Tegangan Pada Sistem Distribusi Jatuh tegangan yang terjadi dalam suatu system tenaga listrik disebabkan

oleh adanya arus yang mengalir pada impedansi saluran impedansi (Z), baik itu impedansi yang ada pada jaringan listrik ataupun impedansi dari peralatan listrik lainnya (beban) yang terdapat dalam system tersebut. Besarnya jatuh tegangan 24

secara umum merupakan selisih antara tegangan sumber dengan tegangan diujung jaringan atau beban, sesuai definisi jatuh tegangan adalah : ΔV

= Vk - Vt

(III.55)

Dimana : Vk = Nilai mutlak tegangan ujung kirim Vt = Nilai mutlak tegangan ujung terima BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA PECAH BEBAN DAN PEMERATAAN BEBAN PADA JARINGAN TEGANGAN RENDAH

IV.1

PROSEDUR PENGOLAHAN DATA JARINGAN TEGANGAN RENDAH Perhitungan susut daya dilakukan pada jaringan TR. gardu E38B fasa tiga

jalan raya kampung tengah Ciracas dengan beban dianggap merata sepanjang saluran . Data yang dikumpulkan dengan menggunakan bantuan Mister 2000 adalah: IV.1.1 Peta Jaringan Jurusan B dan C Gardu E.38B Terlampir IV.1.2 Data Pembebanan Rak TR Data pengukuran beban gardu E 38B beban malam pukul: 19:40WIB Penyulang

: PENA

Daya trafo

: 1000kVA

Alamat

: Jl. Raya KP Tengah Ciracas

25

JUR

OPSTYG Tipe

Penampang

A B C D E F G H

NYFGBY NYFGBY NYFGBY NYFGBY NYFGBY NYFGBY NYFGBY NYFGBY

4 4 4 4 4 4 4 4

IV.2

Perhitungan Susut Daya Jaringan Pada Penghantar Fase

x 95 x 95 x 95 x 95 x 95 x 95 x 95 x 95

FUSE

R

S

T

(Ampere) 250,250,250 250,250,250 250,250,250 300,300,300 250,250,250 300,300,300 250,250,250 250,250,250

(Amp) 126 143 95 222 123 228 108 0

(Amp) 62 162 111 190 57 230 181 0

(Amp) 164 214 132 213 135 165 85 37

Data yang digunakan untuk menentukan susut energi pada penghantar adalah data tahanan penghantar, bilangan dari table karekteristik penghantar Twisted karekteristik kabel Twisted NFA2X menurut standar PLN 42-10: 1986 persamaan yang digunakan untuk menentukan tahanan penghantar adalah : R

= x r

dimana: Jarak persegmen saluran (  ) Tahanan penghantar per km (r) Data untuk menentukan arus persegmen tiang (I ∆V ) a. 26

daya kontrak tiap-tiap pelanggan

b.

tegangan line to line

c.

pengukuran beban rak TR tiap fasa atau jurusan (I ukur )

persamaan III.24 dan III.25 digunakan untuk menentukan persegmen tiang adalah : I MAX =

I

S 3V L −L

I = MAX xI ∆V ukur I total

Data untuk menghitung susut jaringan perfasa antara lain: a.

Arus persegmen tiang ( I ∆V )

b.

Resistansi per gawang (R)

c.

Asumsi cos θ

d.

Asumsi waktu yang digunakan = 24 jam selama sebulan ( 720 jam)

= 0,85

persamaan yang digunakan adalah:

∆PR , S ,T = I 2 ∆V ( R , S ,T ) xR R , S ,T cos θ ∆E R , S ,T = ∆PR , S ,T

x t

IV.2.1 Susut Daya Penghantar Fase Sebelum Pecah Beban dan Pemerataan Beban A. Jurusan B - Antara Gardu dan tiang CDT-886 a).

Resistansi penghantar R = 0,324 Ω / km x 15 m = 0,0048 Ω

b).

Arus maksimum antara Gardu dengan Tiang CDT-886 27

c).

Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR 3V L −L SS 3V L −L ST 3V L −L

=

105350 VA = 160,06 A 3 x380 V

=

76850 VA = 116,76 A 3 x380 V

=

48850 VA = 72,22 A 3 x380 V

Arus persegment Tiang 160 ,06 A

= (160 ,06 A) x143 A

I ∆V , R I ∆V , S

116 ,76 A

= 116 ,76 A x162 A = 162 A 74 ,21 A

I ∆V ,T = 74 ,21 A x 214 A d).

= 143 A

= 214 A

Susut daya ∆PR = (143) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,083 kW ∆PS

= (162) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,107 kW

∆PT

= (214) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,187 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54

e)

VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 230 – (64,725 x 0,0048) = 229,31volt

TGR886 Trafo E.38 B

28

TGR887

Rumah

JTR

Gambar 4.1 Rangkaian Ekivalen Jaringan Tegangan Rendah Gardu E.38B Jurusan B. - Antara tiang CDT-886 dan CDT-887 a).

Resistansi penghantar R = 0,437 Ω / km x 27m = 0,0118 Ω

b).

c).

Arus maksimum antar tiang CDT-886 dan CDT-887 Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR 3V L −L SS 3V L −L ST 3V L −L

=

11450 VA = 17,40 A 3 x380 V

=

6700 VA = 10,18 A 3 x380 V

=

1750 VA = 2,66 A 3 x380 V

arus per segment 17 ,40 A

= (160 ,06 A) x143 A

I ∆V , R I ∆V , S

10 ,18 A

= (116 ,76 A) x162 A

= 15,55 A

= 14,124 A

2,66 A

I ∆V ,T = (74 ,21 A) x 214 A = 7,671 A d).

susut daya ∆PR = (15,55) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,002 kW

29

∆PS

= (14,124) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,002 kW

∆PT

= (7,671) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,001 kW

Dengan cara yang sama didapat besarnya susut daya jaringan pada penghantar fasa persegmen saluran keseluruhan. Total susut daya perfasa pada penghantar : ∆PR = 1,301112 kW ∆PS

= 2,2900806 kW

∆PT

= 3,9409606 kW

Maka total susut daya pada penghantar fasa adalah : ∆P3Ø = 1,301112 kW + 2,2900806 kW + 3,9409606 kW = 7,5321532 kW Dengan asumsi pemakaian energi terus-menerus selama 24 jam(24h * 30 = 720h) ∆E3Ø

=

7,5321532 kW x 720h = 5423,150304 kWh

B. Jurusan C - Antara Gardu dan tiang CDT-3051 a).

Resistansi penghantar R = 0,324 Ω / km x 46 m = 0,0201 Ω

b).

Arus maksimum antara Gardu dengan Tiang CDT-3051 Imax R

=

Imax S

=

30

SR 3V L −L SS 3V L −L

=

=

108950 VA 3 x380 V 69250 VA 3 x380 V

= 165,5324 A

= 105,2145 A

ImaxT c).

=

ST 3V L −L

=

102800 VA 3 x380 V

Arus persegment 165 ,5324 A

= (165 ,5324 A) x95 A

I ∆V , R I ∆V , S

105 ,2154 A

= 105 ,2154 A x111 A 156 ,1884 A

I ∆V ,T = 156 ,1884 A x132 A d).

= 156, 1884 A

= 95 A

= 111 A = 132 A

Susut daya ∆PR = (95) 2 A x 0,0201 Ω x 0,85 = 0,03682 kW ∆PS

= (111) 2 A x 0,02018 Ω x 0,85 = 0,05027 kW

∆PT

= (132) 2 A x 0,0201 Ω x 0,85 = 0,07109 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54

e)

VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 230 – (95 x 0,0201) = 229,54 volt

- Antara tiang CDT-3051 dan CDT-3052 a).

Resistansi penghantar R = 0,437 Ω / km x 33m = 0,0144 Ω

b).

Arus maksimum antar tiang CDT-3051 dan CDT-3052 Imax R

31

=

SR 3V L −L

=

3050 VA 3 x380 V

= 4,633996 A

c).

Imax S

=

ImaxT

=

SS

=

3V L −L ST

=

3V L −L

3100 VA 3 x380 V 900 VA 3 x380 V

= 4,709963 A

= 1,367409 A

arus per segment 4,633996

I ∆V , S

A

= (165 ,5324 A) x95 A

I ∆V , R

= 2,659 A

4,709963 A

= (105 ,2154 A) x111 A = 4,969 A 1,367409

A

I ∆V ,T = (156 ,1884 A) x132 A = 1,156 A d).

susut daya ∆PR = (2,659) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00007 kW

e)

∆PS

= (4,969) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00025 kW

∆PT

= (1,156) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00001 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54 VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 229,54 – (2,659 x 0,0118) = 229,51 volt

Dengan cara yang sama maka didapat besar susut jaringan pada penghantar fasa persegmen saluran keseluruhan. Total susut daya perfasa pada penghantar: ∆PR = 0,47494 kW

32

∆PS

= 0,53588 kW

∆PT

= 0,79216 kW

Maka total susut daya pada penghantar fasa adalah : ∆P3Ø = 0,47494 kW + 0,53588 kW + 0,79216kW = 1,80297 kW Dengan asumsi pemakaian energi terus-menerus selama 24 jam(24h * 30 = 720h) ∆E3Ø

=

1,80297 kW x 720 h = 1298,1409 kWh

Maka total susut energi total untuk jurusan B dan C adalah. ∆E3Ø = 5423,150304 kWh + 1298,1409 kWh = 6721.291204 kWh IV.2.2

Susut Daya Penghantar

Netral Sebelum

Pecah Beban dan

Pemerataan Beban a). Susut Daya Pada Penghantar Netral Jurusan B Susut pada OPSTYG: 0,158814 kW

Arus fasa S : 162 A

Susut pada JTR

: 4,031146 kW

Arus fasa T: 214 A

Arus fasa R

: 143 A

P fasa R

: 230 V x 143 A x 0,85

= 27956,5 kW

P fasa S

: 230 V x 162 A x 0,85

= 31671 kW

P fasa T

: 230 V x 214 A x 0,85

= 41837 kW

I seimbang

=

a=

143 A = 0,8266 173 A

33

27956 ,5kW + 31671 kW + 41837 kW = 173 A 3 x 230 V × 0,85

b=

162 A = 0,9364 173 A

c=

214 A = 1,237 173 A

b). Susut Daya Pada Penghantar Netral

∆P ' N

=

19[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] 7[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] x0,158814kW + x 4,031146kW [ 297 − 85( ab + ac + bc ) ] [108 − 31( ab + ac + bc ) ]

∆P ' N =0,24193 kW c). Susut Daya Pada Penghantar Netral Jurusan C susut pada OPSTYG : 0,15818 kW

Arus fasa S

: 111 A

susut pada JTR

: 1,64479 kW

Arus fasa T

: 132 A

Arus fasa R

: 95 A

P fasa R

: 230 V x 95 A x 0,85

= 18572,5 kW

P fasa S

: 230 V x 111A x 0,85

= 21700,5 kW

P fasa T

: 230 V x 132 A x 0,85= 25806 kW

I seimbang

=

95 A

18572 ,5kW + 21700 ,5kW + 25806 kW = 112,67 A 3 x 230 V × 0,85 111 A

a = 112 ,67 A = 0,843195 b = 112 ,67 A =0.985

c

=

132 A = 112 ,67 A

1.172 d). Susut Daya Pada Penghantar Netral:

∆P ' N

=

19[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] 7[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] x0,15818kW + x1,64479kW [ 297 − 85( ab + ac + bc ) ] [108 − 31( ab + ac + bc ) ]

∆P ' N = 0,02071kW 34

Maka total susut daya pada penghantar netral adalah : ∆PN

= 0,24193 kW + 0,02071 kW = 0,26264 kW

∆EN

= 0,27349 kW x 720h = 189,101 kWh

IV.2.3 Susut Daya Penghantar Fasa Sesudah Pecah Beban dan Pemerataan Beban C. Jurusan B - Antara Gardu dan tiang CDT-886 a).

Resistansi penghantar R = 0,324 Ω / km x 15 m = 0,0048 Ω

b).

c).

Arus maksimum antara Gardu dengan Tiang CDT-886 Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR 3V L −L SS 3V L −L ST 3V L −L

=

=

=

79200 VA 3 x380 V 50050 VA 3 x380 V 33950 VA 3 x380 V

= 120,332 A

= 76,043 A

= 51,582 A

Arus persegment 120 ,332 A

I ∆V , R

= (120 ,332 A) x143 A

I ∆V , S

= 76 ,043 A x162 A = 162 A

76 ,043 A

51 ,582 A

I ∆V ,T = 51 ,582 A x 214 A = 214 A 35

= 143 A

d).

Susut daya ∆PR = (143) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,083 kW ∆PS

= (162) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,107 kW

∆PT

= (214) 2 A x 0,0048 Ω x 0,85 = 0,187 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54

e)

VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 230 – (64,725 x 0,0048) = 229,31volt

- Antara tiang CDT-886 dan CDT-887 a).

Resistansi penghantar R = 0,437 Ω / km x 27m = 0,0118 Ω

b).

c).

Arus maksimum antar tiang CDT-886 dan CDT-887 Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR

=

3V L −L SS

=

3V L −L ST

=

3V L −L

7950 VA 3 x380 V 2700 VA 3 x380 V 450 VA 3 x380 V

= 12,079 A

= 4,102 A

= 0,684 A

arus per segment I ∆V , R I ∆V , S

36

12 ,079 A

= (120 ,332 A) x143 A 4,102 A

= (76 ,043 A) x162 A

= 14,35 A

= 8,74 A

0,684 A

I ∆V ,T = (51 ,582 A) x 214 A d).

= 2,84 A

susut daya ∆PR = (14,35) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,002 kW ∆PS

= (8,74) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,001 kW

∆PT

= (2,84) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,000008kW

Dengan cara yang sama maka didapat besarnya susut daya jaringan pada penghantar fasa persegmen saluran keseluruhan. Total susut daya perfasa pada penghantar : ∆PR = 0,63119 kW ∆PS

= 1,55163 kW

∆PT

= 2,1222 kW

Maka total susut daya pada penghantar fasa adalah : ∆P3Ø = 0,63119 kW + 1,55163 kW + 2,1222kW = 4,3051 kW Dengan asumsi pemakaian energi terus-menerus selama 24 jam(24h * 30 = 720h) ∆E3Ø D.

=

4,3051 kW x 720h = 3099,6361 kWh

Jurusan C Setelah Pecah Beban dan Pemerataan Beban

- Antara Gardu dan tiang CDT-3051 a).

Resistansi penghantar R = 0,324 Ω / km x 46 m = 0,0201 Ω

b).

Arus maksimum antara Gardu dengan Tiang CDT-3051 37

c).

Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR 3V L −L SS 3V L −L ST 3V L −L

=

=

=

108950 VA 3 x380 V 69250 VA 3 x380 V 102800 VA 3 x380 V

= 105,2145 A

= 156, 1884 A

Arus persegment 165 ,5324 A

= (165 ,5324 A) x95 A

I ∆V , R I ∆V , S

105 ,2154 A

= 105 ,2154 A x111 A 156 ,1884 A

I ∆V ,T = 156 ,1884 A x132 A d).

= 165,5324 A

= 95 A

= 111 A = 132 A

Susut daya ∆PR = (95) 2 A x 0,0201 Ω x 0,85 = 0,03682 kW ∆PS

= (111) 2 A x 0,02018 Ω x 0,85 = 0,05027 kW

∆PT

= (132) 2 A x 0,0201 Ω x 0,85 = 0,07109 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54

e)

VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 230 – (95 x 0,0201) = 229,54 volt

- Antara tiang CDT-3051 dan CDT-3052 a).

Resistansi penghantar R = 0,437 Ω / km x 33m = 0,0144 Ω 38

b).

c).

Arus maksimum antar tiang CDT-3051 dan CDT-3052 Imax R

=

Imax S

=

ImaxT

=

SR

=

3V L −L SS

=

3V L −L ST

=

3V L −L

3050 VA 3 x380 V 3100 VA 3 x380 V 900 VA 3 x380 V

= 4,633996 A

= 4,709963 A

= 1,367409 A

arus per segment 4,633996

I ∆V , S

A

= (165 ,5324 A) x95 A

I ∆V , R

= 2,659 A

4,709963 A

= (105 ,2154 A) x111 A = 4,969 A 1,367409

A

I ∆V ,T = (156 ,1884 A) x132 A = 1,156 A d).

susut daya ∆PR = (2,659) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00007 kW

e)

∆PS

= (4,969) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00025 kW

∆PT

= (1,156) 2 A x 0,0118 Ω x 0,85 = 0,00001 kW

Tegangan Terima (Vt) berdasarkan persamaan III.54 VtR

= Vk - ∆V = Vk – ( IiR . RiR ) = 229,54 – (2,659 x 0,0118) = 229,51 volt

Total susut daya perfasa pada penghantar : ∆PR = 0,42973 kW

39

∆PS

= 0,36305 kW

∆PT

= 0,72472 kW

Maka total susut daya pada penghantar fasa adalah : ∆P3Ø = 0,42973 kW + 0,36305 kW + 0,72472 kW = 1,51750 kW Dengan asumsi pemakaian energi terus-menerus selama 24 jam(24h * 30 = 720h) ∆E3Ø = 1,51750 kW x 720h = 1092,6 kWh Maka total susut energi total untuk jurusan B dan C adalah. ∆E3Ø = 3099,6361 kWh + 1092,6 kWh = 4192,236 kWh IV.2.4

Susut Daya Penghantar

Netral Sesudah Pecah Beban dan

Pemerataan Beban a). Susut Daya Pada Penghantar Netral Jurusan B Susut pada OPSTYG: 0,158814 kW

Arus fasa S : 162 A

Susut pada JTR

: 0,391831 kW

Arus fasa T : 214 A

Arus fasa R

: 143 A

P fasa R

: 230 V x 143 A x 0,85

= 27956,5 kW

P fasa S

: 230 V x 162 A x 0,85

= 31671 kW

P fasa T

: 230 V x 214 A x 0,85

= 41837 kW

I seimbang

=

a=

143 A = 0,8266 173 A

40

27956 ,5kW + 31671 kW + 41837 kW = 173 A 3 x 230 V × 0,85

b=

162 A = 0,9364 173 A

c=

214 A = 1,237 173 A

b.

Susut Daya Pada Penghantar Netral

∆P ' N

=

19[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] 7[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] x0,158814kW + x0,391831kW [ 297 − 85( ab + ac + bc ) ] [108 − 31( ab + ac + bc ) ]

∆P ' N = 0,0316 kW c.

Susut Daya Pada Penghantar Netral Jurusan C

susut pada OPSTYG : 0,02093 kW

Arus fasa S

: 111 A

susut pada JTR

: 0,25073 kW

Arus fasa T

: 132 A

Arus fasa R

: 95 A

P fasa R

: 230 V x 95 A x 0,85

= 18573 kW

P fasa S

: 230 V x 111 A x 0,85

= 21701 kW

P fasa T

: 230 V x 132 A x 0,85

= 25806 kW

I seimbang

=

95 A

18572 ,5kW + 21700 ,5kW + 25806 kW = 112,67 A 3 x 230 V × 0,85 111 A

a = 112 ,67 A = 0,843195 b = 112 ,67 A =0.985

c

=

132 A = 112 ,67 A

1.172 d.

Susut Daya Pada Penghantar Netral adalah:

∆P ' N

=

19[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] 7[ 9 − 3( ab + ac + bc ) ] x0,02093kW + x 0,25073kW [ 297 − 85( ab + ac + bc ) ] [108 − 31( ab + ac + bc ) ]

∆P ' N = 0,015668 kW 41

Maka total susut daya pada penghantar netral adalah : ∆PN

= 0,0316 kW + 0,015668 kW = 0,047268 kW

∆EN

= 0,047268 kW x 720h = 34,03927 kWh

IV. 3 Analisa Dari hasil perhitungan diatas dapat dihasilkan sebuah table perbandingan susut daya dan tegangan terima di tiang terujung di Jurusan B dan Jurusan C pada Gardu E38 Jalan Raya Kampung Tengah, sebelum dan sesudah dilakukan pecah beban. Tabel

4.9 Perbandingan Susut Daya Dan Tegangan Terima Sebelum dan

Sesudah Pecah Beban pada Gardu E38B Jalan Raya Kampung Tengah Ciracas

Jurusan

Susut

Susut

Daya

Daya

MWh

(%)

Tiang

Tiang

3077

3117

R (V)

S (V)

T (V)

R (V)

S (V)

T (V)

B dan C Sebelum Pecah Beban

6.91

2,007%

214,22

208,44

200,87

222,58

221,99

220,40

4.226

1,22%

220,24

213,98

210,87

222,99

223,69

220,93

B dan C sesudah Pecah Beban

42

Dari data table di atas, diketahui tegangan terima pada tiang terujung di Jurusan B, sangatlah jauh dari standar yang ditentukan dalam SNI 04-0225-2000 yaitu sebesar -10% (207 V) dari tegangan kirim yaitu sebesar 200,877 V. Sementara pada Jurusan C sesuai dengan standar SNI 04-0225-2000 tersebut, yaitu sebesar 221,32 V. Metode Pecah Beban dan Pemerataan beban dilakukan pada tiang TGR 890, 889, 888, 887, 886, 3077, 3076, 3075, 3074, 3073, 3072, 3071, 3070, 3069, 3068, 3067, 3066, 3065, 3064, 3063, 3062, 3061, 3060, 3056, 15330, 3055 pada Jurusan B ke tiang TGR 3054, 3094, 3093, 3059, 3058, 3057, 3089 di Jurusan C. Dimana setelah dilakukan metode ini, tegangan pada tiang terujung di Jurusan B menjadi 210,87 V dan pada Jurusan C menjadi 220, 93 V. Energi total yang disalurkan : P =

3 xV l −l I cos ϕ

Jurusan B

Jurusan C

Pr=

3 x380 Vx 143 x 0.85

= 80 kW

Pr=

3 x380 Vx 95 x 0.85

= 53,148 kW

Ps=

3 x380 Vx 162 x 0.85

= 90,631 kW

Ps=

3 x380 Vx 111 x 0.85

= 62,09 kW

Pt =

3 x380 Vx 214 x 0.85

= 119,722 kW Pt=

3 x380 Vx 132 x0.85

= 73,847 kW

Total daya yang disalurkan adalah : PTotal

= PTotalJurusan B + PTotal Jurusan C = ( 80 + 90,631+ 119,722 ) + ( 53,148 + 62,09 + 73,847 ) = 479,438 kW

Energi total yang disalurkan dari jur B dan C selama 24 jam(24h * 30 = 720h) adalah : ETotal

= 479,438 kW x 720 jam = 345195,36 kWh 43

Sebelum Pecah Beban dan pemerataan beban : ∆Etotal Jur B dan C

= ∆Efasa + ∆Enetral

∆Etotal Jur B dan C

= 6910,392204 kWh

Persentase susut terhadap energy total yang disalurkan : η

6,91 MWh

= 345 ,195 MWh x100 % = 2,007% = 0,020018 MWh

Sesudah pecah beban dan pemerataan beban : ∆Etotal Jur B dan C

= ∆Efasa + ∆Enetral

∆Etotal Jur B dan C

= 4226,27527 kWh

Persentase susut terhadap energy total yang disalurkan : η

4,226 MWh

= 345 ,195 MWh x100 % = 1,22% = 0,0122 MWh

Dengan demikian kedua metode mampu melakukan penghematan daya sebesar 0,787% energy yaitu sebesar

44

BAB V KESIMPULAN

1. Susut teknis pada jaringan Tegangan Rendah sangat dipengaruhi oleh arus pembebanan, jarak antar tiang penghantar dan ketidakseimbangan beban konsumsi daya pada pengguna (pelanggan). 2.

Penggunaan metode pecah beban dan pemerataan beban dapat mengurangi susut daya pada penghantar (fasa dan netral) dan meningkatkan tegangan terima pada tiang terujung jurusan B dan C gardu E.38B jalan raya kampung tengah Ciracas selain metode – metode lain (seperti pembangunan gardu baru) yang ada dan tidak membutuhkan biaya yang besar.

3. Metode pecah beban dan pemerataan beban dapat menekan susut energy JTR dari sebelumnya 6910,392204 kWh

menjadi 4226,27527 kWh

perbulannya dan adanya perbaikan tegangan dari sebelumnya 200,87 V menjadi 210,87 V serta adanya perbaikan persentase susut terhadap energy total dari sebelumnya 2,007% menjadi 1,22%

45

DAFTAR PUSTAKA 1.

Djuhal, Dasar Sistem Energi Listrik, Erlangga,1991

2.

Hasan Basri, Sistem Distribusi Daya Listrik, ISTN, Jakarta,1997

3.

Abdul Kadir, Distribusi dan Utilitas Tenaga Listrik

4.

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/elk/article/view/16701

5.

http://www.jendeladistribusi.org/search/perhitunganlosses

6.

Standar Nasional Indonesia SNI 04-0225-2000

46

47