MAKALAH PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI
OLEH KELOMPOK 3 :
1. Aldo Sugandi Pratama (monitor) 2014330005 2.
Ratih Oktiara (Moderator) 2014330008
3. Ferry Ardianto (Penyaji) 2014330016 4. Rahmad Doni (Notulen 1) 2015330013 5. Anggun Nan Tongga (Notulen2) 2014330018
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG 2016
PENGATURAN TEGANGAN PADA SISTEM DISTRIBUSI Tujuan utama dari kendali tegangan sistem adalah penggunaan setiap daya dan tegangan menjadi ekonomis, yaitu tegangan yang digunakan sesuai dengan tegangan yang di buat atau di desain dari peralatan yang dipakai sampai suatu batas tertentu. Kebanyakan hampir semua peralatan yang dipakai dibuat untuk tegangan tertentu, yaitub tegangan terminalnya yang besarnya sudah tertentu, dan tegangan ini tercantum pada papan pengenalnya (name plate). Seperti diketahui, tegangan catu untuk setiap pelangan tidak mungkin sama, hal ini desebabkan karena adanya impendansi dari jaringan pemasoknya. Jadi, jatuh tegangan selalu ada pada setiap bagian dari sitem tenaga, mulai dari sumber sampai ke pelanggan. Jatuh tegangan juga terdapat pada instalasi dalam rumah. Jatuh tegangan berbanding lurus dengan besarnya arus dengan sudut pasanya, yaitu arus yang mengalir pada sistem tenaga. Agar para pelangan pada titik penerima tidak mengalami terlalu banyak penurunan tegangan, maka tegangan pengirim dinaikkan. Akibat tegangan pengirim dinaikkan, maka para pelanggan yang dekat sumber akan menerima tegangan yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan para pelanggan yang jauh dari sumber. Dalam kenyataannya, stiap pelanggan menggunakan jenis-jenis peralatan yang sejenis. Oleh karena itu tegangan pelayanan bagi setiap pelanggan paling sedikit harus sama. Untuk itu perlu adanya toleransi tegangan dari setiap peralatan yang dipakai, yaitu batas atas dan batas bawah dari tegangan nominalnya. Batas toleransi tegangan suatu peralatan tercantum pada papan namanya. Toleransi tegangan pelayanan yaitu catu tegangan sampai meter pelanggan utuk beberapa Negara, sebagai perbandingan adalah sebagai berikut :
Indonesia lebih kurang 5% s/d 10%
Inggris lebih kurang 6%
Amerika 5%
Pengaturan tegangan sistem, tidak lebih dari membuat tegangan yang diterima pelanggan masih dalam batas-batas yang diizinkan, yaitu dengan menggunakan peralatan pengatur tegangan dan menempatkanya pada tempat yang strategis pada sitem tersebut. Pada dasarnya tujuan pengatur tegangan, yaitu bagaimana penggunaan setiap daya dan tegangan menjadi ekonomis, dimana tegangan yang digunakan sesuai dengan tegangan yang didesain dari peralatan yang dipakai sampai pada batasan tertentu. Dalam pembahasan pengaturan tegangan ini, ada beberapa hal yang akan dibahas yaitu :
1. Defenisi-defenisi dasar 2. Mutu catu daya listrik dan tegangan standard 3. Pengendalian tegangan 4. Pengubah sandapan berbeban 5. Sandapan tanpa beban pada trafo distribusi 6. Macam sandapan berbeban dan data pengatur tegangan
1.DEFENISI-DEFENISI DASAR Untuk membahas lebih lanjut mengenai sitem pengaturan tegangan perlu dijelaskan terminologi yang dipakai. 1. JATUH TEGANGAN Merupakan perbedaan antara tegangan ujung kirim (Vk) dengan tegangan ujung terima (Vt) dari suatu penyulang. 2. TEGANGAN NOMINAL Merupakan nilai nominal yang dirancang untuk suatu rangkaian atau suatu sistem untuk kelas tegangan tertentu sehingga karakteristik kerja tertentu yang disyaratkan dari sistem itu ditunjukkan 3. TEGANGAN TERTINGGI SUATU SIATEM Tegangan tertinggi dari suatu sistem adalah nilai tertinggi yang terjadi dalam keadaan kerja normal pada setiap saat dan setiap titik pada suatu sistem ( tidak termasuk gejala-gejala peralihan tegangan karena pemutusan sistem atau variasi tegangan temporer) 4. TEGANGAN TERENDAH SUATU SISTEM Tegangan terendah dari suatu sistem adalah nilai terendah yang terjadi dalam keadaan kerja normal pada setiap saat dan setiap titik pada suatu sistem ( tidak termasuk gejala-gejala peralihan tegangan karena pemutusan sistem atau variasi tegangan temporer) 5. TEGANGAN TERTINGGI SUATU PERALATAN Merupakan nilai maksimum/tegangan tertinggi yang diterapkan pada suatu peralatan dimana peralatan akan digunakan dengan memperhatikan (isolasi, karakteristik lain sesuai dengan rekomendasi
peralatan).
Tegangan tertinggi
peralatan tersebut
ditentukan
dengan
memperhatikan isolasi dan karakteristik lain yang ada hubungannya dengan teganggan tertinggi ini sesuai dengan rekomendasi peralatan yang bersangkutan. 6. TEGANGAN PENGENAL (Rated Voltage) Tegangan pengenal adalah tegangan operasinya
dan tegangan dari karakteristik
performancenya. Tegangan pengenal dari suatu peralatan, umumnya adalah tegangan pada papan namanya dan pada tegangan ini dicapai performance yang optimum. 7. TEGANGAN PELAYANAN (Service Voltage)
Tegangan pelayanan adalah tegangan yang di ukur pada terminal dari peralatan pembatas atau meter (KWH-meter) milik PLN pada pelangan. 8. VARIASI TEGANGAN PELAYANAN Variasi tegangan pelayan adalah perubahan nilai tegangan pelayanan pada kerja normal terhadap nilai tegangan nominal, yang disebabkan adanya perubahan beban (tidak termasuk gejala peralihan dan tidak normal), serta usaha untuk pengaturan trgangan. 9. TEGANGAN PEMAKAIAN Tegangan pemakaian adalah tegangan yang diukur pada terminal dari suatu peralatan. 10. PENGATURAN TEGANGAN (Voltage regulation) Pengaturan tegangan Adalah jatuh tegangan yang diukur dalam persen (%) dengan tegangan ujung terima sebagai referensinya . Jatuh tegangan setiap komponen sistem distribusi selalu dinyatakan
dalam persen (%) Jatuh tegangan dalam % untuk setiap komponen sistem
distribusi dinyatakan basis tegangan yang sama. Pengaturan tegangan dinyatakan dengan :
2. MUTU CATU DAYA LITRIK DAN TEGANGAN STANDART Secara umum sistem pelayanan listrik yang didambakan oleh konsumen adalah terjaminnya kelansungan penyaluran tenaga listrik secara terusmenerus dengan MUTU yang memadai MUTU YANG MEMADAI mencakup sejumlah kriteria dasar antara lain adalah a) Variasi tegangan
e) Variasi frekuensi
b) Kedip tegangan (voltage-dip)
f) kelip tegangan (voltage flicker)
c) Harmonisa
g) Tegangan tak seimbang
d) Pemadaman Mutu listrik akan akan mengalami pengurangan bila terjadi penyimpangan pada : a) Tegangan , dimana tegangan mengalami penyimpangan tetap dari batas toleransi b) Frekuensi, adanya hubung singkat serta pemasokan/pengeluaran beban yang besar c) Keandalan, adanya gangguan/ kejadian yang tidak direncanakan sebelumnya pada unsur jaringan Mempertahankan MUTU listrik dan penyalurannya merupakan tugas pengelolanya dan juga pelanggan Cara pelanggan mempertahankan mutu pemakaian listrik dengan memperhatikan : - faktor daya - ketidak seimbangan beban - kadar frekuensi lebih
Mutu Listrik yang memadai mencangkup beberapa kriteria sebagai berikut : 1. Variasi Tegangan 2. Kedip Tegangan
dari perusahaan
3. Harmonisa 4. Pemadaman 5. Variasi Frekuensi 6. Kelip Tegangan(Flicker) 7. Tegangan tidak seimbang
1.Variasi Tegangan Penyaluran daya ke pelanggan tegangannya tidak selalu konstan karena dipengaruhi oleh impedansi dari jaringan yang mencatunya. Tegangan pelayanan akan bervariasi untuk setiap pelanggan dengan batas-batas toleransinya Toleransi tegangan yang diizinkan didasarkan atas STANDAR SPLN 1:1978 dimana variasi tegangan pelayanan sebagai akibat jatuh tegangan, karena adanaya perubahan beban adalah : MAKSIMUM MINIMUM
: + 5%
DARI TEGANGAN NOMINALNYA
: - 10%
Untuk menjaga agar batas toleransi tegangan pelayanan dalam batas yang diperbolehkan : 1) Tegangan jaringan primer di GI dikendalikan dengan menaikkan tegangan pada keadaan beban berat dan menurunkan tegangan pada keadaan beban ringan 2) Trfo distribusi dilengkapi dengan sadapan tanpa beban (no-load changing) baik disisi TM maupun sisi TR 2. Jatuh Tegangan pada Sistem Distribusi Penyulang tegangan menegah Transformator distribusi Penyulang jaringan tegangan rendah Sambungan Rumah (SR) Instalasi rumah
Ket : 1. Pennyulang TM 2. Trafo Distribusi 3. Pennyulang TR 4. Sambungan Rumah 5. Instalasi rumah
Jatuh Tegangan Pada Distribusi 1. Pada pengulang utama
: 7%
2. Pada Trafo distribusi
: 4%
3. Pada Jaringan Tegangan Rendah
: 5%
4. Pada Sambungan Rumah
: 2% Jumlah : 18%
Beberapa Pengaruh Variasi Tegangan pada Peralatan Listrik sebagai berikut : Lampu Pijar mempengaruhi kapasitas terangnya (lumen) maupun umur lampu Lampu Neon (Fluoerescent lamp) Lampu Mercuri mempengaruhi kemampuan asut, terangnya dan pemakaian daya Alat pemanas listrik Motor listrik Motor sinkron Peralatan elektronik
3. Variasi Frekuensi Dengan adanya perubahan frekuensi akan meyebabkan perubahan impedansi sistem secara keseluruhan Batas variasi frekuensi yang diberikan adalah : ± 0,2 % = 0,1 Hz untuk selama 24 jam Penyimpangan frekuensi biasanya disebabkan oleh : 1. Terjadinya perubahan besar yang berlansung secara cepat 2. Terjadinya gangguan yang menyebabkan pusat pembangkit terl;epas dari jaringan 3. Terjadi hubung singkat Akibat perubahan frekuensi: 1. Berpengaruh pada moment putar dan moment puntir motor sinkron dan asinkron 2. Tetapi pada pada peralatan penerangan dan pemanas listrik tidak terlalu berpengaruh. Pengaturan frekuensi dilakukan pada pusat-pusat pembangkit. 4. Fluktasi Tegangan dan Kedip Lampu (flicker) Kedip lampu adalah perubahan mendadak dari intensitas terang lampu (lumen) yang disebabkan oleh perubahan mendadak tegangan terminal dari lampu tersebut Kedip tegangan pada umumnya disebabkan oleh
arus asut motor yang besar sehingga
menimbulkan turunnya intensitas terangnya lampu pijar/neon, karena intensitas terangnya merupakan fungsi dari tegangan Karakteristik kedip tegangan ditentukan oleh : a. Besarnya perubahan tegangan b. Frekuensi kedip c. Lamanya kedip terjadi Kedip tegangan akibat pengasutan motor dapat dikurangi dengan cara sbb : a. Gunakan motor dg sedikt memerlukan kVA b. Gunakan motor dengan kopel rendah jika bebannya ringa c. Gantii motor ukuran besar dengan ukuran kecil d. Gunakan motor asut untuk mengurangi arus asut pd motor utama e. Gunakan kapasitor shunt/ser untuk koreksi faktor daya 5.Pemasangan Kapasitor SHUNT dan SERI untuk Mengurangi Kedip Tegangan Jika kapasitor Shunt digunakan pada saat mengasut dengan waktunya singakat tidak lebih dari 10 detik, setelah mencapai putaran nominalnya maka kapasitor dilepas dari rangkaian. Hubungan kapasitor untuk sistem 3 fasa umumnya hubungan DELTA , sedangkan teraan tegangan kapasitornya adalah tegangan fasa sehingga pada saat kapasitor dihubung delta maka tegangan yang diterapkan lebib besar √3 kali tegangan teraannya.
Teraan KVA Effektif , dimana selang waktu sesaat (waktu asut) dari kapasitor adalah 3 kali ( V/Vr)2 teraannya (rating) Jika kapasitor dipasang kapasitor seri maka kapasitor dipasangan antara GD dan pelanggan rumah tangga, dimana pemasangan kapasitor seri dapat mengatasi kedip tegangan dari beban yang berfluktuasi. (Gambar . a) Jika kapasitor dipasang antara beban rumah tangga dengan beban berflluktuasi ini tidak akan mengurangi kedip tegangan karena pada keadaan ini impedansi antara sumber dan titik beban rumah tangga tidak berkurang ( Gambar .b)
3. PENGENDALIAN TEGANGAN Untuk menjaga agar tegangan sirkit distribusi masih dalam batas-batas yang diperbolehkan, maka ini berarti bahwa tegangan perlu dikendalikan, misalnya menaikkan tegangan sirkit bila rendah dan menurunkanya bila tinggi. Ada beberapa cara guna memperbaiki pengaturan tegangan tegangan secara keseluruhan dari system distribusi. Caracara tersebut adalah : 1. Menggunakan pengatur tegangan pada generator
2. Memakai alat pengatur tegangan pada Gardu Induk 3. Memasang kapasitor pada GI 4. Beban penyulang dibuat seimbang 5. Memperbesar penampang penyulang 6. Merubah peyulang fasa tunggal menjadi fasa-tiga 7. Memindahkan beban ke penyulang yang baru 8. Membangun GI dan Penyulang TM yang baru 9. Menaikkan kelas/tingkat tegangan penyulang TM 10. Memakai alat pengatur tegangan pada penyulang TM 11. Memasang kapasitor shunt atau seri pada penyulang TM Akan tetapi pengaturan tegangan otomatis selalu dilengkapi : 1. Pengatur tegangan rel pada GI 2. Pengatur tegangan individu penyulang pada GI, dan 3. Dilengkapi alat pengatur tegangan saluran, yang dipasang pada tiang SUTM-nya.
JATUH TEGANGAN AKIBAT MENSTAR MOTOR Jatuh tegangan yang diakibatkan oleh arus asut motor induksi tergantung dari ukuran motor tersebut. a. Ukuran motor b. Faktor daya waktu pengasutan c. Impedansi sistem d. Cara pengasutan motor Motor tiga fasa jatuh tegangannya didapat dengan cara EXSTRAPOLASI yaitu menganalisa ekivalen satu fasanya, dimana jatuh tegangan satu fasa adalah :
Dimana : Ek
= tegangan suplai( fasa ke netral)
Et
= tegangan beban fasa ke netral
I
= arus asut motor
R
= tahanan system
X
= reaktansi sistem
cosθas = factor daya beban saat pengasutan Jatuh tegangan dalam porsen (%).
Untuk lebih mudah pengasutan ,maka dipakai faktor daya 0,3 dan arus asut antara 4 s/d 7 kali arus beban nominalnya atau yang biasa dipakai ( 6 x In ) Arus asut dapat dikurangi dengan memakai alat pengasutan motor induksi antara lain auto transformator dan star bintang delta. Jika menggunakan cara pengasutan auto transformator maka arus asutnya adalah :
Jika menggunaka start bintang-delta maka arus asunya :
33/11 kV 11/0,42 kV
R
S
T
R
S
T
Gambar 7.2 Bagan satu garis system distribusi radial
4. PENGUBAH SANDAPAN BERBABAN Untuk dapat mengendalikan tegangan primer jaring distribusi , dan menjaga tegangan sistem yang sampai pada pelangan industri maupun domestik masih memenuhi syarat. Untuk itu trafo utama di GI yang memasok jaringan distribusi primer trafonya, dilengkapi dengan peralatan pengubah sandapan berbeban (0n load tap changing), yaitu tegangan dapat diubah dengan memutus sirkitnya. Sandapan tap ini dapat mengubah perbandingan belitan dari trafonya, tap dapat dibuat pada belitan tegangan tingginya maupun disisi tegangan rendahnya. Pemilihan di antara kedua sisi ini, di dasarkan pada tegangan perlilitan sedapat mungkin kontan. 3 hal yang perlu di perhatiakan dalam pengubah sandapan an berbeban yaitu : 1. Tanpa sakelar pada sirkit reaktornya 2. Dengan sakelar pada sirkit reaktornya 3. Sirkit reaktornya dilengkapi dua sakelar pembagi
Perobahan sandapan berbeban dari transformator ini, biasanya digerakkan secara mekanis oleh motor dan dapat juga dilengkapi peralatan yang dapat dikerjakan secara manual, ini diperlukan untuk menjaga bila alat mekanis motornya mengalami gangguan. Transformator dilengkapi sandapan berbeban agar tegangan sekundernya konstan. 5.SANDAPAN TANPA BEBAN PADA TRAFO DISTRIBUSI Salah satu perlengkapan untuk mengusahakan agar tegangan pelayanan masih dalam batasbatas yang diperbolehkan, maka trafo distribusinya dilengkapi dengan sandapan tanpa beban pada sisi tegangan tingginya, disamping itu pada sisi tegangan rendahnya, tegangan keluaranya atau tegangan terminal sisi sekunder trafonya sudah dibuat 231/400 V atau +5% diatas nilai nominalnya 220/380 V. Pengaturan sandapan tanpa beban pada trafo distribusi ini, harus dikaitkan dengan pengaturan tegangan sandapan berbeban pada trafo utama di gardu induk yang bersangkutan. Ada transformator distribusi yang mempunyai 3 sandapan tanpa beban yaitu : +5%, 0% dan 5% pada system 20KV, ekivalen dengan 21 KV ,20 dan 19 KV . Pada trafo distribusi yang mempunyai 5 sandapan tanpa beban, sandapanya adalah +10%,5%,0%,-5% dan -10%, pada system 20 KV, ekivalen dengan 22 KV, 21KV,20KV,19KV dan 18 KV. Sisi Tegangan Rendah (TR) dari kedua macam trafo tersebut diatas, tegangan terminal sekundernya (tanpa beban) sudah dibuat 231/400 V atau +5% diatas nilai nominalnya 220/380 V. 1. Pengetrapan tiga sandapan beban disisi TM trafo distribusi. 2. Pengetrapan 5 sandapan tanpa beban dari trafo distribusi
6.MACAM SANDAPAN BERBEBAN DAN PENGATUR TEGANGAN 1. Data aliran beban Misalkan tegangan maximum dari transmisi VTT Max = 73,50 KV atau 1,05 pu yang terjadi selama diluar beban puncak dan arusnya 0,25 pu kilometer dengan faktor daya 0,95 mendahului. Tegangan transmisi VTT Min = 70 KV atau 1,00 pu yang terjadi selama periode beban puncak dan arusnya 1,00 pu kilometer dengan faktor daya 0,85 tertinggal. 2. Data tegangan dan norma tegangan Misalkan tegangan sekunder maximum adalah 231 V atau 1,05 pu V (basis 220 V) dan tegangan sekunder minimum 198 pu V, dan jatuh tegangan maximum pada JTR nya adalah 0,0005 pu V. Misalkan pula tegangan maximum dari distribusinya primernya Vp Max = 1,0417 pu pada beban nol dan pada beban puncak tahunya adalah 1,0917 pu V (1,0417+0,05) yang merupakan tegangan yang terdekat dengan pengatur dan tegangan minimum adalah 0,95 ( 0,9+0,005) pu V yang merupakan besarnya tegangan pada tempat yang terjauh dari alat pengatur. 3. Data penyulang Misalnya beban puncak tahunnya 9000 KVA pada faktor daya 0,85 dan tersebar disepanjang saluran utamanya 20 km. Misalnya GI tersebut menggunakan trafo tenaga yang dilengkapi sandapan berbeban guna mengatur tegangan rel 20 KV nya.
KESIMPULAN
Dari pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa, pada sitem distribusi sangat diperlukan pengaturan tegangan . Pengaturan tegangan pada system distribusi adalah Pengaturan tegangan yang dilakukan sesuai dengan batas-batas tertentu untuk mendapatkan tegangan max dan min pada setiap pelangan dan menempatkanya pada tempat yang strategis pada system. Tujuan dari pengaturan tegangan pada system ini yaitu Bagaimana penggunaan setiap daya dan tegangan menjadi ekonomis, dimana tegangan yang digunakan sesuai dengan tegangan yang didesain dari peralatan yang dipakai sampai pada batasan tertentu . Bagaimana membuat tegangan yang diterima pelanggan tetap pada batas-batas yang diizinkan yaitu dengan menggunakan peralatan pengatur tegangan dan menempatkannya pada tempat yang strategis pada sistem.
PERTANYAAN DAN JAWABAWAN DISKUSI PERSENTASI PPT 1. Jelaskan maksud gambar dari sambungan TR dari tiang sampai kerumah dan apakah nama alat untuk mengantung kabel TR. Dari Wulan Purnama Sari. Jawaban : Maksud gambar tersebut adalah , Kontruksi pemasangan sambungan rumah mulai dari tiang TR sampai ke rumah-rumah pelangan, dimana di gambar diliatkan dari tiang TR kabel dari SLP (Saluran luar pelayanan) di sambungkan ke APP (Alat pembatas dan pengukur) pada SMP ( Saluran masuk pelayanan) sambungan pada APP. Dan nama alat untuk mengantung kabel TR adalah Clamb Oleh Ratih Oktiara 2. Bagaimana Cara menentukan tegangan max dan min , dan apa penyebat tegangan max dan min. Dari Gito Joeni Saputra Jawaban : Cara menentukan tegangan max dan min yaitu seperti diketahui pencantuan tegangan listrik kepada para pelangan tegangannya tida dapat konstan karena adanya impendansi dari dari jarringan yang menyatu dengan kata lain tegangan pelayanan bervariasi pada setiap pelnggan. Variasi tegangan ini mempunyai toleransi yang di dasarkan pada standar PLN yaitu SPLN 1:1978< dimna variasi tegangan ditentukan sebagai akibat jatuh tegangan, karena adanya perobahan beban, maka di tetapkan tegangan max 5% dan min -10% dari yegangan nominalnya. Dan penyebabnya akibat adanya peobahan beban, penyimpangan tetap dari batas toleransi dan frekuensi adanya hubungan singkat serta pemasukan /pengeluaran bebanya besar pada sekelompok pelanggan. Oleh Anggun Nan Tongga 3. Berapa panjang tiang dari tanah keatas dan berapa kedalaman tiang dari tanah kebawah dan berapa panjang max kabel dari tiang kerumah. Jawaban : Jarak Sambungan SR ke APP maxsimal nya 40 meter, kredalaman pemasangan tiang ke tanah
