ANALISA SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK BANDAR UDARA INTERNASIONAL KUALANAMU
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik
Oleh MELVA ADRIANI SIALLAGAN 1205051027
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
INTISARI Pengoperasian Bandar Udara Internasional Kualanamu yang aman, nyaman dan efisien, perlu didukung seperangkat peralatan bandar udara, yang meliputi: fasilitas sisi udara, sisi darat, navigasi penerbangan, alat bantu pendaratan visual dan komunikasi penerbangan. Perangkat peralatan Bandar udara tersebut didalam operasinya perlu didukung oleh fasilitas penunjang yaitu suplai daya listrik. Studi analisis ini dilakukan terhadap data fasilitas pembangkitan daya listrik, jaringan distribusi daya listrik, beban listrik serta data listrik lainnya. Hasil analisis menunjukkan antara lain perlu peningkatan kapasitas daya listrik dari 23.000 kVA menjadi minimal 27.000 kVA. Dengan menganalisa kapasitas suplai daya kelistrikan Bandara Kualanamu dengan kapasitas 23.000 kVA maka kelistrikan Bandara Kualanamu mempunyai kapasitas cadangan sebesar 1.840 kVA dengan syarat nilai permintaann maksimum harus dibawah nilai kapasitas stasiun daya.
Kata kunci: suplai daya listrik, kapasitas daya listrik, stabilitas tegangan, frekuensi
vii
ABSTRACT
In order to achieve the secure, comfort and efficient operation of Kualanamu International Airport supporting, it must be supported by a complete set of airport equipment that consist of air side, landside, air navigation, visual landing aid, and flight communication facilities. The operation of the airport equipment is necessary supported by supported facility i.e. electrical power supply. This analytical study is conducted on electrical power supply generating facility, electrical power distribution network, electrical load and other electrical data. The analysis results indicate that it is necessary to increase the electrical power capacity from 23,000 kVA to minimum of 27,000 kVA. By analyzing of the power supply with a capacity 23.000 kVA in Kualanamu airport has spare capacity for 1.840 kVA on the condition that the maximum demand value must be below the value of the capacity of the power station.
Keywords: electrical power supply, electrical power capacity, voltage stability, frequency
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas berkat-Nyalah penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Adapun Tugas Akhir yang penulis buat adalah berjudul “ ANALISA SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK BANDAR UDARA KUALANAMU”. Penulisan Tugas Akhir merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir pada semester IV Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik. Dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini penulis banyak mengalami masalah dan hambatan. Namun berkat bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, pada kesempatan ini yang paling utama di ucapkan terima kasih adalah kepada orang yang sangat istimewa adalah kedua orang tua yaitu ayahanda tersayang Monang Siallagan dan ibunda tercinta Enar Sinaga yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil, semangat dan telah banyak berkorban untuk penulis . Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, S.T, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Idham Kamil, S.T, M.T., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Abdul Razak, M.T., selaku Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Ir. Hairanus Tarigan, M.T,. selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu serta menyumbangkan ilmu dan nasihat kepada penulis sepanjang pengerjaan tugas akhir ini hingga selesai;
vi
5. Bapak Ir. Suprapto Widodo, M.T., selaku dosen wali kelas EN-6B 6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan yang telah memberikan ilmu dan nasihat 7. Saudara tercinta Victor Youngki Siallagan, Vizay Fenbrian Siallagan dan Theo Fajar Siallagan dan saudari tersayang Yeni Helga Sinaga yang telah membantu dengan memberikan dukungan kepada penulis; 8. Sahabat tersayang Naomi, Johanna, Elvianna, Desi, Putri, Raja, Marlinah, Noor Rahmaidayani, Yogi Waliy, Ruth, Alfredo, Oscar, Getro, Roflin, Jupenson dan Jhon Frendi yang selalu memberi saran, bantuan dan dukungan kepada penulis selama pembuatan Laporan Tugas Akhir; 9. Teman – teman kelas EN – 6B angkatan 2012, terima kasih untuk semua semangat dan kenangan di masa perkuliahan kita di kampus. Meskipun berusaha semaksimal mungkin, penulis menyadari bahwa laporan ini masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhirnya penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya, baik sebagai bahan masukan ataupun sebagai bahan pembanding.
Medan, 20 Agustus 2015 Hormat penulis,
Melva Adriani Siallagan NIM : 1205051027 vi
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .............................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN ..................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................... iv KATA PENGANTAR ............................................................................... v INTISARI .................................................................................................. vii ABSTRAK ................................................................................................. viii DAFTAR ISI .............................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xi DAFTAR TABEL .................................................................................... xii DAFTAR SINGKATAN .......................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1 A. Latar Belakang ................................................................................ 1 B. Batasan Masalah.............................................................................. 2 C. Tujuan Tugas Akhir ........................................................................ 3 D. Manfaat ........................................................................................... 3 E. Metode Pengambilan Data .............................................................. 3 F. Sistematika Penulisan ..................................................................... 4
BAB II JENIS DISTRIBUSI LISTRIK .................................................. 5 A. Sistematika Jaringan Distribusi ....................................................... 5 B. Jaringan Primer ............................................................................... 5
xi
1. Jaringan Radial .................................................................... 5 2. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) .......................... 6 3. Jaringan Lingkar (Loop)...................................................... 9 4. Jaringan Spindel .................................................................. 10 5. System Gugus (Kluster) ...................................................... 11 C. System Distribusi Sekunder ............................................................ 12
BAB III SISTEM DISTRIBUSI KELISTRIKAN BANDARA KUALANAMU .......................................................................................... 14 A. Analisis Keteknikan ........................................................................ 14 B. Sistem Catu Daya Listrik Bandar Udara Kuala Namu .................. 17 1. Kategori 1 atau Jaringan Prioritas ....................................... 18 2. Kategori 2 atau Jaringan Prioritas ....................................... 19 3. Distribusi Kelistrikan Bandara Kuala Namu....................... 23 4. Prioritas Kelistrikan Bandara .............................................. 24
BAB IV ANALISA KAPASITAS SUPLAI DAYA LISTRIK .............. 26 A. Umum.............................................................................................. 26 B. Perhitungan Kapasitas Suplai Daya Listrik Kuala Namu ............... 26 1. Beban Terpasang ................................................................. 26 2. Beban Permintaan Rata - rata.............................................. 27 3. Factor Beban (load factor) .................................................. 28 4. Factor Kapasitas (capacity factor) ...................................... 29 5. Factor Penggunaan (utilization factor) ............................... 29 C. Pemilihan Unit Pembangkit ............................................................ 29 D. Rekapitulasi Beban Terpasang di Bandara Kuala Namu ................ 31 1. Bagian – bagian Bandara Kualanamu ................................. 31 2. Analisis Kapasitas Kualanamu ............................................ 33 3. Analisis Kualitas/Stabilitas Frekuensi ................................ 35 E. Suplai Daya Utama dan Cadangan.................................................. 37
xi
BAB V SIMPULAN dan SARAN ............................................................ 38 A. Simpulan ......................................................................................... 38 B. Saran................................................................................................ 38
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 1. Sistem Tenaga Listrik.................................................... 5 2. Gambar 2. Konfigurasi Jaringan Radial ......................................... 7 3. Gambar 3. Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung ................ 8 4. Gambar 4. Konfigurasi Jaringan Loop ........................................... 9 5. Gambar 5. Konfigurasi Jaringan Spindel ....................................... 10 6. Gambar 6. Konfigurasi Sistem Kluster .......................................... 11 7. Gambar 7. Hubungan Tegangan Menengah ke Tegangan Rendah 12 8. Gambar 8. Single line Distribusi Kelistrikan Kualanamu .............. 25
xi
DAFTAR TABEL
1. Tabel 1. Rekapitulasi Beban Terpasang ........................................ 31 2. Tabel 2. Permintaan Maksimum bagian beban .............................. 32 3. Tabel 3. Standart Tegangan Menengah .......................................... 36 4. Tabel 4. Standart Tegangan Rendah .............................................. 36
xii
DAFTAR SINGKATAN
1. ACOS
: Automatic Changes Over Switch
2. ATC
: Air Traffic Control
3. DVOR
: Doppler Vhfomni Directional Range
4. ILS
: Instrument Landing System
5. JTM
: Jaringan Tegangan Menengah
6. KVA
: Kilo Volt Ampere
7. KW
: Kilo Watt
8. LVMDP
: Low Voltage Main Distribution Panel
9. MCB
: Miniature Circuit Breaker
10. MCCB
: Molded Case Circuit Breakers
11. MPS
: Main Power Station
12. MVDP
: Medium Voltage Distribution Panel
13. Panel ATS
: Panel Automatic loading Transfer Switch
14. PANEL APP
: Panel Alat Pengukur dan Pembatas
15. PANEL P-PJU
: Panel Pajak – Penerangan Jalan Umum
16. PLN
: Perusahaan Listrik Negara
17. SOP
: Standard Operating Prosedures
18. Sqmm
: square millimetres
19. SUTT
: Saluran Udara Tegangan Tinggi
20. TM
: Tegangan Menengah
21. TR
: Tegangan Rendah
22. UPS
: Uninterrubtible Power Supplay
xiii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang PT (Persero) Angkasa Pura II merupakan Badan Usaha Milik Negara dan dipercayakan untuk mengelola beberapa bandar udara di wilayah Indonesia bagian barat, dalam pengusahaan serta pelayanannya (merupakan bagian integral dari pemberian pelayanan transportasi udara) sudah sewajarnya mengantisipasi peluang pasar yang ada melalui kebijakan – kebijakan maupun strategi yang diterapkan untuk meningkatkan kualitas produk transportasi udara. Salah satu tugas dari suatu bandar udara adalah menyelenggarakan keamanan, kelancaran dan keselamatan operasi pesawat udara dari dan ke bandar udara guna memperlancar arus penumpang, barang dan pos. Bandar Udara Internasional Kualanamu ini dulunya bekas areal perkebunan PT Perkebunan Nusantara II Tanjung Morawa yang terletak di Kecamatan Beringin, Deli Serdang, Sumatera Utara yang memiliki panjang Run-way 3750 m dan lebar 60 m mampu di darati semua jenis pesawat berbadan kecil tetapi untuk pesawat berbadan lebar yang terbesar adalah Boeing 737 seri 300. Sumber daya yang digunakan di bandar udara diutamakan untuk menggunakan daya listrik PLN sebesar 23 MVA. Dan 7 Generator set, 5 diantaranya berkapasitas 2000 kVA dan 2 lagi berkapasitas 1600 kVA (Automatic dan Manual). Adapun besar tegangan distribusi yang di ambil disesuaikan dengan besaran standar yang di pakai oleh PLN yaitu: a. Untuk Tegangan Menengah (TM) adalah 20/12 kVA, 3 fasa, 3 penghantar dengan frekuensi 50 Hz.
1
b. Untuk Tegangan Rendah (TR) adalah 380/220 Volt, 3 fasa, 4 penghantar dengan frekuensi 50 Hz. Main Power Supply (PLN) daya listrik diteruskan dan dilayani oleh satu buah panel utama. Panel distribusi utama di bagi atas panel APP, Radio, penerangan Ruang Kantor, AC Split/Window, Iklan / Taman / Penerangan Hotel. Ruang panel distribusi (panel terminal) terletak di Gedung Main Power Stasion (MPS). Dengan jumlah MVDP sebanyak 8 unit. Distribusi adalah penyaluran energi listrik dengan terlebih dahulu menurunkan tegangan jaringan distribusi primer (20kV) yaitu tegangan yang dapat langsung digunakan oleh pelanggan dengan menggunakan trafo distribusi. Dalam tugas akhir ini akan dibahas adalah distribusi. Disini akan dibahas mengenai suplai distribusi kelistrikan bandara dengan mengetahui output dan input sesuai dengan yang diukur pada Bandara Internasional Kualanamu – Deli Serdang. Dengan begitu maka penulis ingin menulis Tugas Akhir yang berjudul : “Analisa Distribusi Daya Listrik di Bandar Udara Internasional Kualanamu-Deli Serdang.”
B. Batasan Masalah Mengingat pembahasan ini sangat luas dan waktu pengerjaannya terbatas, maka perlu membuat batasan masalah yang akan dibahas untuk menghindari pembahasan yang tidak searah sehingga dapat berfokus pada masalah yang dibicarakan. Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah : 1. Teori yang berkaitan dengan sistem distribusi 2. Sistem distribusi Bandar Udara Kualanamu 3. Perhitungan suplai daya kelistrikan bandar udara 4. Kesimpulan dan Saran
C. Tujuan Penulisan Laporan Tugas Akhir Tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah :
2
1. Menambah pengetahuan tentang sistem distribusi Bandar Udara Kualanamu 2. Mengetahui jenis - jenis sistem distribusi 3. Mengetahui suplai daya energi listrik di Bandar Udara Kualanamu
D. Manfaat Penulisan Laporan Tugas Akhir Penyusunan laporan tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi : 1. Menambah pengetahuan dan wawasan baik secara teori maupun praktek 2. Para pembaca yang ingin mengetahui tentang distribusi daya pada Bandar Udara Kualanamu – Deli Serdang, 3. Mahasiswa yang akan membahas hal yang sama.
E. Metode Pengambilan Data Sebagai bahan dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menggunakan beberapa metode untuk mendapatkan data-data yang dibutuhkan antara lain : 1. Studi literatur atau kepustakaan 2. Mengumpulkan informasi dari berbagai referensi yang menyangkut tugas akhir ini, 3. Konsultasi dengan dosen pembimbing dan orang-orang yang memahami tentang masalah distribusi, 4. Pengambilan data dari bandar udara Internasional Kualanamu pada bagian kelistrikan Bandara Kualanamu Deli Serdang.
3
F. Sistematika Penulisan Untuk mengetahui secara singkat isi laporan tugas akhir ini, maka penulis membuat sistematika peulisan sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis menguraikan tentang latar belakang, topik bahasan, tujuan, manfaat, metode pengumpulan data dan sistematika penulisan.
BAB II
JENIS - JENIS SISTEM DISTRIBUSI Dalam bab ini berisikan jenis – jenis sistem distribusi
BAB III
SISTEM DISTRIBUSI KELISTRIKAN BANDAR UDARA KUALANAMU Dalam bab ini penulis menguraikan tentang distribusi bandar udara Kualanamu
BAB IV
ANALISA DATA Bab ini berisikan tentang perhitungan kapasitas suplai daya listrik, pemilihan unit pembangkit, rekapitulasi beban terpasang, suplai daya utama dan cadangan dan aspek keandalan suplai daya listrik.
BAB V
PENUTUP Bab ini merupakan penutup yang berisikan kesimpulan dan saran.
4
