BAB III KARAKTERISTIK BEBAN 3.1 UMUM Tujuan umum dari sistem distribusi tenaga listrik ialah mendistribusikan tenaga listrik dari gardu induk ke pelanggan atau beban. Dalam mendesaian sistem tersebut, ada satu faktor utama yang paling penting. Faktor tersebut adalah karakteristik dari berbagai beban.
Karakteristik beban di perlukan agar sistem tenaga dan pengaruh thermos dari pembebanan dapat di analisa dengan baik. Analisa tersebut termasuk dalam menentukan keadaan awal yang akan di proyeksikan dalam perencanaan selanjutnya agar pengguna karakteristik beban dapat efektif.
3.2 KLASIFIKASI BEBAN Secara garis besar beban dapat di klasifikasikan sebagai berikut : 1 Rumah tangga 2 Komersial 3 Industri
Gambar 3.1 Klasifikasi Beban Suatu Daerah
3.2.1 Rumah Tangga Pada umumnya bebanya berupa peralatan listrik yang dapat menopang kehidupannya, seperti : lampu untuk penerangan, lemari es, TV, motor pompa air dll. Nilai dari beberapa faktor beban rumah tangga ini adalah : Faktor demand 70-100 %. Faktor diversitas 1,2-1,3 dan beban 10-15 % .
3.2.2 Komersial Umumnya terdiri dari penerangan untuk, reklame, kipas angin, ac, dan peralatan listrik lainnya yang di butuhkan. Faktor demand 90-100 %. Faktor diversitas 1,1-1,2 dan faktor beban 25-30 %.
3.2.3 Industri Industri di bagi 2 jenis berdasarkan besar bebannya. Yaitu skala kecil dan besar. Untuk industri skala besar faktor demandnya 70-80 % dan Faktor bebannya 6065 %.
Tabel : 3.1 Pembagian daerah berdasarkan klasifikasi beban
Daerah Industri
Daerah Komersil
Daerah Perumahan
Marunda
Gunung Sahari
Cinere
Pondok Ungu
Bandengan
Ciputat
Pondok Kopi
Menteng
Pamulang
Ciracas
Grogol
Mampang
Cisoka
Cempaka Putih
Kebun Jeruk
Sepatan
Kampung Melayu
Serpong
Kali Deres
Pasar Minggu
Cengkareng
Cikokol
Kebun Jeruk
Bintaro
Cikupa
Bulungan
Ciledug
Cengkareng
Ciracas
Kali Malang
Serpong
Teluk Naga
Pondok Kopi
Curug
Mampang
Ciracas
3.3 KARAKTERISTIK BEBAN Karakteristik beban timbul karena adanya pemakaian daya listrik yang besarnya berubah sepanjang waktu. Besar beban setiap selang waktu tertentu berubahubah besarnya sesuai yang di butuhkan oleh pemakaian listrik atau konsumen.
3.3.1 Kebutuhan Kebutuhan suatu instalasi adalah kebutuhan beban rata-rata yang di ambil dari sumber tenaga atau sistem tenaga listrik dalam selang waktu tertentu. Selama waktu yang di gunakan di sesuaikan dengan kesepakatan antara pelangan dengan perusahaan listrik, karena kebutuhan berat beban rata-rata dalam suatu selang waktu tertentu,maka tidak ada yang di sebut kebutuhan sesaat.
3.3.2 Kebutuhan Maksimum Kebutuhan maksimum ialah suatu kebutuhan yang bebannya (kebutuhan ) terbesar yang terjadi selama periode tertentu. Periode itu dapat dalam sehari,sebulan maupun dalam tahunan. Perlu di ketahui bahwa permintaan puncak ( maksimum ) bukan merupakan nilai sesaat tetapi nilai rata-rata selama selang waktu tertentu, biasanya selang waktu tersebut dalam 15 menit, 30 menit, atau 1 jam. Di singapura, Malaysia dan Thailand interval yang di pilih ialah 30 menit. Di Indonesia interval yang di pilih 15 menit.
Pernyataan kebutuhan maksimum harus di sertai dengan :
1
Periode lama beban yang di tinjau
2
Menentukan interval waktu yang di gunakan ( missal 15 menit, 30 menit dan seterusnya )
Kebutuhan maksimum kebanyakan di gunakan dalam menentukan kapasitas generator, transformator serta peralatan listrik lainnya untuk melayani.
3.3.3 Faktor Kebutuhan Faktor permintaan dapat di defenisikan perbandingan antara kebutuhan maksimum ( beban Puncak ) dari suatu sistem terhadap total daya tersambung dari sistem tersebut.
Faktor kebutuhan = Jadi jika suatu kelompok alat-alat listrik di pasang saat bersamaan dengan daya pengenalannya, maka besarnya faktor kebutuhan adalah lebih kecil dari satu, hal ini dapat di sebabkan :
a. Jarang sekali terjadi suatu alat listrik di pasang pada saat bersamaan. b. Ukuran alat lebih kecil dari pada yang tertera di name plate. Akibatnya alat tersebut akan membutuhkan daya sedikit di bawah daya pengenalannya.
Tetapi walaupun demikian ada juga faktor kebutuhan yang lebih dari satu, hal ini dapat terjadi apabila alat-alat listrik di bebani daya pengenalannya ( over load ).
3.3.4 Faktor Beban Faktor beban adalah perbandingan antara beban rata-rata terhadap beban puncaknya dalam periode tertentu. Beban rata-rata dan beban puncak dapat di nyatakan dalam kilo watt, kilo volt-ampere dan sebagainya. Faktor beban dapat di hitung untuk periode tertentu bisanya di pakai harian, bulanan maupun tahunan. Faktor beban sebagai berikut :
Faktor beban (
)=
3.3.5 Beban Terpasang Adanaya jumlah daya pengenal maksimum dari alat-alat yang ada pada konsumen yaitu semua alat listrik di pasang pada waktu bersamaan sehingga akan
menghasilkan beban maksimum. Jadi beban terpasang adalah suatu besaran yang menyatakan kebutuhan maksimum yang mungkin.
3.3.6 Faktor Keragaman Faktor keragaman di definisikan sebagai perbandingan antara jumlah kebutuhan maksimal masing-masing unit beban yang ada pada sistem terhadap kebutuhan maksimum sistem. Faktor keragaman biasanya lebih besar atau sama dengan satu. Dikatakan mencapai nilai satu bila kebutuhan maksimum masing-masing unit beban itu terjadi serentak pada selang waktu tertentu. Suatu sistem akan mempunyai kebutuhan maksimum masing-masing unit beban, bila unit-unit beban tersebut kebutuhan maksimumnya tidak terjadi secara serentak.
Misalkan sebuah desa, memerlukan 200 kVA malam hari ( antara jam 18:00 sampai 22:00 ) untuk lampu dan 150 kVA pada siang hari ( antara jam 08:00 sampai jam 16:00 ). Apabila untuk kebutuhan tersebut di gunakan pembangkit sendiri di perlukan pembangkit dengan daya 350 kVA. Tetapi karena ada perbedaan waktu penggunaan cukup di sediakan daya 200 kVA saja. Adanya perbedaan waktu penggunaan itulah yang di sebut faktor keragaman. Secara matematis faktor keragaman ( diversitas ) dapat di tulis :
Faktor diversitas (
)=
………………………………………..( 3.1 )
Dimana : =
=
= Adalah beban puncak dari masing-masing unit beban yang terjadi tidak pada waktu yang bersamaan. = Adalah beban puncak dari n kelompok unit beban.
Ketidak bersamaan waktu ini adalah sangat menguntungkan, karena apabila tiap beban pada saat bersamaan memerlukan daya maksimum maka kapasitas dari transformator harus diperbesar demikian pula dengan peralatan-peralatan listrik lainnya. Apabila ini tidak di lakukan maka peralatan tersebut akan mengalami beban lebih.
3.3.7 Faktor Keserempakan Faktor keserempakan merupakan perbandingan antara kebutuhan maksimum suatu sistem sebagai kelompok beban terhadap jumlah masing-masing kebutuhan maksimum dari unit-unit beban atau masing-masing beban individu yang membentuk kelompok beban. Atau faktor keserempakan adalah kebalikan dari faktor keragaman. Secara matematis faktor keragaman dapat ditulis : Faktor keserempakan (
(
…………………..………………..( 3.2 )
)=
)=(
)
………………………………………..( 3.3 )
3.3.8 Padat Beban Padat beban di definisikan sebagai pemakaian maksimum, untuk suatu kawasan di bagi luas kawasan tersebut, padat beban akan berbeda untuk kawasankawasan tertentu.
a. Padat beban untuk perumahan sederhana b. Padat beban untuk perumahan mewah c. Padat beban untuk perumahan sangat mewah
Gambar 3.2 Grafik pemakaian beban satu hari penuh
3.4 PERTUMBUHAN BEBAN Pertumbuhan beban pada suatu daerah pelayanan akan selalu di temui sepanjang tahun. Hal ini akan memerlukan studi khusus dalam memperkirakan pertumbuhan beban dari daerah pelayanan yang di rencanakan ruang lingkupnya dapat mencakup perencanaan mendapatkan beban yang di butuhkan beberapa tahun mendatang. Kecepatan pertumbuhan beban di masa lampau perlu di analisa untuk kemudian di rencanakan di masa mendatang. Ada 3 faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan beban di masa mendatang yaitu :
1
Adanya perbaikan mutu tegangan
2
Adanya pertumbuhan jumlah konsumen
3
Adanya pertumbuhan dari konsumen lama
Berdasarkan hasil pengamatan terhadap pertumbuhan beban pada gardu distribusi untuk konsumen kecil umumnya mengikuti pola pertumbuhan sebagai berikut : Tahap pertama ketika seluruh komponen pendukung penyaluran listrik ke konsumen di bangun dengan estimasi 100 % konsumen di angap akan menyambung listrik, namun pada kenyataannya setelah instalasi listrik di operasikan hanya 30-50 % dari jumlah seluruh konsumen yang langsung menyambung. Sedangkan sisanya akan tersambung seluruhnya setelah 5-10 tahun kemudian.
Pada tahap dua setelah seluruh konsumen menyambung pertumbuhan beban cenderung kecil 1-5 %.
Sebagai ilustrasi akan diperhatika contoh masalah dalam penentuan kapasitas transformator distribusi untuk beban perumahan. Berikut data-data yang akan di gunakan dalam menentukan kapasitas transformator : 1
Faktor beban di ketahui 0.8
2
Peramalan beban di lakukan dalam jangka waktu 10 tahun
3
Umur ekonomis transformator di asumsikan 20 tahun
4
Daftar langganan yang di layani oleh kerja transformator distribusi dapat dilihat pada lampiran.
5
Dalam peramalan pola pertumbuhan beban di bagi dalam 2 tahap pertumbuhan yaitu :
Tahap 1 : Pola pertumbuhan linier dari awal tahun ke-1 sampai awal tahun ke-5 dengan tingkat pertumbuhan 25 % pertumbuhan dapat di formulasikan sebagai berikut : =
( 1 + 0,25 ( n- 1))…………………………………………………...…..( 3.4 )
Dimana : = Beban maksimum N = 1,…,5 = Beban maksimum pada tahun ke-n
Dengan menggunakan metode KKMR pada awal tahun ke -1 dapat di ketahui bahwa di bulatkan menjadi 34.8 kVA. Maka dengan ini di cari pola pertumbuhan beban linier dari awal tahun ke-1 sampai awal tahun ke-5.
Merupakan tahap yang akan mengamati pola pertumbuhan konsumen maupun peningkatan kebutuhan konsumen yaitu dengan tingat pertumbuhan 5 % pertahun demikian kebutuhan beban dapat di formulasikan. ( 1 + 0,05 ( N- 5))……………………………………………….…….( 3.5 )
=
Dimana : N = 6,…,10 N = Beban konsumen pada tahun ke-N
3.5 KEBUTUHAN KERAGAMAN MAKSIMUM RATA-RATA Karakteristik kebutuhan keragaman adalah suatu cara untuk menentukan beban maksimum pada suatu daerah pelayanan, daerah tersebut bisa beban perumahan dan beban industri.
Sebuah transformator distribusi yang melayani 3 beban perumahan, masingmasing dengan beban puncak 1300 VA ini tidak terpasang sepanjang hari melainkan untuk sesaat tertentu. Oleh karena itu jumlah beban puncak ketiga rumah pada umumnya kurang dari total beban puncak masing-masing rumah. Kebutuhan yang demikian itu di sebut kebutuhan keragaman.
Pada gambar di bawah ini contoh kurva kebutuhan keragaman yang menunjukkan hubungan antara kebutuhan keragaman maksimum rata-rata terhadap banyaknya pelanggan.
Gambar 3.3 Kurva KKMR
Contoh hasil penelitian yang menunjukkan hubungan antara kebutuhan keragaman maksimum rata-rata terhadap banyaknya langganan pada jumlah 16 langanan. KKMR
= Kebutuhan keragaman maksimum rata-rata pelangan.
Kurva A
= Kurva yang di dasarkan pada jumlah 16 langganan dengan KKMR 2 ,4 kVA perlangganan
Kurva B
= Kurva kebutuhan keragaman maksimum rata-rata untuk jumlah 16 langganan dengan KKMR 4,8 kVA perlangganan.
Beban Transformator =
KKMR
…..………( 3.6 )
{ JL
Keterangan : KKMR
= Kebutuhan keragaman maksimum rata-rata
JL
= Jumlah langganan untuk kode tarif dan kelas daya tertentu
Pada gambar terlihat makin besar jumlah langganan makin kecil kebutuhan maksimum rata-rata, maka di dapat hasil perkalian antara kebutuhan maksimum ratarata dengan jumlah langganan yang makin kecil pula, sehingga kapasitas transformator bisa di hemat.
Kebutuhan keragaman maksimum rata-rata dapat di defenisikan sebagai perbandingan antara kebutuhan maksimum rata-rata untuk berbagai jumlah langganan di bagi dengan faktor keragaman berdasarkan tabel di bawah ini :
Tabel : 3.2 Perkiraan Beban Maksimum Pada Transformator Distribusi
Kebutuhan maksimum
Jumlah langganan
180
23
390
20
550
27
1336
6
