Makalah Seminar Kerja Praktek ANTISIPASI GANGGUAN DAN PEMELIHARAAN JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20kV DI PT. PLN (PERSERO) UNIT PELAYANAN JARINGAN SEMARANG TENGAH Brecia Nurastu (L2F006022) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
ABSTRAK Jaringan distribusi tenaga listrik adalah jaringan antara pemakai/konsumen dengan sumber daya besar (Bulk Power Source). Gangguan penyedia tenaga listrik tidak dikehendaki oleh siapapun, tetapi merupakan kenyataan yang tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu usaha-usaha perlu dilakukan untuk mengurangu jumlah gangguan yang terjadi. Yang dimaksud dengan gangguan dalam operasi tenaga listrik adalah kejadian yang menyebabkan bekerjanya proteksi atau relay dan menjatuhkan pemutus tenaga (PMT) diluar kehendak operator, sehingga menyebabkan putusnya aliran jaringan yang melalui PMT tersebut. Pengertian pemeliharaan jaringan distribusi dilihat dari sifat dan jenis pemeliharaannya dibedakan antara pemeliharaan rutin (preventive maintenance), pemeliharaan korektif (corrective maintenance), dan pemeliharaan darurat (emergency maintenance). Keandalan sistem distribusi dalam melayani konsumen ditentukan oleh besarnya indeks keandalan. Indeks keandalan terdiri dari SAIDI (Sistem Average Interuption Duration Index) dan SAIFI (Sistem Average Interuption Frequency Index) Kata Kunci : gangguan, pemeliharaan, keandalan
2. Saluran transmisi, yaitu saluran yang menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkitan ke daerah-daerah pelayanan. 3. Saluran distribusi tenaga listrik, yaitu saluran yang mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen, sehingga tenaga yang sampai pada konsumen memenuhi batasan yang telah ditentukan.
1. Pendahuluan Pada bab ini pendahuluan berisi ; latar belakang, tujuan, dan batasan masalah dari laporan kerja praktek ini. 1.1 Latar blakang
Kesejahteraan masyarakat merupakan indikator pertumbuhan ekonomi nasional. Bagaimana PLN berhasil meningkatkan penyediaan dan keandalan listrik nasional untuk memenuhi tuntutan kehidupan masyarakat sekaligus menunjang kegiatan industri adalah tantangan masyarakat dan pertanyaan yang harus dijawab. Untuk itu PLN sebagai perusahaan yang mengelola penyediaan tenaga listrik yang terdiri dari tiga komponen utama yaitu :
1.2 Tujuan Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini adalah : 1. Mengenal kerja praktek di lapangan untuk persiapan dunia kerja, memiliki wawasan praktek lapangan, serta kemampuan professional yang intelektual. 2. Mengetahui sistem jaringan distribusi tegangan menengah 20kV 3. Mengetahui jenis-jenis gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi tegangan menengah 20kV.
1. Pembangkit tenaga listrik, yaitu komponen yang membangkitkan tenaga listrik dari pusat listrik. 1
4. Mengetahui jenis pemeliharaan jaringan distribusi tegangan menengah 20kV. 5. Mengetahui pengaruh pemeliharaan jaringan terhadap SAIDI dan SAIFI 1.3 Batasan masalah
Mengingat banyaknya gangguan pada jaringan distribusi primer (JTM), maka penyusunan dan pembuatan Laporan Kerja Praktek ini menitik beratkan atau membatasi pada pemeliharaan dan keandalan dalam sistem distribusi tegangan menengah 20kV.
Gambar 2.1 Diagram satu garis sistem penyaluran Tenaga Listrik.
2. Gambaran Umum Dalam bab ini dibahas tentang jaringan distribusi tegangan menengah 20kV, jenis-jenis gangguan, dan cara mengatasinya.
2.2 Gangguan Yang dimaksud dengan gangguan dalam operasi tenaga listrik adalah kejadian yang menyebabkan bekerjanya proteksi atau relay dan menjatuhkan pemutus tenaga (PMT) diluar kehendak operator, sehingga menyebabkan putusnya aliran jaringan yang melalui PMT tersebut. Untuk bagian sistem yang tidak dilengakpi PMT misalnya diamankan dengan sekring, maka gangguan adalah adalah kejadian yang menyebabkan putusnya (bekerjanya) sekring. Gangguan yang dimaksud disini adalah Fault dalam bahasa inggris. Disturbance dalam bahasa Inggris juga terjemahan sebagai gangguan dalam bahasa Indonesia. Namun, disturbance mempunyai arti lebih luas misalnya tegangan naik mendadak. Ada juga gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh relay tetapi dilihat oleh operator yang kemudian menjatuhkan PMT.
2.1 Jaringan Tegangan Menengah 20kV Jaringan distribusi tenaga listrik adalah jaringan antara pemakai/konsumen dengan sumber daya besar (Bulk Power Source). Sumber daya besar dapat terdiri dari beberapa bagian yaitu : 1. Pusat pembangkit yang dekat dengan konsumen 2. Gardu Induk (Transmission Distribution) yaitu gardu yang disupply oleh pembangkit-pembangkit lewat jaringan transmisi. Suatu sistem distribusi pada umumnya terdiri dari : Sumber daya besar (Bulk Power Source) Jaringan subtransmisi (subtransmission) Gardu Induk (Distribution Substation) Jaringan primer (Primary Feeder) Trafo Distribusi (Distribution Transformer)
2.3 Jenis Gangguan 2.3.1 Gangguan Beban Lebih Beban lebih ini dapat terjadi pada trafo atau pada saluran karena konsumen yang dipasoknya terus mengalami kenaikan kuantitas atau karena adanya manuver beban dijaringan setelah adanya gangguan. Beban lebih itu menimbulkan panas yang berlebih, oleh karena itu dapat mempercepat proses penuaan atau memperpendek umur. 2
2.3.2 Gangguan Hubung Singkat Hubung singkat dapat terjadi antar fasa (tiga fasa atau dua fasa) atau antara fasa ke tanah dan dapat bersifat temporer (non persistant) atau permanent Gangguan permanent misalnya rusaknya isolasi padat pada belitan trafo atau belitan generator. Gangguan ini dapat berawal dari tegangan lebih, penuaan isolasi, atau kerusakan mekanis isolasi. Gangguan temporer misalnya berupa flash over antara penghantar fasa dan tanah atau tiang, travers atau kawat tanah pada SUTT atau SUTM karena sambaran petir. Dalam hal ini yang tembus adalah saluran udaranya sehingga tidak ada kerusakan permanent. Arus hubung singkat dua fasa lebih kecil dari pada arus hubung singkat tiga fasa. Jika tahanan diabaikan maka besaran arus hubung singkat dua fasa : (=
beruntun (cascading) yang selanjutnya dapat berakibat runtuhnya (collapse) sistem tang dapat berakibat pemadaman total. 2.3.5 Gangguan ketidakstabilan Gangguan hubung singkat atua kehilangan pembangkit dapat menyebabkan ayunan daya (power swing) atau yang lebih parah lagi dapat menyebabkan unit-unit pembangkit lepas sinkron (pull out of synchronism). Ayunan daya dapat menyebabkan gangguan yang lebih luas. Lepas sinkron dapat menyebabkan berkurangnya pembangkit karena tripnya unit pembangkit itu atau terpisahnya sistem yang selanjutnya dapat menyebabkan gangguan yang lebih luas bahkan keruntuhan sistem (collapse). 2.4 Cara Mengatasi Gangguan Usaha - usaha untuk mengatasi gangguan dapat dikelompokkan ke dalam 2 golongan sebagai berikut : 2.4.1 Mengurangi terjadinya gangguan Gangguan tidak dapat dicegah sama sekali, tapi dapat dikurangi kemungkinan terjadinya gangguan dengan cara sebagai berikut : a. Dengan hanya menggunakan peralatan yang dapat diandalkan b. Penentuan spesifikasi yang tepat dan desain yang baik sehingga dalam keadaan normal maupun tidak, semua peralatan tahan baik termis, elektris, maupun mekanis. c. Pemasangan yang benar sesuai desain dan spesifikasi dari pabrik d. Penggunaan kawat tanah pada SUTT / SUTET dengan tahanan yang rendah untuk menghindari terjadinya gangguan akibat sambaran petir e. Penebangan pohon yang berdekatan dengan kawat fasa SUTM dan SUTT f. Penggunaan kawat / kabel udara berisolasi untuk SUTM secara selektif. g. Operasi dan pemeliharaan yang baik. h. Mengurangi penyebab kerugian dengan penyelidikan.
0,866) kali arus hubung singkat tiga fasa. 2.3.3 Gangguan tegangan lebih Tegangan lebih dengan power frequency terjadi misalnya karena : Kehilangan beban atau penurunan beban di jaringan akibat switching karena gangguan atau karena manuver Kecepatan lebih (over speed) pada generator karena kehilangan beban. 2.3.4 Gangguan Kekurangan Daya Kekurangan daya dapat terjadi karena tripnya unit pembangkit akibat gangguan di Prime Movernya, di generator atau karena gangguan hubung singkat di jaringan yang menyebabkan bekerjanya relay dan circuit breakernya yang berakibat terlepasnya suatu unit pembangkit dari sistem. Jika tingkat pembebanan unit pembangkit yang hilang/terlepas tersebut melampaui cadangan putar (spinning reserve) sistem, maka pusatpusat pembangkit yang masih kerja akan mengalami pembebanan yang berlebihan sehingga frekuensi akan terus merosot. Jika hal ini tidak diamankan maka akan mengakibatkan tripnya pusat-pusat pembangkit itu secara 3
2.4.2 Mengurangi akibat gangguan Usaha untuk mengurangi akibat gangguan adalah : a. Mengurangi besarnya arus gangguan dengan cara : Mengurangi konsentrasi pembangkitan Menggunakan reactor Menggunakan tahanan untuk pembumian netral JTM b. Penggunaan lightning arrester dan penentuan tingkat dasar isolasi c. Melepaskan bagian sistem yang terganggu dengan menggunakan circuit breaker dan relay proteksi d. Penggunaan program pelepasan beban (load shedding), pemisahan sistem dan pembentukan pulau untuk mengurangi pemadaman dan mempercepat penulihan sistem setelah gangguan e. Penggunaan relay dan circuit breaker yang cepat dan AVR dengan respon yang cepat pula untuk mengurangi kemungkinan lepas sinkron akibat hubung singkat atau jatuhnya unit pembangkit. f. Menghindari atau mengurangi pemadaman listrik
karena adanya gangguan dan/atau perubahan/penyempurnaan/rehabilitasi sebagai tindak lanjut saran-saran dari pemeliharaan rutin. 3.3 Pemeliharaan Darurat (emergency maintenance) Pemeliharaan Darurat (emergency maintenance) adalah pekerjaan pemeliharaan yang dimaksudkan untuk memperbaiki kerusakan yang ditimbulkan oleh bencana alam seperti gempa bumi, banjir, angin rebut dan kebakaran selama masih dalam batas pengertian operasi. Biasanya pekerjaan ini sifatnya mendadak dan segera dilaksanakan. Karena sifatnya darurat, maka pekerjaan ini tidak dapat direncanakan sebelumnya. 3.4 Jadwal Pemeliharaan Distribusi Salah satu usaha untuk meningkatakn mutu, daya guna dan keandalan tenaga listrik yang telah tercantum dalam tujuan pemeliharaan adalah menyusun program pemeliharaan periodik dengan jadwal tertentu, menurut siklusnya kegiatan pelaksanaan pemeliharaan distribusi dikelompokkan dalam empat kelompok yaitu : Pemeliharaan triwulanan Pemeliharaan semesteran Pemeliharaan tahunan Pemeliharaan 3 tahunan
3. Pemeliharaan Jaringan Tegangan Menengah Dalam bab ini dibahas pengertian jenisjenis pemeliharaan dan jadwal pemeliharaan. 3.1 Pemeliharaan rutin (Preventive maintenance) Pemeliharaan rutin (Preventive maintenance) adalah pekerjaan / kegiatan / usaha mempertahankan atau menjaga kondisi jaringan tersebut agar selalu berada dalam keadaan baik, mempunyai keandalan dan daya guna yang optimal. Adapun periode dari jenis
4. SAIDI dan SAIFI Dalam bab ini dibahas pengertian SAIDI dan SAIFI, pengaruh pemeliharaan terhadap SAIDI dan SAIFI, dan Tingkat Mutu Pelayanan (TMP). 4.1 SAIDI (Sistem Average Interuption Duration Index) atau Indeks durasi lama pemadaman rata-rata. SAIDI adalah jumlah lamanya gangguan pemadaman yang dialami oleh konsumen dalam satu tahun dibagi dengan jumlah konsumen yang dilayani.
pemeliharaan adalah 1 kali setahun. 3.2 Pemeriksaan
Korektif
(corrective
maintenance) Pemeriksaan korektif jaringan tegangan menengah adalah pekerjaan pemeliharaan yang dimaksudkan untuk memperbaiki kerusakan 4
SAIDI =
= 1,451 jam
jam / tahun
Perhitungan SAIFI Pada data dasar laporan pemadaman terlihat N = 105544 pelanggan kiλi = 292236 kali
dimana : SAIDI = durasi / lama gangguan (jam/tahun) ti = lama gangguan ki = jumlah per unit konsumen yang mengalami kegagalan N = jumlah konsumen yang dilayani
SAIFI
4.2 SAIFI (Sistem Average Interuption Frequency Index) atau Indeks frekuensi pemadaman rata-rata. SAIFI adalah jumlah jumlah konsumen yang mengalami gangguan pemadaman dalam satu tahun dibagi dengan jumlah konsumen yang dilayani. SAIFI =
= 2,769 kali Pada bulan Juli, PLN mengadakan pemeliharaan, antara lain : 1. Pekerjaan pada konstruksi penopang. Pada tiang baja besi dilapisi cat anti karat, pada tiang kayu diberi bahan pengawet kayu, geragas sebagai penguat. 2. Penggantian isolator 3. Penggantian relay dan alat pengaman 4. Penebangan pohon-pohon yang mengganggu SUTM
kali / tahun
Standar SAIDI yang diterapkan oleh PLN UPJ.Semarang Tengah adalah 4 jam/tahun dan SAIFI 3,1 kali/tahun.
4.3 Analisa SAIDI SAIFI Tabel 5.1 Data SAIDIdan SAIFI
Jun-09 Jul-09
kali / tahun
=
dimana SAIFI = frekuensi pemadaman (kali/tahun) ki = jumlah per unit konsumen yang mengalami kegagalan λi = laju gangguan komponen N = jumlah konsumen yang dilayani
Bulan
=
Jumlah Pelanggan
SAIDI
SAIFI
105544 105610
1,451 0,43922
2,769 1,087
Contoh perhitungan SAIDI SAIFI : Perhitungan SAIDI Pada data dasar laporan pemadaman terlihat N = 105544 pelanggan kiti = 153142,78 Gambar 5.1 Grafik perbandingan SAIDI terhadap target
SAIDI = = 5
Tabel 5.4 Komitmen TMP (Tingkat Mutu Pelayanan) UPJ Semarang Tengah Komitmen TMP : TRIWULAN III - 2009 PT. PLN (Persero) UPJ Semarang Tengah
Gambar 5.2 Grafik perbandingan SAIFI terhadap target
INDIKATOR
ANGKA
SATUAN
Tegangan Tinggi Dititik Pemakaian Tegangan Menengah Dititik Pemakaian Tegangan Rendah Dititik Pemakaian
146 – 151
kV
19 – 21
kV
195 – 230
V
43,02 50,50
Hz
20
Jam / Bln *)
15
Kali / Bln *)
70
Hari Kerja
60
Hari Kerja
60
Hari Kerja
15
Hari Kerja
3
Jam
1
Kali / Trw / Plg *)
1
Hari Kerja
Frekuensi Lama Gangguan per Pelanggan Jumlah Gangguan per Pelanggan Kecepatan Pelayanan Samb. Baru TM Kecepatan Pelayanan Samb. Baru TR Kecepatan Pelayanan Perub. Daya TM Kecepatan Pelayanan Perub. Daya TR Kecepatan Menaggapi Pengaduan Gangguan Kesalahan Pembacaan kWh meter Waktu Koreksi Kesalahan Rekening
Dari grafik diatas terlihat nilai SAIDI dan SAIFI pada bulan Juni dan Juli tahun 2009 masih dalam batas normal. Nilai SAIDI di bulan Juni 1,451 jam dan di bulan Juli menjadi 0,493 jam. Sedangkan nilai SAIFI di bulan Juni 2,769 kali dan di bulan Juli menjadi 1,087 kali. Berkurangnya nilai SAIDI dan SAIFI berarti berkurang pula gangguan yang terjadi pada jaringan dan meningkatnya keandalan sistem distribusi. 5
Tingkat Mutu Pelayanan (TMP) Penetapan TMP ini dimaksudkan agar PLN dapat memberikan gambaran seberapa baik mutu pelayanan listrik, seberapa besar tantangan dalam upaya peningkatan pelayanan, seberapa mendesaknya dana yang dibutuhkan untuk perbaikan mutu pelayanan dan seberapa jauh keberhasilan PLN dalam peningkatan pelayanan pada pelanggannya.
*) Bila realisasi ≥110% dari angka tersebut, pelanggan mendapatkan kompensasi sebesar 10% biaya beban
Gambar 5.3 Grafik perbandingan SAIDI terhadap TMP
6
4. Diterapkannya secara benar pemeliharaan yang telah disusun berdasarkan pengalaman yang ada untuk digunakan acuan sesuai dengan kondisi yang memungkinkan. 5. Pemeliharaan yang optimal dapat meningkatkan keandalan. Nilai SAIDI di bulan Juni 1,451 jam dan di bulan Juli menjadi 0,493 jam. Sedangkan nilai SAIFI di bulan Juni 2,769 kali dan di bulan Juli menjadi 1,087 kali. 6. Nilai SAIDI bulan Juni 1,451 jam dan bulan Juli 0,493 jam. Nilai ini masih berada di batas aman TMP sebesar 20 jam/pelanggan. Sedangkan nilai SAIFI bulan Juni 2,769 kali dan bulan Juli 1,087 kali. Nilai ini masih berada di batas aman TMP sebesar 15 kali/pelanggan.
Gambar 5.4 Grafik perbandingan SAIFI terhadap TMP
Dari grafik diatas terlihat nilai SAIDI dan SAIFI pada bulan Juni dan Juli tahun 2009 masih dalam batas normal. Nilai SAIDI bulan Juni 1,451 jam dan bulan Juli menjadi 0,493 jam. Nilai ini masih jauh di bawah TMP sebesar 20 jam/pelanggan. Sedangkan nilai SAIFI bulan Juni 2,769 kali dan bulan Juli menjadi 1,087 kali. Nilai ini masih jauh di bawah TMP sebesar 15 kali/pelanggan.
4.2 Saran 1. Pelaksanaan kegiatan pemeliharaan jaringan perlu ditingkatkan sehingga dapat meningkatkan kualitas pelayanan maupun kualitas penyaluran tenaga listrik secara keseluruhan. 2. Perlunya pemikiran tentang penyetelan kembali seluruh peralatan proteksi yang menggunakan relay dan memantau seluruh peralatan proteksi yang ada agar perlu diperhatikan sifat dan kondisi relay saat ini, bial perlu diganti jika keadaan sudah tidak memungkinkan lagi untuk digunakan. 3. Perlu ada motivasi kepada karyawan di lapangan untuk melaksanakan seluruh rencana evaluasi jaringan dengan baik dan benar. 4. Hendaknya dalam merencanakan suatu konstruksi, pemeliharaan, maupun perbaikan harus memperhatikan segala kondisi yang ada sehingga memberi kenyamanan pada masyarakat sekitar. 5. PLN hendaknya menurunkan nilai TMP yang masih terlalu tinggi di atas target PLN.
4. Penutup Penutup disini membahas hasil kesimpulan dan saran kerja praktek yang dilaksanakan. 4.1 Kesimpulan Dari pembahasan-pembahasan pada babbab terdahulu dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut 1. Dalam masalah operasi sitem distribusi khususnya kota Semarang adalah bagaimana mengatasi gangguan secara cepat karena gangguan sering terjadi di area tersebut. 2. Penerapan manajemen dalam pengoperasian sistem tegangan menengah 20kV sangat penting karena berpengaruh langsung terhadap citra perusahaan di mata konsumen. 3. Peningkatan sumber daya manusia dan peremajaan alat serta perlengkapan mutlak dilakukan agar pelayanan kepada pelanggan dapat lebih baik. 7
DAFTAR PUSTAKA (1) Sulasno, Ir. Teknik dan Sistem Distribusi Tenaga Listrik. 2004. Semarang: Badan Penerbit Universitas Diponegoro (2) Pedoman dan Petunjuk Pemeliharaan Jaringan Distribusi. 1997. PT. PLN (persero) Distribusi Jawa Tengah (3) Stevenson, William D. Analisa Sistem Tenaga Listrik. Jakarta: Erlangga. (4) Modul-Modul Sistem Tenaga Listrik : Univarsitas Diponegoro. (5) Arismunandar. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik. Saluran Transmisi. 1975. Jakarta: Pradnya Paramita. Brecia Nurastu Sasongko. Dilahirkan di Banjarnegara, 21 Desember 1988 menempuh pendidikan di TK Kintamani, kemudian dilanjutkan di SD Budi Luhur. Dan melanjutkan pendidikan di SMPN 27 Semarang. Lulus pada tahun 2003, lalu dilanjutkan di SMAN 3 Semarang. Saat ini sedang menempuh pendidikan Strata-1 di Universitas Diponegoro Konsentrasi Ketenagaan. Semarang, November 2009
Mengetahui Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Hermawan, DEA NIP. 131 598 857
8
