EVALUASI SUSUT PADA SISTEM KELISTRIKAN ENERGI MEGA PERSADA GELAM

EVALUASI SUSUT PADA SISTEM KELISTRIKAN ENERGI MEGA PERSADA GELAM Fidel Rezki Fajry1, Amien Rahardjo2. Departemen Teknik Elektro, Universitas Indonesia [email protected], [email protected]

Abstract In electrical power, the biggest losses value is occurred at distribution system. The quantity of losses represents electrical power quality in lines. EMP Gelam which has interconnected direct electrical distribution system into power plant, is easy to get voltage, power, and energy losses . Using load flow analysis at ETAP 7 software, voltage, power, and energy losses are got and efficiency of power in line can be known. At existing condition, the highest losses is occurred at bus of LP-01-01 in the amount of 6,316%. Then, total power losses is 12,2 kW and 7,9 kVAR with efficiency of power in line in the amount of 94,536%. Effect of energy losses cause cost of losses which is got by EMP Gelam in the amount of Rp 149.013.115,7. If losses improvement is implemented by increasing transformator tapping and changing surface area of cable line of P-06, P10, P-14, and P-15 as big as 150 mm2, the highest losses is occurred at bus of PDS-16-01 in the amount of 2,632% and another busses are in normal condition. Power losses which is occurred is less than before in the amount of 8,5 kW and 7,6 kVAR, so efficiency of power in line becomes 95,746%. Besides, EMP Gelam will get cost of losses in the amount of Rp 103.818.126 and EMP Gelam will be saving of Rp 45.194.989,7 than existing condition. Keyword : energy losses, power losses, voltage losses, distribution system, transformator on load tap changer, changing cable

Abstrak Dalam sistem tenaga listrik, nilai susut terbesar terjadi pada sistem distribusi. Besar kecilnya susut ini menggambarkan kualitas dari energi listrik yang disalurkan. EMP Gelam yang memiliki sistem distribusi langsung terinterkoneksi dengan pembangkit tentunya rentan untuk mengalami susut tegangan, susut daya, dan susut energi. Dengan menggunakan simulasi aliran daya pada software ETAP 7 diperoleh besar susut tegangan, susut daya, dan susut energi yang terjadi sehingga dapat diketahui efisiensi daya di saluran. Pada kondisi eksisting, susut tegangan terbesar terjadi pada bus LP-01-01 sebesar 6,316%. Kemudian, susut daya yang terjadi sebesar 12,2 kW dan 7,9 kVAR dengan efisiensi daya disaluran sebesar 94,536%. Kerugian yang diperoleh EMP Gelam akibat susut energi per tahunnya adalah sebesar Rp 149.013.115,7. Apabila diimplementasikan perbaikan susut dengan menaikkan tap trafo dan mengganti luas penampang kabel saluran P-06, P-10, P-14, dan P-15 sebesar 150 mm2, maka susut tegangan terbesar terjadi pada bus PDS-16-01 sebesar 2,632% dan bus-bus lainnya berada dalam kondisi normal. Susut daya yang terjadi lebih kecil yaitu 8,5 kW dan 7,6 kVAR sehingga efisiensi daya disaluran menjadi 95,746%. Disamping itu, kerugian yang diperoleh EMP Gelam akibat susut energi per tahunnya setelah perbaikan adalah Rp 103.818.126 sehingga perusahaan akan hemat sebesar Rp 45.194.989,7 dari kondisi eksisting. Kata kunci : susut energi, susut daya, susut tegangan , sistem distribusi, tap trafo, penggantian kabel

Evaluasi susut ..., Fidel Rezki Fajry, FT UI, 2013

2

1. PENDAHULUAN Energi listrik pertama kali dibangkitkan di pembangkit listrik. Kemudian energi listrik akan disalurkan menuju konsumen melalui saluran transmisi dan distribusi. Dalam proses penyalurannya, terjadi pengurangan nilai dari energi listrik yang salah satunya disebabkan oleh adanya rugi-rugi penghantar. Pengurangan nilai dari energi listrik ini dinamakan susut. Secara umum, susut terdiri dari susut energi, susut daya, dan susut tegangan. Pada umumnya, susut terbesar terjadi pada saluran distribusi tenaga listrik. Hal ini disebabkan oleh kecilnya nilai tegangan pada saluran distribusi sehingga membuat arus yang mengalir bernilai besar. Arus yang bernilai besar ini sangat mempengaruhi nilai susut yang terjadi. Energi Mega Persada (EMP) Gelam yang beroperasi di Provinsi Jambi memiliki sistem pembangkitan listrik mandiri dan tidak menggunakan sistem transmisi dalam menyalurkan energi listrik dari pembangkit, tetapi langsung menggunakan sistem distribusi ke beban-beban listrik sehingga nilai susut yang terjadi besar. Oleh karena itu, pembahasan dalam jurnal ini dilakukan untuk mengevaluasi susut energi, susut daya, dan susut tegangan yang terjadi pada sistem kelistrikan EMP Gelam dan memberikan rekomendasi yang tepat untuk perbaikan nilai susut menjadi lebih kecil sehingga lebih efisien dan dapat mengurangi kerugian biaya yang diperoleh EMP Gelam akibat susut ini. 2.TINJAUAN TEORITIS Susut energi merupakan besarnya energi yang hilang ketika energi disalurkan dari sisi pengirim ke sisi penerima, baik antara gardu induk dengan gardu distribusi, bus satu dengan bus lainnya, maupun antara bus dengan beban (konsumen). Susut energi biasanya direpresentasikan sebagai selisih dari energi yang dikirim dengan energi yang diterima. Adapun klasifikasi dari susut energi dilihat dari sifat dan penyebab terjadinya susut energi, yaitu sebagai berikut [2].


3

Gambar 1 Klasifikasi susut energi Sumber : PT. PLN (Persero) distribusi Jawa Barat dan Banten Sementara itu, susut tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu penghantar. Sama halnya dengan susut energi, susut tegangan juga menunjukkan bahwa nilai tegangan di sisi pengirim tidak akan sama dengan nilai tegangan di sisi penerima. Berdasarkan peraturan umum instalasi listrik [PUIL]-2000, susut tegangan yang diizinkan adalah tidak melebihi 5% dari nilai tegangan yang dikirim. Adapun persamaan umum dari susut tegangan pada suatu saluran yaitu sebagai berikut : ∆V = √3 x I x l x ( R cos θ + j XL sin θ)

(1)

Dimana : ∆V = susut tegangan saluran [Volt] I

= arus (Ampere)

l

= panjang saluran [km]

θ

= sudut faktor daya [ 0 ]

R

= resistansi saluran [Ω / km]

XL = induktansi saluran [Ω / km] Salah satu cara dalam menekan nilai susut sekecil mungkin adalah dengan melakukan pengubahan tap (load tap changer) pada trafo.Tap pada trafo digunakan untuk mengubah nilai rasio lilitan primer dan lilitan trafo sehingga tegangan keluarannya dapat dinaikkan atau diturunkan tergantung dengan kebutuhan. Hal tersebut dapat dilihat pada persamaan :


4

(2) Dimana : Vp = tegangan di sisi primer trafo Vs = tegangan di sisi sekunder trafo Np = jumlah lilitan primer trafo Ns = jumlah lilitan sekunder trafo α = rasio lilitan Umumnya, pengubahan tap trafo terbagi menjadi dua jenis yaitu pengubahan positif dan negatif. Pengubahan nilai tap trafo ini menggunakan nilai persen (%) yang nilainya bervariasi berkisar antara 2,5% hingga 15% tergantung dari trafo yang digunakan. Pengubahan tap positif menyebabkan jumlah lilitan di sisi sekunder meningkat, sedangkan pengubahan tap negatif menyebabkan jumlah di sisi sekunder berkurang. Pengubahan tap pada trafo bersifat terbatas tergantung dari ukuran tap yang terdapat pada trafo. Semakin banyak level perubahan tap yang dimiliki oleh suatu trafo, semakin baik pula proses pengaturan tegangan yang dapat dilakukan [1]. Disamping itu, trafo untuk pengubahan tap terbagi menjadi dua jenis yaitu off-load tap changing transformer (OLTC) dan under-load tap changing transformer (ULTC). Trafo dengan ULTC dapat dimanfaatkan secara bervariasi setiap hari, setiap jam, bahkan setiap menit tergantung kondisi sistem tanpa harus menimbulkan gangguan terhadap suplai listrik.

Gambar 2 Skema trafo pengubah tap

3.METODE PENELITIAN Metodologi penelitian menggambarkan proses dan tahapan penelitian mulai dari awal hingga akhir penelitian. Secara garis besar, diagram alur penelitian dapat digambarkan sebagai berikut :


5

Start Identifikasi Masalah Pra Penelitian Studi Pustaka : 1) 2) 3) 4)

Teori Sistem Tenaga Listrik Teori Karakteristik Sistem Distribusi Teori Susut Energi, Susut Daya, Dan Susut Tegangan Teori Aliran Daya

Studi Lapangan 1) Meninjau lapangan operasi EMP Gelam 2) Mempelajari dan mengetahui konfigurasi sistem kelistrikan EMP Gelam 3) Mencari data spesifikasi dari berbagai peralatan tenaga listrik yang digunakan di daerah operasi EMP Gelam

Studi ETAP 7.0 1) Pembuatan one line diagram 2) Memasukkan data-data yang diperoleh pada software ETAP 7 untuk kelengkapan one line diagram.

Simulasi 1) Simulasi load flow dengan ETAP 7 2) Memperoleh data susut daya dan susut tegangan dari hasil simulasi

Analisa Data 1) Analisa penyebab dan besarnya susut yang terjadi 2) Analisa pengendalian susut

Gambar 3 Alur metodologi penelitian Pada saat simulasi aliran daya pada perangkat lunak ETAP 7, metode aliran daya yang digunakan adalah metode accelerated Gauss-Seidel, dengan iterasi maksimum 2000. Secara garis besar, tahapan-tahapan dalam melakukan simulasi aliran daya hingga memperoleh data hasil simulasi adalah sebagai berikut.


6

Gambar 4 Diagram alir simulasi aliran daya Untuk memperoleh penyelesaian aliran daya pada setiap bus, perlu diketahui dua buah parameter, tergantung pada parameter-parameter yang diketahui. Oleh karena itu, bus pada sistem diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu : a) Bus swing atau reference bus ; parameter yang diketahui adalah tegangan (V) dan sudut fasa tegangan (δ), sedangkan parameter yang tidak diketahui adalah daya aktif (P) dan daya reaktif (Q). b) Bus Generator atau bus kontrol; parameter yang diketahui adalah daya aktif (P) dan tegangan (V), sedangkan parameter yang tidak diketahui adalah sudut fasa tegangan (δ) dan daya reaktif (Q). c) Bus PQ atau bus beban; parameter yang diketahui adalah daya aktif (P) dan daya reaktif (Q), sedangkan parameter yang tidak diketahui adalah tegangan (V) dan sudut tegangan (δ).


7

Adapun langkah-langkah perhitungan penyelesaian aliran daya dengan menggunakan metode Accelerated Gauss Seidel yaitu sebagai berikut. 1. Menghitung impedansi saluran antar bus, misal bus a dan bus b sebagai berikut. Zab = Rab + Xab dimana : Zab

= impedansi saluran antara bus a - b

Rab

= resistansi saluran antara bus a – b

Xab

= reaktansi induktif saluran antara bus a dan bus b

(3)

2. Menghitung admitansi saluran antar bus. Yab = Yrab + Yxab

(4) (5) (6)

dimana : Yab = total admitansi saluran antara bus a dan bus b Yrab = admitansi dari resistansi saluran antara bus a dan bus b Yxab = admitansi dari reaktansi induktif saluran antara bus a dan bus b 3. Menghitung daya terjadwal pada setiap bus. Pjad = Pgenerator - Pbeban

(7)

Qjad = Qgenerator - Qbeban

(8)

4. Menghitung tegangan pada bus a pada saat iterasi (k+1) (9) dimana : Va(k+1) Pijad

= tegangan bus a pada iterasi ke (k+1) = daya aktif terjadwal bus a

Qijad

= daya reaktif terjadwal bus a

yab

= admitansi bus a dan bus b

Vb(k)

= tegangan bus b pada iterasi k

5. Menghitung daya pada reference bus setelah konvergensi tercapai. (3.14)

(10)

(11) dimana : Pa = daya aktif pada reference bus Qa = daya reaktif pada reference bus


8

6. Menghitung aliran daya antar bus Sab = Va (V*ab Y*ab + V*a Y*cab ) Pab - jQab = Va*(Va - Vb) Yab + Va*Va Ycij

(12) (13)

dimana : Sab = aliran daya kompleks dari bus a – b Pab = aliran daya aktif dari bus a – b Qab = aliran daya reaktif dari bus a – b Va = tegangan di bus a Vb = tegangan di bus b Vab = tegangan antara bus a dan bus b Yab = admitansi antara bus a dan bus b Ycab = admitansi line charging antara bus a dan bus b 7. Menghitung rugi-rugi daya kompleks antar bus Slosses = Sab + Sba

(11)

dimana : Slosses = rugi-rugi daya kompleks dari bus a ke bus b Sab

= daya kompleks dari bus a – b

Sba

= daya kompleks dari bus b - a

Dari data hasil simulasi untuk kondisi existing, dapat diperoleh data profil tegangan masingmasing bus dan beban-beban listrik, total nilai susut daya dengan menjumlahkan seluruh nilai susut daya pada masing-masing bus, serta susut energi dari nilai total susut daya yang diperoleh tiap jamnya.. Kemudian, nilai efisiensi dari daya yang disalurkan dari pembangkit dan persentase nilai susut daya dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut. (12) (13)

Besar nilai masing-masing susut yang diperoleh akan diperbaiki menjadi lebih kecil dengan metode pengendalian nilai susut. Dalam penelitian ini, metode pengendalian nilai susut yang digunakan adalah dengan cara mengubah tap pada trafo dan penggantian kabel saluran yang memiliki luas penampang lebih besar.


9

Berikut one line diagram sistem kelistrikan Energi Mega Persada (EMP) Gelam.

Gambar 5 Sistem Kelistrikan EMP Gelam

4. HASIL PENELITIAN Pada saat simulasi aliran daya dilakukan, semua beban dalam keadaan aktif beroperasi, kecuali yang memiliki fungsi sebagai cadangan (back up) seperti Chiller-02, Compressor-02, dan Shipping pump-01. Disamping itu, data pembangkitan (power generation) yang digunakan dalam simulasi aliran daya adalah sebagai berikut . Tabel 1 Data pembangkitan untuk simulasi aliran daya ID

Nama

Status

G-01

GE Genset 250 kVA

Running

G-02

DE Genset 200 kVA

Running

G-03

DE Genset 200 kVA

Back up

G-04

DE Genset 200 kVA

Back up

G-05

PLN

Back up


10

Berikut hasil simulasi aliran daya pada saat kondisi eksisting. Tabel 2 Profil Tegangan Pada Bus PDS-

Tabel 6 Profil Tegangan Pada Bus PDS-

09-01

01-01

Tabel 7 Losses Pada Bus PDS-01-01


Tabel 8 Profil Tegangan Pada Bus PDS01-02

Tabel 4 Profil Tegangan Pada Bus PDS-


09-02



11

Tabel 10 Profil Tegangan Pada Bus LP01-01

Tabel 16 Profil Tegangan Pada Bus PDS11-01 Tabel 11 Losses Pada Bus LP-01-01

Tabel 17 Losses Pada Bus PDS-11-01 Tabel 12 Profil Tegangan Pada Bus LP01-02 Tabel 18 Profil Tegangan Pada Bus PDS11-02 Tabel 13 Losses Pada Bus LP-01-02


Tabel 14 Profil Tegangan Pada Bus LP01-03

Tabel 20 Profil Tegangan Pada Bus PDS16-01

Tabel 15 Losses Pada Bus LP-01-03 Keterangan :

 normal, 0% < jatuh tegangan < 2,5%  marjinal, 2.5% < jatuh tegangan < 5%  critical, jatuh tegangan > 5%

Dari hasil simulasi aliran daya, bus yang mengalami susut tegangan terbesar adalah bus LP01-01. Besarnya susut tegangan yang terjadi adalah 6,316% sehingga besar tegangan bus LP01-01 adalah 0,356 kV. Ini menyebabkan bus LP-01-01 berada pada status critical. Hal ini


12

disebabkan oleh susut tegangan sudah terjadi pada bus-bus sebelum bus LP-01-01 sehingga nilai tegangan yang didistribusikan ke LP-01-01 tidak berada pada nilai nominalnya. Disamping itu, bus LP-01-01 merupakan bus terjauh pada sistem kelistrikan EMP sehingga juga menjadi salah satu penyebab terjadinya susut tegangan terbesar. Sementara itu, beban yang mengalami susut tegangan terbesar dialami oleh ESP-03 yakni sebesar 8,42% sehingga nilai tegangan pada ESP-03 adalah 1,099 kV. Seharusnya nilai nominal tegangan pada ESP-03 adalah 1,2 kV. Hal ini disebabkan karena ESP-03 tersambung pada bus PDS-01-01 yang mengalami susut tegangan dan berada pada kondisi marjinal. Panjang saluran kabel dari T-04 menuju ESP-03 adalah 3 km sehingga juga menjadi penyebab terjadinya susut tegangan yang besar. Disamping itu, dari hasil simulasi aliran daya diperoleh total rugi-rugi daya pada sistem kelistrikan EMP Gelam yaitu sebagai berikut.

Tabel 21 Susut daya pada masing-masing bus ID

P [kW]

Q [kVAR]

PDS-09-01

7.9

6.5

PDS-09-02

0.0

0.0

PDS-01-01

3.8

1.4

PDS-01-02

0.1

0.0

LP-01-01

0.0

0.0

LP-01-02

0.0

0.0

LP-01-03

0.4

0.0

PDS-11-01

0.0

0.0

PDS-11-02

0.0

0.0

PDS-16-01

0.0

0.0

TOTAL

12.2

7.9

Total susut daya yang terjadi di sistem kelistrikan EMP GELAM adalah sebesar 12,2 KW dan 7,9 KVAR atau sama dengan 20.116 KVA. Sementara itu, daya yang disuplai oleh pembangkit G-01 dan G-02 masing-masing sebesar 133 KVA sehingga total daya yang disuplai oleh pembangkit adalah 266 KVA. Jadi efisiensi daya pada sistem kelistrikan EMP Gelam adalah sebagai berikut.


13

Losses

= 100% - 94,536% = 5,464%

Berdasarkan dokumen keekonomian PDS Gelam yang dimiliki oleh pihak perusahaan, terdapat data mengenai penggunaan bahan bakar gas dan diesel pada masing-masing generator set dalam menghasilkan kilowatt tiap jamnya, serta biaya penggunaan masingmasing bahan bakar. Hal ini dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 22 Keekonomian pembangkit EMP Gelam ID Generator-set

Bahan Bakar

Jumlah

Harga

G-01

Gas

10 scf / kWH

US$ 4,90 /MMBTU

G-02

Diesel

0,3 lt / kWH

US$ 0,80 / lt

NB : 1) scf adalah standard cubic foot (1 ft 3). 2) MMBTU adalah Million Metric British Thermal Unit. 1 MMBTU = 28,316 m3 gas. 1 ft3 = 0,02832 m3

Dari hasil simulasi diketahui bahwa total jumlah susut daya dalam kilowatt adalah sebesar 12,2 kW. Tiap jamnya, akan terjadi susut energi sebesar 12,2 kWH. Dengan menyatakan bahwa 6,1 kWH dari 12,2 kWH merupakan hasil keluaran generator-set diesel, dan 6,1 kWH nya lagi merupakan hasil keluaran generator-set gas, maka berdasarkan perhitungan berikut akan diperoleh kerugian perusahaan secara finansial.  Bahan bakar diesel Jumlah konsumsi bahan bakar = 6,1 [kWH] x 0,3 [lt / kWH] = 1,83 lt Biaya bahan bakar

= 1,83 [lt] x US$ 0,80 [1 / lt] = US$ 1,464

 Bahan bakar gas Jumlah konsumsi bahan bakar = 6,1 [[kWH] x 10 scf / [kWH] = 61 scf = 61 ft3 = 1,72752 m3 = 0,061 MMBTU Biaya bahan bakar

= 0,061 [MMBTU] x $ 4,90 / [1 / MMBTU] = US$ 0,299

Total biaya bahan bakar = US$ 1,464 + US$ 0,299 = US$ 1,763


14

Jadi, susut energi menyebabkan EMP Gelam mengalami kerugian sebesar US$ 1,763 tiap jamnya. Dalam satu hari EMP gelam akan mengalami kerugian sebesar US$ 42,311 dan dalam 1 minggu, 1 bulan, serta 1 tahun EMP Gelam akan mengalami kerugian masing-masing sebesar US$ 296,174; US$ 1269,318 ; dan US$ 15443,374. Berdasarkan nilai tukar rupiah terhadap USD pada tanggal 18 Desember 2012 yaitu Rp 9.649, maka kerugian yang diterima oleh EMP Gelam akibat susut energi ini dalam rupiah adalah sebesar Rp 17.011,187 dalam 1 jam, Rp 408.258,839 dalam 1 hari, Rp 2.857.522,403 dalam 1 minggu, Rp 12.247.649,38 dalam 1 bulan, dan Rp 149.013.115,7 dalam 1 tahun. Grafik 1 Besar rugi biaya yang ditimbulkan oleh susut energi per periode waktu tertentu saat kondisi eksisting

Grafik Biaya Vs T Biaya (Rp)

160000000 140000000 120000000 100000000 80000000 60000000 40000000 20000000

T (periode)

0 1 JAM

1 HARI

1 MINGGU 1 BULAN

1 TAHUN

5. PEMBAHASAN Dari hasil simulasi, adapun rekomendasi untuk memperbaiki nilai susut pada sistem kelistrikan EMP Gelam, yaitu sebagai berikut. a) Mengubah posisi tap trafo, yaitu trafo T-02 sebesar +5%, trafo T-03 sebesar +5% dan trafo T-04 sebesar +2.5%. b) Ukuran kabel diperbesar pada saluran yang mengalami rugi-rugi energi terbesar yaitu P06, P-10, P-14, dan P-15 yang masing-masing luas penampangnya diubah menjadi 150 mm2. Berdasarkan hasil rekomendasi pada kondisi kelistrikan eksisting sebelumnya, maka setelah dilakukan simulasi kembali diperoleh perbandingan data sebagai berikut.


15

Tabel 23 Profil Tegangan Bus Tegangan Bus (KV) ID Bus

VRATING (KV)

Sebelum

Susut

Perbaikan

Tegangan

Tegangan Bus (KV) Status

Sesudah

Susut

Perbaikan

Tegangan

Status

PDS-09-01

0,38

0,379

0.263 %

Normal

0,379

0.263 %

Normal

PDS-09-02

0,38

0,373

1,842 %

Normal

0,377

0,790 %

Normal

PDS-01-01

0,38

0,368

3,158 %

Marjinal

0,386

1,579 %

Normal

PDS-01-02

0,38

0,358

5,790 %

Critical

0,383

0,790 %

Normal

LP-01-01

0,38

0,356

6,316 %

Critical

0,382

0,526 %

Normal

LP-01-02

0,38

0,357

6,053 %

Critical

0,382

0,526 %

Normal

LP-01-03

0,38

0,358

5,790 %

Critical

0,381

0,263%

Normal

PDS-11-01

0,38

0,370

2,632 %

Marjinal

0,373

1,842 %

Normal

PDS-11-02

0,38

0,369

2,895 %

Marjinal

0,372

2,105 %

Normal

PDS-16-01

0,38

0,366

3,684 %

Marjinal

0,370

2,632 %

Marjinal

Pada tabel di atas dapat dilihat bahwa setelah dilakukan perbaikan, hampir seluruh bus berada dalam status normal. Bus PDS-01-01, PDS,11-01, dan PDS 11-02 memiliki status normal setelah perbaikan dari keadaaan marjinal. Dan bus LP-01-01, LP-01-02, dan LP-01-03 memiliki status normal setelah perbaikan dari keadaan critical. Setelah perbaikan, bus yang mengalami nilai susut tegangan terbesar dialami oleh bus PDS-16-01 sebesar 2,632%. Hal ini disebabkan karena posisi bus PDS-16-01 ini sangat jauh yaitu 2 km dari bus sebelumnya. Tabel 24 Susut daya pada masing-masing bus P [kW]

ID

sebelum

Q [kVAR]

sesudah

sebelum

sesudah

PDS-09-01

7.9

5.6

6.5

6.3

PDS-09-02

0.0

0.0

0.0

0.0

PDS-01-01

3.8

2.5

1.4

1.3

PDS-01-02

0.1

0.1

0.0

0.0

LP-01-01

0.0

0.0

0.0

0.0

LP-01-02

0.0

0.0

0.0

0.0

LP-01-03

0.4

0.3

0.0

0.0

PDS-11-01

0.0

0.0

0.0

0.0

PDS-11-02

0.0

0.0

0.0

0.0

PDS-16-01

0.0

0.0

0.0

0.0

TOTAL

12.2

8.5

7.9

7.6


16

Setelah dilakukan perbaikan, besar total rugi-rugi daya menjadi lebih kecil yaitu 8,5 kW dan 7,6 kVAR atau sebesar 11,402 kVA. Dengan total daya yang disuplai oleh pembangkit G-01 dan G-02 adalah sebesar 268 KVA, maka efisiensi daya pada sistem kelistrikan EMP Gelam setelah perbaikan adalah sebagai berikut.

Losses

= 100% - 95,746% = 4,254% Grafik 2 Besar susut daya sebelum dan sesudah perbaikan pada masing-masing bus

Grafik P pada masing-masing bus Susut (kW) 8 6 4 awal

2

perbaikan

0 BUS

Pada grafik di atas, dapat dilihat bahwa susut daya yang terjadi lebih kecil setelah diberi perbaikan pada masing-masing bus. Susut terbesar masih dialami oleh bus PDS-09-01 sebesar 5,6 kW. Sebelum perbaikan, nilai susut daya pada bus ini adalah 7,9 kW sehingga terdapat selisih 2,3 kW yang merupakan nilai perbaikan terhadap nilai susut yang terjadi. Untuk bus PDS-01-01, PDS-01-02, dan LP-01-03 memiliki susut daya masing-masing 2,5 kW; 0,1 kW; dan 0,3 kW. Dari hasil simulasi setelah perbaikan diketahui bahwa total jumlah susut daya yang terjadi adalah sebesar 8,5 kW. Tiap jamnya, akan terjadi susut energi sebesar 8,5 kWH. Dengan menyatakan bahwa 4,25 kWH dari 8,5 kWH merupakan hasil keluaran generator-set diesel, dan 4,25 kWH nya lagi merupakan hasil keluaran generator-set gas, kerugian yang dialami akibat susut energi setelah adanya perbaikan adalah sebagai berikut.


17

 Bahan bakar diesel Jumlah konsumsi bahan bakar

= 4,25 [kWH] x 0,3 [lt / kWH] = 1,275 lt

Biaya bahan bakar

= 1,41 [lt] x US$ 0,80 [1 / lt] = US$ 1,02

 Bahan bakar gas Jumlah konsumsi bahan bakar

= 4,25 [kWH] x 10 scf / [kWH] = 42,5 scf = 42,5 ft 3 = 1,204 m3 = 0,0425 MMBTU

Biaya bahan bakar

= 0,0425 [MMBTU] x US$ 4,90 / [1 / MMBTU] = US$ 0.20825

Total biaya bahan bakar = US$ 1,02 + US$ 0,20825 = US$ 1,22825 Jadi, susut energi menyebabkan EMP Gelam mengalami kerugian sebesar US$ 1,22825 tiap jamnya. Dalam satu hari EMP gelam akan mengalami kerugian sebesar US$ 29,478 dan dalam 1 minggu, 1 bulan, serta 1 tahun EMP Gelam akan mengalami kerugian masing-masing sebesar US$ 206,346; US$ 884,34; dan US$ 10759,47. Berdasarkan nilai tukar rupiah terhadap USD pada tanggal 18 Desember 2012 yaitu Rp 9.649, maka kerugian yang diterima oleh EMP Gelam akibat susut energi ini dalam rupiah adalah sebesar Rp 11.851,384 dalam 1 jam, Rp 284.433,222 dalam 1 hari, Rp 1.991.032,554 dalam 1 minggu, Rp 8.532.996,66 dalam 1 bulan, dan Rp 103.818.126 dalam 1 tahun. Grafik 3 Besar rugi biaya yang ditimbulkan oleh susut energi per periode waktu tertentu

Grafik Biaya Vs T

Biaya (Rp) 160000000 140000000 120000000

kondisi awal

100000000 80000000

kondisi perbaikan

60000000 40000000 20000000 0 1 jam

1 hari

1 minggu

1 bulan

1 tahun

T (periode)


18

Dari grafik, dapat dilihat bahwa untuk jangka waktu satu tahun selisih rugi biaya susut energi yang dihasilkan antara kondisi eksisting dan kondisi perbaikan adalah sebagai berikut Selisih rugi biaya = rugi biaya susut energi eksisting – rugi biaya susut energi perbaikan = Rp 149.013.115,7 - Rp 103.818.126 Selisih rugi biaya = Rp 45.194.989,7 Ini menunjukkan bahwa pihak perusahaan akan hemat sebesar Rp 45.194.989,7 per tahunnya setelah adanya perbaikan pada sistem kelistrikan EMP Gelam. Namun karena pada perbaikan melakukan pergantian beberapa kabel saluran yaitu P06, P-10, P-14, dan P-15 yang masing-masing luas penampangnya diubah menjadi 150 mm2, maka berikut akan dikalkulasikan biaya penggantian kabel saluran untuk mengetahui kesinambungan penggantian kabel ini dengan susut energi yang terjadi. Berdasarkan situs http://kabellistrik.com/index.php menyatakan bahwa untuk kabel NYY 4 core dengan luas penampang 150 mm2 memiliki harga Rp.460.000 per meternya, sedangkan total panjang kabel yang akan diganti adalah 345 m. Jadi, biaya yang digunakan untuk mengganti kabel adalah : 345 m x Rp 460.000 / m = Rp 158.700.000 Kabel NYY ini memiliki life time hanya untuk sepuluh tahun, maka : Rugi biaya susut energi eksisting selama 10 tahun = Rp 149.013.115,7 x 10 thn = Rp 1.490.131.157 Rugi biaya susut energi perbaikan selama 10 tahun = (Rp 103.818.126 x10 thn) + biaya pembelian kabel = Rp 1.038.181.260 + Rp 158.700.000 = Rp 1.196.881.260 Selisih rugi biaya susut = Rp 1.490.131.157 - Rp 1.196.881.260 = Rp 293.249.897 Dari perhitungan dapat dilihat bahwa dengan penggantian kabel dan untuk rugi biaya susut energi perbaikan, nilai rugi biayanya lebih kecil dibandingkan rugi biaya susut energi untuk keadaan eksisting sehingga dapat dinyatakan bahwa rekomendasi mengenai penggantian kabel pada sistem kelistrikan EMP Gelam merupakan suatu langkah yang tepat.


19

6. KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut. 1) Pada saat kondisi eksisting, susut tegangan terbesar terjadi pada bus LP-01-01 sebesar 6,316%. 2) Pada saat kondisi eksisting, susut daya yang terjadi pada sistem kelistrikan EMP Gelam sebesar 12,2 kW dan 7,9 kVAR sehingga efisiensi daya disaluran adalah 94,536%. 3) Kerugian yang diperoleh EMP Gelam akibat susut energi per tahunnya adalah Rp 149.013.115,7 4) Apabila perbaikan susut dengan menaikkan tap trafo T-01, T-03, T-04 dan mengganti kabel saluran P-06, P-10, P-14, dan P-15 diimplementasikan, maka susut tegangan terbesar terjadi pada bus PDS-16-01 sebesar 2,632% 5) Apabila perbaikan susut dengan menaikkan tap trafo T-01, T-03, T-04 dan mengganti kabel saluran P-06, P-10, P-14, dan P-15 diimplementasikan, susut daya pada sistem kelistrikan EMP Gelam menjadi 8.5 kW dan 7,6 kVAR sehingga efisiensi daya disaluran menjadi 95,746%. 6) Kerugian yang diperoleh EMP Gelam akibat susut energi per tahunnya apabila perbaikan susut dengan menaikkan tap trafo T-01, T-03, T-04 dan mengganti kabel saluran P-06, P10, P-14, dan P-15 diimplementasikan adalah Rp 103.818.126 dan hemat Rp 45.194.989,7 dari kondisi eksisting.


20

7.KEPUSTAKAAN

[1] Cahyanto, Restu Dwi. Studi Perbaikan Kualitas Tegangan Dan Rugi-rugi Daya Pada Penyulang Pupur Dan Bedak Menggunakan Bank Kapasitor, Trafo Pengubah Tap, Dan Penggantian Kabel Penyulang. Depok : Skripsi. 2008 [2] Tim Analisa Susut Distribusi. Pengendalian susut. PT PLN (Persero) Distribusi Jawa Barat dan Banten. 2007

Adisuryo, Drs.Soekardi. Pelatihan Dan Sertifikasi Operator Produksi dan Teknisi Maintenance. Bandung : PT. Mulia Bahagia Abadi.

Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia. Buku I Kriteria Disain Enjinering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Jakarta : PT PLN (Persero). 2010

Kundur, Prabha. Power System Stability and Control. McGraw-Hill. 1993

Rijono, Drs. Yon. Dasar Teknik Tenaga Listrik Edisi Revisi. Yogyakarta : Penerbit Andi. 1997

SNI No. 04-0225-2000 : Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 [PUIL2000]

Tim Analisa Susut Distribusi. Pengendalian susut. PT PLN (Persero) Distribusi Jawa Barat dan Banten. 2007

Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik Elektronik Daya. Gramedia Pustaka Utama. 1998


EVALUASI SUSUT PADA SISTEM KELISTRIKAN ENERGI MEGA PERSADA GELAM

Recommend Documents