* ) Dosen Pembimbing 1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Pakuan

STUDI KEANDALAN KONTINUITAS PENYALURANTENAGA LISTRIK JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV PADA PENYULANG TAJUR BARU

Oleh Eko Tri Antoro, Dede Suhendi*), Yon Rizal*) NPM:054104039 Mahasiswa Teknik Elektro Universitas Pakuan Bogor Jln. Pakuan P.O.Box 452 Bogor Email : [email protected]

ABSTRAK Penyulang tajur baru merupakan salah satu penyulang yang berada dibawah pengawasan PT. PLN GI Ona Rangkasbitung. Berdasarkan data yang diperoleh bahwa untuk mensuplai daya Alun-alun (ALR), Multatuli (MT), Mall Rabinza Rangkasbitung, Tjioejoeng (TO), Pasar baru (PSBR) menggunakan jaringan distribusi tegangan menengah (SKTM) dan menggunakan jaringan udara tegangan menengah (SUTM). Pada jaringan distribusi tegangan menengah (SKTM) lebih handal dibandingkan jaringan udara tegangan menengah (SUTM). Pada penyulang tajur baru tingkat keandalannya masih sangat rendah terbukti dengan besarnya Indeks Durasi Pemadaman rata-rata pertahun yang mencapai 34,6 menit/tahun. Kesimpulannya adalah bahwa nilai indeks frekuensi pemadaman rata – rata pertahun (saifi) yaitu 2,2 kali/tahun, jadi melebihi pada batas yang ditetapkan oleh PT. PLN APJ Banten Selatan UPJ Rangkasbitung yaitu sebesar 1,8 kali/tahun. Pada penyulang tajur baru keandalannya masih dibawah standar indeks nilai rata-rata dari lamanya kegagalan untuk setiap konsumen selama satu tahun yaitu (saidi) sebesar 16 menit/tahun. Oleh karena itu perlu dilakukan pembenahan oleh pihak yang terkait untuk meningkatkan keandalan pada penyulang tajur baru sehingga kontinuitas pelayanan tenaga listrik kepada konsumen dapat terjamin.

Kata Kunci :Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik, Keandalan Sistem Distribusi, Laju kegagalan, Indeks Frekuensi Pemadaman Rata-Rata (SAIFI), Indeks Lama Pemadaman Rata-Rata (SAIDI).

1.

PENDAHULUAN Penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkit hingga ke beban terkadang mengalami suatu gangguan dalam prosesnya yang menyebabkan pemadaman listrik yang harus dialami oleh konsumen. Hal ini akan mengganggu konsumen terutama di kota besar yang mengharapkan kontinuitas penyaluran daya listrik. Permasalahan yang paling mendasar pada distribusi tenaga listrik adalah pada mutu, kontinuitas dan ketersediaan tenaga listrik kepada konsumen. Nilai-nilai untuk mengetahui tingkat kualitas tenaga listrik yaitu yang meliputi frekuensi, tegangan dan pemadaman (interruption). Frekuensi yang dipakai standar beberapa Negara termasuk Indonesia yaitu 50 Hz dengan toleransi 0,6 Hz (49,4 – 50,6 Hz), sedangkan untuk drop tegangan yang diperbolehkan yaitu sebesar ±

5 % dan frekuensi pemadaman listrik yang ditentukan oleh PT. UPJ Rangkasbitung yaitu 2,2 kali/tahun dengan pemadaman yang direncanakan maupun pemadaman yang tidak direncanakan, semakin kecil nilai atau angka pemadaman berarti semakin baik pula nilai kualitas keandalannya. Berdasarkan informasi PT. UPJ Rangkasbitung bahwa penyulang tajur baru sering mengalami gangguan yang menyebabkan terjadinya pemadaman, hal itu yang menyebabkan terganggunya kenyamanan konsumen. Maka hal tersebut diperlukan suatu evaluasi analisa agar kontinuitas penyaluran tenaga listrik pada penyulang tajur baru dapat lebih handal. 1.2. Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan ini adalah penganalisaan keandalan dalam kontinuitas

* ) Dosen Pembimbing Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Pakuan

1

penyaluran tenaga listrik pada penyulang tajur baru pada jaringan distribusi 20 kV. 1.3. Metode Penelitian Untuk menunjang hasil penulisan yang diinginkan, maka dilakukan suatu pendekatan studi dengan melakukan kegiatan dibawah ini : 1. Mengumpulkan data dari berbagai sumber pustaka yang dapat dijadikan rujukan bagi studi keandalan kontinutas penyaluran tenaga listrik jaringan distribusi 20 kV pada penyulang tajur baru. 2. Untuk memberikan kontinuitas pelayanan distribusi tenaga listrik pada penyulang tajur baru dengan menekan SAIDI dan SAIFI. 2.

transmisi ditinggikan. Namun, peninggian tegangan transmisi berarti juga penaikkan isolasi dan biaya peralatan dan gardu induk. Oleh karena itu pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan memperhitungkan daya yang disalurkan, jumlah rangkaian, jarak penyaluran, keandalan (reliability), biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan-tegangan yang sekarang ada dan yang akan direncanakan. Kecuali itu, penentuan tegangan harus juga dilihat dari segi standarisasi peralatan yang ada. 2.12.1. Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik Secara umum, saluran tenaga listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

TEORI

2.1. Pengertian dan Fungsi Distribusi Tenaga Listrik Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik.Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah: (http://dunia-listrik.blogspot.com) 1. Pembagian atau penyaluran tenaga listrik kebeberapa tempat (pelanggan). 2. Merupakan sub sistem tenaga listrikyang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV , 150 kV, 220 kV atau 500 kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi.Tujuan menaikkan tegangan adalah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I2.R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Untuk daya yang sama, maka daya yang digunakan untuk menyalurkan akan naik dikarenakan rugirugi transmisi turun apabila tegangan

2.2.1. Menurut nilai tegangannya: 2.2.1.1. Saluran Distribusi Primer Terletak pada sisi primer transformator distribusi, yaitu antara titik sekunder transformator substation (G.I.) dengan titik primer transformator distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi.Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu: A.

Jaringan Distribusi Radial Bila antara titik sumber dan titik bebannya hanya terdapat satu saluran (line), tidak ada alternatif saluran lainnya. Bentuk jaringan ini merupakan bentuk dasar, paling sederhana dan paling banyak digunakan. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari jaringan itu, dan dicabangcabang ke titik-titik beban yang dilayani. Catu daya berasal dari satu titik sumber dan karena adanya pencabangan-pencabangan tersebut, maka arus beban yang mengalir sepanjang saluran menjadi tidak sama besar. Oleh karena kerapatan arus (beban) pada setiap titik sepanjang saluran tidak sama

Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik – Universitas Pakuan

2

besar, maka luas penampang konduktor pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak harus sama. Maksudnya, saluran utama dekat sumber yang menanggung arus beban besar, ukuran penampangnya relatif besar, dan saluran cabang-cabangnya makin ke ujung dengan arus beban yang lebih kecil, ukurannya lebih kecil pula.Jaringan distribusi radial ini memiliki beberapa bentuk model, antara lain: 1. Radial tipe pohon. 2. Radial dengan tie dan switch pemisah. 3. Radial dengan pusat beban. 4. Radial dengan pembagian phase area. B.

Jaringan distribusi spindle Selain bentuk-bentuk dasar dari jaringan distribusi yang telah ada, maka dikembangkan pula bentuk-bentuk modifikasi, yang bertujuan meningkatkan keandalan dan kualitas sistem. Salah satu bentuk modifikasi yang populer adalah bentuk spindle, yang biasanya terdiri atas maksimum 6 penyulang dalam keadaan dibebani, dan satu penyulang dalam keadaan kerja tanpa beban. Jaringan distribusi ring (loop) Bila pada titik beban terdapat dua alternatif saluran berasal lebih dari satu sumber.Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan "loop". Susunan rangkaian penyulang membentuk ring, yang memungkinkan titik beban dilayani dari dua arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih terjamin, serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil.

E.

Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET) Merupakan gabungan dari beberapa saluran mesh, dimana terdapat lebih satu sumber sehingga berbentuk saluran interkoneksi.Jaringan ini berbentuk jaringjaring, kombinasi antara radial dan loop.Titik beban memiliki lebih banyak alternatif saluran atau penyulang, sehingga bila salah satu penyulang terganggu, dengan segera dapat digantikan oleh penyulang yang lain. Dengan demikian kontinyuitas penyaluran daya sangat terjamin. Spesifikasi Jaringan NET ini adalah: 1. Kontinyuitas penyaluran daya paling terjamin. 2. Kualitas tegangannya baik, rugi daya pada saluran amat kecil. 3. Dibanding dengan bentuk lain, paling flexible (luwes) dalam mengikuti pertumbuhan dan perkembangan beban. 4. Sebelum pelaksanaannya, memerlukan koordinasi perencanaan yang teliti dan rumit. 5. Memerlukan biaya investasi yang besar (mahal). 6. Memerlukan tenaga-tenaga terampil dalam pengoperasian nya.

C.

D.

Jaringan Hantaran Penghubung(Tie Line) Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar di bawah ini digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lain-lain). Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulangterkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke penyulang lain.

2.2.1.2. Saluran Distribusi Sekunder Terletak pada sisi sekunder transformator distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban.Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen.Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial.Konsumen atau pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sebagai berikut: 1. Papan pembagi pada transformator distribusi. 2. Hantaran Tegangan Rendah (HTR) (saluran distribusi sekunder). 3. Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen atau pemakai). 4. Alat Pembatas dan pengukur daya (kWH meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.


3

2.13. Drop Tegangan Pada Sistem Distribusi Untuk saluran udara yang berkapasitansinya dapat diabaikan disebut saluran jarak pendek yang diterapkan pada sistem yang tegangannya sampai 66 kV dan panjangnya mencapai 50 miles (80,5), yang rangkaian ekivalennya terdiri dari tahanan dan reaktansinya yang terhubung seri. Seperti gambar 1dan 2.

Mencari tahanan dari suatu konduktor (kawat penghantar) yang diberikan oleh :

 ...............................................(2.3) A Dimana :  = Resistansi  = Panjang kawat R

A = luas penampang kawat Reaktansi induktif : X L = 2  . f . L ....................................(2.4) 2.4. 2.4.1.

Gambar 1. Rangkaian ekivalen saluran Jarak Pendek

Gambar 2. Diagram Fasor Saluran Jarak Pendek Drop tegangan pada sistem distribusi dapat terjadi pada : i) Penyulang tegangan menengah ii) Transformator distribusi iii) Penyulang jaringan tegangan rendah iv) Sambungan rumah v) Instalansi rumah Sesuai dengan definisi, drop tegangan adalah: ∆V=|Vk|-|Vt|..................................... (2.1) dimana : Vk = nilai mutlak tegangan ujung kirim Vt = nilai mutlak tegangan ujung terima Jadi, ∆V pada persamaan 1 merupakan selisih antara tegangan ujung kirim dan tegangan ujung terima. Rumus untuk drop tegangan :

V  3      R cos   X sin  

Dimana :  V = Voltage Drop I = Arus (ampere)  = Panjang penyulang (Km)  = sudut fower faktor Bila jatuh tegangan dalam persen : Dimana : V f adalah tegangan fasa nominal atau tegangan pengenal dari sistem yang bersangkutan.

Keandalan Sistem Distribusi Faktor-Faktor Keandalan Suatu instalasi yang baku sebelumnya, belum pernah mengalami keadaan seperti operasional, maka pada pemulaan operasinya selalu ada resiko timbulnya kegagalan atau kerusakan yang disebabkan hal-hal yang tidak terduga. Instalasi baru sering merupakan sumber gangguan dalam sistem operasi.Istilah keandalan menggambarkan keamanan sistem penghindaran dari gangguangangguan yang menyebabkan sebagian besar pemadaman sistem distribusi adalah akibat alam (petir, angin, hujan, binatang) dan sebagian lagi adalah kerusakan material atau peralatan. Keandalan adalah penampilan unjuk kerja suatu peralatan atau sistem sesuai dengan fungsinya dalam periode waktu dan kondisi operasi tertentu.

2.4.2.

Tingkat Keandalan Sistem Distribusi Listrik Keandalan dalam sistem distribusi adalah suatu ukuran ketersediaan tingkat pelayanan penyediaan tenaga listrik dari sistem ke pemakai. Ukuran keandalan dapat dinyatakan sebagai seberapa sering sistem mengalami pemadaman, berapa lama pemadaman terjadi dan berapa cepat waktu yang dibutuhkan untuk memulihkan kondisi dari pemadaman yang terjadi (restoration). (2.2) Sistem yang mempunyai keandalan tinggi akan mampu memberikan tenaga listrik pada setiap saat dibutuhkan, sedangkan sistem mempunyai keandalan rendah bila tingkat ketersediaan tenaganya rendah yaitu sering padam. Adapan macam-macam tingkat keandalan dalam pelayanan dapat dibedakan menjadi tiga hal antara lain. 1. Keandalan Sistem Yang Tinggi 2. Keandalan Sistem Yang Menengah 3. Keandalan Sisitem Yang Rendah


4

Indeks Keandalan Sistem Distribusi Indeks keandalan merupakan suatu indikator keandalan yang dinyatakan dalam suatu besaran probabilitas. Sejumlah indeks sudah dikembangkan untuk menyediakan suatu kerangka untuk mengevaluasi keandalan sistem tenaga. Evaluasi keandalan sistem distribusi terdiri dari indeks titik beban dan indeks sistem yang dipakai untuk memperoleh pengertian yang mendalam kedalam keseluruhan capaian. Untuk menghitung indeks keandalan titik beban dan indeks keandalan sistem yang biasanya digunakan meliputi angka keluar (outage number) dan lama perbaikan (repair duration) dari masingmasing komponen : 1. Keluar (Outage) adalah : Keadaaan dimana suatu komponen tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya, diakibatkan karena beberapa peristiwa yang berhubungan dengan komponen tersebut (SPLN 59, 1985). Angka keluar adalah angka perkiraan dari suatu komponen yang mengalami kegagalan beroperasi per satuan waktu (umumnya pertahun). Suatu Keluar (Outage) dapat atau tidak dapat menyebabkan pemadaman, hal ini masih tergantung pada konfigurasi dari sistem 2. Lama Keluar (Outage Duration): Periode dari saat permulaan komponen mengalami keluar sampai saat komponen dapat dioperasikan kembali sesuai dengan fungsinya (SPLN 59, 1985). Standar perkiraan angka keluar dan waktu perbaikan dari komponen yang biasa dipakai adalah sesuai standar SPLN 59, 1985.

dengan pelanggan sekarang atau calon pelangggan. 5) Memenuhi syarat pelaaporan pangaturan. 6) Menyedian suatu basis untuk menetapkan ukuran – ukuran kesinambungan layanan. Menyediakan data capaian yang penting bagi suatu pendekatan probabilitas untuk studi keandalan sistem distribusi.

2.5.

2.6.

Kegunaan Dari Indeks Keandalan Sistem 1) melengkapi manajemen dengan data capaian mengenai mutu layanan pelangggan pada sisitem listrik secara keseluruhan. 2) Untuk mengidentifikasi subsistem dan sirkit dengan capaian dibawah standard dan untuk memastikan penyebabnya. 3) Melengkapi manajemen dengan data capaian mengenai mutu layanan pelangggan untuk masing – masing area operasi. 4) Menyediakan sejarah keandalan dari sirkit individu untuk diskusi

2.7.

Persyaratan Sistem Proteksi Di samping itu, sistem proteksi yang diperlukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1. Sekering atau sirkuit breaker harus sanggup di lalui arus nominal secara terus menenus tanpa pemanasan yang berlebihan (overheating). 2. Overload yang kecil pada selang waktu yang pendek seharusnya tidak menyebabkan peralatan bekerja. 3. Sistem Proteksi harus bekerja walaupun pada overload yang kecil tetapi cukup lama, sehingga dapat menyebabkan overheating pada rangkaian penghantar. 4. Sistem Proteksi harus membuka rangkaian sebelum kerusakan yang disebabkan oleh arus gangguan yang dapat terjadi. 5. Proteksi harus dapat melakukan “pemisahan” (discriminative) hanya pada rangkaian yang terganggu yang dipisahkan dari rangkaian yang lain yang tetap beroperasi. 2.8.

Laju kegagalan Laju kegagalan adalah nilai rata-rata dari jumlah kesalahan persatuan waktu pada periode pengamatan tertentu (T), dan dinyatakan dalam satuan kegagalan pertahun. Pada suatu pengamatan, nilai laju kegagalan dinyatakan sebagai berikut. (ir.hasan basri ; 1997,255)



d T


5

Dimana :  = nilai kegagalan (kegagalan/pertahun) d = jumlah kegagalan dalam waktu T T = selang waktu pengamatan (tahun) Nilai laju kegagalan akan berubah sesuai dengan umur dari sistem atau peralatan listrik selama beroperasi. Indeks Frekuensi Pemadaman Rata-Rata (SAIFI) Indeks ini didefinisikan sebagai jumlah rata-rata kegagalan yang terjadi perpelanggan yang dilayani oleh sistem per satuan waktu (umurnya per tahun). Indeks ini ditentukan dengan membagi jumlah semua kegagalan-pelanggan dalam satu tahun dengan jumlah pelanggan yang dilayani oleh sistem tersebut. Persamaan untuk SAIFI (rata-rata jumlah gangguan setiap pelanggan). Ini dapat dilihat pada persamaan 2.6 dibawah ini. (Billinton, R., Allan, Ronald N.1996. 213).

M = total pelanggan (custemer) pada sistem distribusi 2.11. Lama Kegagalan Untuk Pelanggan Untuk Satu Tahun (CAIDI) Indek ini didefinisikan sebagai lamanya kegagalan untuk pelanggan yang mengalami gangguan selama satu tahun, (Bilinton, R, Allan, Ronald N, 1996. 214)

2.9.

SAIFI =

  KMK ...........................(2.6) M

Dimana :  k = angka keluar (outage rate) komponen Mk = jumlah pelanggan pada load point k M = total pelanggan pada sistem distribusi 2.10. Indeks Lama Pemadaman RataRata (SAIDI) Indeks ini didefinisikan sebagai nilai rata-rata dari lamanya kegagalan untuk setiap konsumen selama satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan pembagian jumlah dari lamanya kegagalan secara terus menerus untuk semua pelanggan selama periode waktu yang telah ditentukan dengan jumlah pelangganyang dilayani selama tahun itu. Persamaan untuk SAIDI (rata-rata jangka waktu gangguan setiap pelanggan) ini dapat dilihat pada persamaan 2.7 di bawah ini.Seperti rumus dibawah ini. (Billinton, R., Allan, Ronald N.1996. 213).

SAIDI =

UKMK ...........................(2.7) M

CAIDI =

UKMK ...........................(2.8)  MK  K

2.13. Perbandingan Jumlah Total Waktu Pelanggan Yang Dilayani Selama Satu Tahun (ASAI) Indeks ini didefinisikan sebagai perbandingan dari jumlah total waktu pelanggan yang dapat dilayani selama satu tahun terhadap total permintaan waktu pelanggan. Permintaan waktu pelanggan adalah ditentukan sebagai 12 bulansehingga rata-rata waktu permintaan adalah 8760 jam. (Billinton, R., Allan, Ronald N.1996.214) (2.6)

ASAI =

 M *8760   MKUK ....(2.9)  MK *8760

Dimana : Mk = banyaknya pelanggan di titik beban k.

2.14.1. Averge Service Indexs (ASUI) ASUI=1–ASAI=

Unavailability

𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜𝑚𝑒𝑟 ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠 𝑜𝑓 𝑢𝑛𝑎𝑣𝑎𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑒𝑠

.........(2.10) Indeks ini didefinisikan sebagai nilai pelengkap dari ASAI yang mungkin kadang – kadang diperlukan. . (Billinton, R, Allan, Ronald N.1996.,215) Dimana : i = Laju kegagaln komponen ke i N i = Jumlah komponen pada load point i U i = Ketidaktersediaan tahunan konsumen ke i La ( i ) = Rata – rata beban yang terhubung 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜𝑚𝑒𝑟𝑠 ℎ𝑜𝑢𝑟𝑠 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑚𝑑𝑒𝑑

ke load point i

Dimana : Uk = waktu perbaikan (refair duration) komponen Mk = jumlah pelanggan (custemer) pada load point k


6

2.15. Standar Keandalan Jaringan Sistem Distribusi 20 kV PT.PLN (Persero) Berdasarkan Standar Saifi dan Saidi yang ditetapkan oleh PT.PLN APJ Rangkasbitung banten selatan mengenai standar indeks frekuensi pemadaman ratarata pertahun (saifi) dan indeks lama pemadaman rata-rata pertahun (Saidi) yang digunakan adalah untuk (saifi) sebesar 1,8 kali/tahun, sedangkan untuk (saidi) sebesar 16 menit/tahun. Dari standar keandalan tersebut akan digunakan sebagai tolak ukur dalam menentukan batas standar keandalan saifi dan saidi di lingkungan sekitar APJ Rangkasbitung Banten Selatan. Dari standar keandalan yang diperoleh dari APJ Rangkasbitung Banten Selatan akan digunakan sebagai acuan dalam menentukan batas standar saidi dan saifi pada penyulang tajur baru 20 kV. 3.

SISTEM JARINGAN YANG DI PERGUNAKAN UNTUK PENDISTRIBUSIAN PADA PENYULANG TAJUR BARU

3.1. Sistem Jaringan Pada G.I Rangkasbitung Pada sistem jaringan pada GI Rangkasbitung untuk menyuplai kota Rangkasbitung dan sekitarnya disuplai oleh jaringan interkoneksi antara Gardu Induk Ona, Gardu induk Kopo, Gardu Induk Saketi, Gardu Induk Bunar yang disuplai daya pada Gardu Induk Rangkasbitung yang menpunyai 2 unit transformator yang masing – masing berkapasitas 10 MVA dan trafo 2 yang berkapasitas 30 MVA. 3.2.

Sistem Distribusi Daya Listrik Sistem distribusi daya listrik Kota Rangkasbitung di suplai dari Gardu Induk (G.I) Ona yang kapasitas sebesar 60 MVA dengan tegangan 150 kV, setelah di Gardu Induk Ona didistribusikan lagi melalui saluran kabel tegangan menengah (SKTM) 20 kV yang mensuplai daya ke alun-alun Rangkasbitung (ALR) yang berkapasitas 630 kVA dengan jarak 2 Km. Kemudian dari alun-alun Rangkasbitung ke Multatuli (MT) diturunkan kembali dengan tegangan 20 kV melalui saluran kabel tegangan menengah (SKTM) yang berkapasitas sebesar 630 kVA dengan jarak 2 Km, kemudian dari multatuli (MT) ke Mall Rabinza Rangkasbitung tegangan di salurkan kembali melalui saluran udara

tegangan menengah (SUTM) dengan tegangan 20 kV, dengan kapasitas sebesar 555 kVA dengan jarak 1 Km. Dari Gardu Induk Ona sampai ke Multatuli (MT) menggunakan penyulang tajur baru dengan menggunakan jenis kabel NA2XSEBY 3 x 150 mm2, penyulang ini mempunyai 2

kemampuan kabel penghantar 150 mm dengan kapasitas arus nominalnya 140 Ampere. Sedangkan dari trafo distribusi multatuli ke Mall Rabinza Rangkasbitung menggunakan saluran udara tegangan menengah (SUTM) dengan menggunakan jenis kabel AAAC3 x 240 mm². Penyulang ini mempunyai kabel penghantar 240 mm² dengan kapasitas arus nominalnya 230 Ampere. 3.3.

Konfigurasi Jaringan Distribusi SKTM Jaringan yang digunakan pada penyulang tajur baru untuk menyalurkan daya dari Gardu Induk ke Mall Rabinza Rangkasbitung adalah dengan memakai jaringan lingkar (Loop). 1. Tipe jenis ini merupakan penyulang yang secara khusus dibangun untuk men-suplay listrik langsung untuk menuju beban yang diinginkan. Hal ini diperlukan bila mana terdapat suatu wilayah beban yang membutuhkan distribusi listrik dengan keandalan dan kontinuitas yang lebih baik sehingga dapat diberikan alternatif yang lebih dekat dengan Gardu Induk (GI). Bila salah satu seksi dari SKTM mengalami gangguan, maka saklar beban di kedua ujung seksi terganggu dibuka. Kemudian seksiseksi sisi gardu induk (G.I) mendapat suplai dari G.I, dan seksiseksi gardu hubung mendapat suplai dari gardu hubung melalui saluran ekpress. Jadi, Standar keandalan penyulang tajur baru yang di jadikan andal dan tidak handal adalah 80% jaringan tajur baru menggunakan jaringan SKTM, sedangkan yang tidak handal 20% yaitu menggunakan SUTM. 2.

Kabel Tanah Untuk saluran kabel tegangan menengah (SKTM) Pada penyulang tajur baru digunakan jenis kabel bawah tanah (underground cable). Kabel tanah yang digunakan pada


7

penyulang tajur baru adalah jenis NA2XSEBY dengan luas 2 penampang 3 x 150 mm , secara luas kabel tanah digunakan pada daerah tingkat populasi yang padat, padat lalu lintas, bandara dan kawasan yang berpotensi tinggi eksplosif (misal daerah pertambangan minyak daerah industri kimia).

LBS KOLELET

KLW

KOL

BAGAN TUNGGAL 20 KV WIL. RANGKASBITUNG

KOSA BJCA KDG BJC MPW

PSK

PDP

PBE PK BRD

PKM

TKU

DSR LBS PDAM

DAL

CBK

SBU

NDK

KPP KPPA

PMP

PJT

TKOA

TLB

TBS

TKO

SLH TJR

PSM

PDT

SKA

SKG

SKGA PS

SMN

BID

CO. CIGOONG

LBS BJG.LELES

LBS SELAPAJANG

SCG

JJW

MO

SIK

PDJ

LIP

MKX

DCU

GPC APC

MT

RIZ

LBS CURUG

CO. CEMPA

SBRG LPMP

GI.ONA

KKZ KML

KOJ

MKS PCT

DCL

PSB

CCP LBX KKX

CTS

JTA

CSKA

PSBR

PDO

P. JATIMULYA

PAN

DCA

P. BJG LELES

P. CIPANAS

PUU

RSU

CO. CIBEUREUM

KDR

RSU

ALR CDN

ABX AW

APC

P. MANDALA P. CIUYAH P. SABAGI P. TJR BARU

KGA

CIY

CDN

GPW

PPL TBA CBA CLK CLX BLS BLSA KCE

SHN

BNM

BIA

SUR

NMXA NMX

NMG

NRB

KLW

BIN CLM BKM

KSJ IDN

CJP

CAY HBR

LBH

SLX TOS

NAG

PAM

TO

KA

CTN ASP AFD

NSR

PMN

CO PSR. JATI

GH. MANDALA

CO. CIMANGGU

CO PSR.KEONG

MDL

EKD

LBS RUMBUT

CO CIKASANTREN

GCR

LBS LMBR.SAWAH

MBN

PSO

KPR

P. PEMDA

PN

STO

PSX

BAR

BCM

RGX

CPD

WAR

P. CIMARGA

RG

RBB

KCR

P. JATIMULYA

ABD PKD

PKS

RGA

CPZ

PTR PTZ

KBZ

BAS PRK

TRAFO.II 10 MVA

PKT

Jaringan Distribusi Gardu trafo, terdiri dari : transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, arrester, kabel-kabel, transformator band, peralatan grounding dan lain-lain. 3.4.

Penyulang Tajur Baru Penyulang tajur baru merupakan salah satu penyulang yang berada dalam wilayah pelayanan (UPJ) Rangkasbitung pengawasan PT.PLN (Persero) Ditribusi Jawa Barat dan Banten Selatan Area Pelayanan (APJ) Rangkasbitung. Penyulang tajur baru ini menyuplai tenaga listrik untuk kebutuhan alun-alun (ALR), Multatuli (MT), Tjiojoeng (TO), Pasar baru (PSBR) dan Mall Rabinza Rangkasbitung yang berasal dari gardu induk Ona yang berkapasitas 60 MVA dengan tegangan 150 kV. penyulang ini mempunyai kabel penghantar 150 mm² dengan kapasitas arus nominalnya 140 ampere. PLN senantiasa berupaya menekan angka gangguan/ pemadaman. Untuk itu keandalan dan sistem proteksi jaringan yang dapat bekerja dengan baik menjadi kunci utama dalam melokalisasi dan mengurangi gangguan serta mencegah kerusakan peralatan akibat gangguan. Dengan demikan diharapkan angka gangguan dapat ditekan sehingga PLN tenang, pelanggan pun senang. Dimana antar penyulang untuk wilayah Rangkasbitung dapat ditunjukan seperti pada gambar 3dibawah ini :

SCD CRD

LPG PEG

PMR CIRENDE

CYP PIJ

BST

KYJ MJX MJC

STD CO.GONDO

3.3.

TRAFO.II 30 MVA

GI.RANGKASBITUNG

LBS CIRENDE

PAU

STC STG

STP

CMGA KGM CMG

GOR CO. CILAKI

CMS

MGA MDM

NDM

Gambar 3. Single line Diagram Interkoneksi Antar Penyulang Sumber : PT. (Persero) APJ Rangkasbitung 3.5. Data Gangguan Penyulang Selama Periode Tahun 2011 Dari hasil pengamatan dilapangan data gangguan yang terjadi pada penyulang Tajur Baru selama tahun 2011 yaitu sebanyak 11 kali, di tunjukan pada table 1. Tabel 1.Data gangguan pada penyulang Tajur Baru selama periode tahun 2011

Sumber : PT. (Persero) APJ Rangkasbitung 4.

ANALISA JARINGAN DISTRIBUSI PADA PENYULANG TAJUR BARU

4.1

Analisa Studi Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa dalam penelitian ini dibahas analisa jaringan distribusi pada penyulang tajur baru. Untuk menganalisis jaringan distribusi diperoleh data-data dari PT.PLN (persero) UPJ Rangkasbitung. Pada GI Ona Rangkasbitung yang berkapasitas 60 MW, menyuplai daya ke Alun-alun (ALR) yang berkapasitas 630 kVA dengan tegangan


8

400 Volt, setelah dari Alun-alun mensuplai daya ke Multatuli (MT) yang berkapasitas 630 kVA dengan tegangan 400 Volt, dari Multatuli disuplai kembali ke Mall Rabinza (Rangkasbitung) dengan kapasitas 555 kVA yang bertegangan 380/220 Volt, dan Tjieojoeng yang berkapasitas 400 kVA dengan tegangan 400 Volt, dari tjieojoeng mensuplai daya ke pasar baru (PSBR) yang berkapasitas 345 kVA yang bertegangan 380/220 Volt, menggunakan jaringan distribusi penyulang tajur baru dengan saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM) dan saluran udara tegangan menengah (SUTM). 4.2. Kontinuitas Dan mutu Listrik Pada dasarnya kualitas sistem distribusi mencangkup tiga bagian yaitu tegangan, frekuensi dan pemadaman. Maka untuk mengetahui kontinuitas dan kualitas tenaga listrik dilakukan perhitungan yang meliputi pemadaman dimana terdapat dua indeks pemadaman yaitu indeks frekuensi pemadaman rata-rata pertahun (saifi) dan lama indeks pemadaman rata-rata pertahun (saidi). 4.3. Perhitungan Saifi dan Saidi Pada Penyulang Tajur Baru Untuk mengetahui banyak dan lamanya suatu gangguan pada suatu daerah dapat digunakan persamaan saifi (system average Interruption Frekuency Index) berapa kali padam rata- rata pertahun. Dan saidi (sistem average interruption duration) lama pemadaman rata – rata pertahun. Saifi digunakan untuk mengetahui banyaknya (frekuncy) gangguan yang terjadi sedangkan saidi digunakan untuk menghitung lamanya (Duration) gangguan yang terjadi. 4.3.1.

Perhitungan Saifi Penyulang Tajur Baru Tahun 2011 Dengan berdasarkan data persamaan rumus maka nilai indeks frekuensi pemadaman rata – rata pertahun (saifi) dapat dihitung berikut ini :  Jumlah pelanggan padampenyulang tajur baru = 5  Gangguan penyulang tajur baru = 11 kali  Total jumlah penyulang tajur baru =5 SAIFI =

  kMk M

SAIFI  =

  jumlahkalipemadaman   ( pelangganyangpadam) totaljumlahpelanggan

11 5

= 2,2 kali/tahun Berdasarkan perhitungan diatas bahwa nilai saifi (indeks frekuensi pemadaman rata-rata pertahun) pada penyulang tajur baru adalah sebanyak 2,2 kali pemadaman/tahun. 4.3.2.

Perhitungan Saidi Penyulang Tajur Baru Tahun 2011 Dengan berdasarkan data pada persamaan rumus (2.9) maka saidi (nilai indeks lama/durasi pemadaman rata-rata pertahun) dapat dihitung sebagai berikut, maka :  Jumlah pelanggan padam penyulang tajur baru = 5  Lama gangguan penyulang tajur baru = 2,53 jam  Total jumlah pelanggan penyulang tajur baru = 5 SAIDI = SAIDI 

UKMK M

  lamapadam  pelangganyangpadam  totaljumlahpelanggan

=

2,53 5

= 34,6 menit/tahun Berdasarkan perhitunga diatas bahwa nilai saidi (indeks lama pemadaman ratarata pertahun) pada Mall Rabinza (Rangkasbitung) adalah sebesar 34,6 menit/tahun. 4.3.

Perhitungan Angka/Laju Kegagalan (Failure Rate) Laju kegagalan adalah nilai rata-rata dari jumlah kesalahan persatuan waktu periode pengamatan tertentu (T), dan dinyatakan dalam satuan kegagalan pertahun. Pada suatu pengamatan, nilai laju kegagalan dinyatakan :

d T 11 = 8760

=

= 0,00125570


9

Maka berdasarkan perhitungan diatas maka laju kegagalan pada penyulang tajur baru pada tahun 2011 adalah sebesar 0,00125570 /tahun. 5.

DAFTAR PUSTAKA 1.

KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan Dari pembahasan dan perhitungan pada bab-bab sebelumnya, maka dapat diambil kesimpulan bahwa : 1. Hasil dari perhitungan nilai indeks frekuensi pemadaman rata – rata pertahun (saifi) yaitu 2,2 kali/tahun, jadi melebihi batas standar yang ditetapkan oleh PT. PLN APJ Banten Selatan UPJ Rangkasbitung yaitu sebesar 1,8 kali/tahun. 2. Hasil dari perhitungan nilai indeks lama/durasi pemadaman rata-rata pertahun (saidi) yaitu 34,6 menit/tahun. Jadi, melebihi batas standar yang ditetapkan oleh PT. PLN APJ Banten Selatan UPJ Rangkasbitung yaitu 16 menit/tahun. 3. Dari perhitungan angka/laju kegagalan (failure rate) atau nilai rata – rata dari jumlah kesalahan persatuan pada periode pengamatan adalah 0,00125570/tahun.

2. 3.

3 4 5 6 7 8

9

PT. PLN (persero). 1985., SPLN 59: keandalan pada sistem distribusi 20 kV dan 6 kV Departemen pertambangan dan Energi Perusahaan Umum Listrik Negara.Jakarta Hasan Basri, 1997., Sistem Distribusi Daya Listrik.,ISTN, Jakarta Selatan AS. Pabla, SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK, Penerbit ERLANGGA, Jakarat, 1994. AS pabla, Abdul Kadir,Ir 1986, sistem Distribusi Daya Listrik,.Jakarta Jiteng Marsudi, Pembangkit Energi listrik, penerbit Erlangga, Jakarta, 2005. (http://dunia-listrik.blogspot.com) (http://electricdot.wordpress.com) (http//id.wikipedia.org/wiki/kabel_listri k) Stevenson,Jr dan Wiliam, D, 1990., “Analisis Sistem Tenaga Listrik”,Erlangga Bandung. Sumber : Standar Konstruksi Jaringan Distribusi , Jawa Barat 1985

5.2.

Saran Salah satu dari penyulang untuk mensuplai dayaKota Rangkasbitung menggunakan penyulang tajur baru masih diatas standar PT.PLN.UPJ Banten Selatan. Untuk mengatasi gangguan pada jaringan distribusi 20 kV pada penyulang tajur baru dilakukan dengan cara menggrounding atau pentanahan dan perawatan pada alat tersebut.


10

* ) Dosen Pembimbing 1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Pakuan

Recommend Documents