PENGARUH JARINGAN DISTRIBUSI TERHADAP TEGANGAN JATUH PADA PLTMH KABUPATEN BANTAENG Doni Setia Nugraha, M. Zaky Zaim Muhtadi dan Agus Heriyanto STEM Akamigas, Jl. Gajah Mada No. 38 Cepu Kab. Blora E-mail:
[email protected]
ABSTRAK Secara geografis Kabupaten Bantaeng terletak pada titik 5o21'23"-5o35'26" lintang selatan dan 119o51'42"-120o5'26" bujur timur. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Batu Masong Kabupaten Bantaeng dapat membangkitkan daya sekitar 100 kVA pada sistem tegangan listrik 380/220 volt pada pusat pembangkit, namun pada kenyataannya daya listrik yang dibangkitkan tidak sesuai dengan apa yang diterima oleh masyarakat setempat, terjadi jatuh tegangan pada beberapa konsumen di sekitar ujung distribusi tenaga listrik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar jatuh tegangan yang terjadi di konsumen, mengetahui pandangan masyarakat dengan tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit. Penelitian ini menggunakan metode statistik parametris dengan teknik korelasi products momen di mana korelasi products moment digunakan untuk mencari hubungan dua variabel bila data kedua variabel berbentuk interval atau ratio. Penelitian ini memberikan hasil bahwa jatuh tegangan yang terjadi melebihi toleransi yang di persyaratkan di PUIL, yaitu -10% dari tegangan nominalnya. Kata kunci: PLTMH, jatuh tegangan, saluran distribusi
ABSTRACT Geographically the Bantaeng district is located at the 5o21'23"-5o35'26" south latitude and 119o51'42" - 120o5'26 " east longitude. Batu Masong microhydro power plant in Bantaeng generates power about 100 kVA on the electrical system of 380/220 volts at the plant, but in reality the electric power generated is not in accordance with the power accepted by the local community. It is because the voltage drop occurs in some consumers around the end of the distribution. This research aimed to determinie conducted in order to know the capacity of the voltage drop, so that it takes place in the consumer people’s opinion about the voltage generated by the plant. This research is analyzed using parametric statistical methods with products moment correlation techniques, in which products moment correlation is used to find the correlation between two variables, when the variables are in the form of interval or ratio. In other words, the data is analyzed using products moment correlation method. This study gave the following following results that the voltage drop occurs has exceeded the required tolerance in PUIL, i.e. -10% of the nominal voltage. Key words: microhydro power plant, voltage drop, distribution sistem
1.
sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan 1). PLTMH Kabupaten Bantaeng dapat membangkitkan daya sekitar 100 kVA pada sistem tegangan listrik 380/220 volt pada pusat pembangkit, namun pada kenyataannya daya listrik yang dibangkitkan tidaklah
PENDAHULUAN
Mikrohidro atau lebih dikenal sebagai PLTMH adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan
77
Jurnal ESDM, Volume 6, Nomor 2, Nopember 2014, hlm. 77-81
sesuai dengan apa yang diterima oleh masyarakat setempat, terjadi loss energy pada beberapa konsumen di sekitar ujung distribusi tenaga listrik. Ketersediaan energi listrik yang dibangkitkan oleh PLTMH dinikmati oleh warga di sekitar pembangkit dengan beberapa tanggapan terhadap listrik yang mereka gunakan. Untuk warga di sekitar pembangkit, mereka menikmati listrik sesuai dengan daya yang disalurkan kerumah mereka masing-masing, namun bagi warga yang jauh atau berada di ujung jaringan distribusi PLTMH ini mengalami penurunan daya. Daya yang mereka nikmati tidaklah sesuai dengan apa yang disalurkan, yang sesuai dengan peraturan jual beli listrik. Warga di ujung jaringan distribusi PLTMH mengalami penurunan tegangan, sehingga tidak maksimal dalam penggunaan energi listrik. Adapun tujuan yang ingin dicapai adalah agar kebutuhan listrik semua warga terpenuhi sesuai dengan ketentuan yang ada dengan meminimalkan jatuh tegangan yang berlebihan dengan mengatasi kendala atau memberikan masukan ke pengelola PLTMH. Penelitian ini dilakukan dengan: membandingkan tegangan terbangkit dengan tegangan yang terpakai di konsumen, khususnya konsumen yang berada di ujung jaringan PLTMH, menganalisa penyebab terjadinya perbedaan tegangan di pembangkit dengan yang ada di konsumen, memberikan solusi, sehingga perbedaan tegangan tersebut masih dalam batasan toleransi. 2.
melalui data hubungan variabel dalam sampel, untuk itu dalam langkah awal pembuktiannya, maka perlu dihitung terlebih dahulu koefisien korelasi antar variabel dan sampel, baru koefisien yang ditemukan diuji signifikansi2). Dalam pengolahan data ini digunakan pengujian hipotesis asosiatif yang merupakan dugaan adanya hubungan antar variabel dalam populasi, melalui data hubungan variabel dalam sampel, untuk itu dalam langkah awal pembuktiannya, maka perlu dihitung terlebih dahulu koefisien korelasi antar variabel dan sampel, baru koefisien yang ditemukan diuji signifikansinya 2). Dalam penelitian ini, dari sekian banyak metode yang ada, digunakan statistik parametris teknik korelasi products moment. Korelasi products moment digunakan untuk mencari hubungan dua variabel bila data kedua variabel berbentuk interval atau ratio, dan sumber data dari dua variabel atau lebih adalah sama.
METODE
Metodologi yang dilakukan dalam penulisan tugas akhir ini adalah studi pustaka, berupa pengambilan referensi dari literatur yang berkaitan, buku panduan PLTMH dan artikel-artikel tulisan ilmiah. Menganalisis tegangan yang terpakai di pelanggan terjauh dari lokasi pembangkit dibandingkan dengan tegangan yang terbangkit, penyebab terjadinya perbedaan tegangan yang digunakan di bandingkan tegangan yang dihasilkan dan disini menggunakan pengujian hipotesis asosiatif, yang merupakan dugaan adanya hubungan antar variabel dalam populasi,
Gambar 1. Bagan Alir Penelitian 3.
PEMBAHASAN
PLTMH Batumasong melayani kebutuhan energi listrik di Desa Pattaneteang. Penyaluran daya dari pembangkit ke Desa Pattaneteang menggunakan jaringan distribusi tegangan rendah. Jaringan tegangan rendah ini merupakan jaringan distribusi tipe
78
Mustakim, Kualifikasi dan Kompetensi Process Engineer...
radial, yang merupakan sistem jaringan yang paling sederhana dan paling murah. Jaringan radial ini mengalirkan daya dalam satu arah dan jika ada saluran yang mengalami gangguan maka semua beban yang terhubung pada saluran tersebut akan mengalami pemadaman 3). Panjang sebuah jaringan tegangan dapat didesain dengan mempertimbangkan drop tegangan (Voltage Drop). Drop tegangan adalah perbedaan tegangan antara tegangan kirim dan tegangan terima karena adanya impedansi pada penghantar. Jatuh tegangan selalu terjadi pada jaringan, baik pada pelanggan maupun pada perusahaan listrik. Jatuh tegangan pada saluran selisih antara tegangan pada sisi kirim (sending end) dan tegangan pada sisi terima (receiving end). Berdasarkan buku-1 PLN di mana ditentukan bahwa batas tingkat mutu pelayanan maksimum +5% dan minimum -10% dari tegangan pelayanan secara keseluruhan4). Besarnya rugi tegangan pada saluran transmisi tersebut, diukur pada titik yang paling jauh (ujung). Data hasil pengukuran ditunjukkan pada tabel 1, 2, 3 dan 4.
3 4 5 6 7 Rata-Rata
T–0
Rata-Rata
Fasa
R-0
Tabel 1. Panjang dan Diameter Penghantar l (km)
A (mm2)
Panel Pembangkit ke panel pembagi
0,2
25
Panel Pembagi ke Konsumen
2,515
10
T–0
Konsumen
R–0
1 2 3 4 5 6 7 Rata-Rata
S–0
1 2
L (km)
Teg (V)
2,00 2,01 2,04 2,20 2,27 2,45 2,50 2,21 2,20 2,31
199 199 198 195 195 193,5 193 196,07 192 191,4
(Vs)
(VR)
(ΔV)
% ΔV
220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220
199 199 198 195 195 193,5 193 192 191,4 182 195 191 182 180,4 200 200 200 199 199 197 196
21 21 22 25 25 26,5 27 28 28,6 28 25 29 38 39,6 20 20 20 21 21 23 24
9,55 9,55 10 11,36 11,36 12,05 12,27 12,27 13,00 12,73 11,36 13,18 17,27 18 9,09 9,09 9,09 9,55 9,55 10,45 10,91
Dalam perhitungan jatuh tegangan berdasarkan penggunaan formula 5), didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 2. Panjang Penghantar dan Tegangan Fasa
182 195 191 182 180,4 187,69 200 200 200 199 199 197 196 198,71
Tabel 3. Nilai Jatuh Tegangan
S–0
Uraian
1 2 3 4 5 6 7
2,33 2,52 2,55 2,60 2,70 2,46 1,7 1,71 1,75 1,78 2,02 2,10 2,30 1,91
∆V = √3 𝑥 I (R cosφ + X sinφ) = √3 𝑥 2 {(6555,1181 x 10−3 x 0,80 ) + (861094,9616 x10−6 x0,6)} = √3 𝑥 2 (5,244+0,517) = √3 𝑥 2 (5,761) = 19,96 V Sedangkan perhitungan jatuh tegangan hasil pengukuran (∆V) didapatkan:
79
Jurnal ESDM, Volume 6, Nomor 2, Nopember 2014, hlm. 77-81
∆V
= VS –VR = (220 – 199) V = 21 V
Dari Persamaan regresi diperoleh, yaitu : Y = a + bX y = -7,2954 + 14,898 x
Perhitungan persentase jatuh tegangan : ∆𝑉 %∆V = 𝑉 𝑥100%
Angka-angka ini dapat diartikan sebagai konstanta sebesar -7,2954, artinya jika panjang jaringan (X) nilainya adalah 0, maka volume penjulan (Y’) bernilai negatif yaitu sebesar -7,2954, Koefisien regresi variabel harga (X) sebesar 14,898, artinya jika panjang jaringan mengalami kenaikan 1 km, maka jatuh tegangan (Y) akan mengalami peningkatan sebesar 14,898 V. Koefisien bernilai positif artinya terjadi hubungan positif antara panjang jaringan dengan jatuh tegangan, semakin panjang jaringan maka semakin meningkatkan jatuh tegangan.
𝑠
= =
𝑉𝑠 −𝑉𝑅
𝑥100%
𝑉𝑠 220−199 220
𝑥100%
= 9,55% Dalam penelitian ini diperoleh nilai r sebesar 0,836 sehingga besarnya kontribusi variabel X terhadap variabel Y adalah : KD = r2 x 100% KD = (0,836)2 x 100% KD = 0,6989 x 100% KD = 69,89%
Tabel 4. Jatuh Tegangan Hasil Rekonfigurasi Beban 2A, A = 16 mm2
Berdasarkan hasil perhitungan nilai Koefisien Determinasi, diperoleh nilai kontribusi variabel X terhadap variabel Y adalah sebesar 69,89%. Nilai 69,89% menunjukkan bahwa panjang jaringan memberikan nilai kontribusi cukup besar yaitu sebesar 69,89% untuk nilai jatuh tegangan, dan sisa sebesar 30,11% menunjukkan bahwa ada variabel lain yang mempengaruhi, di antaranya adalah Arus (I) dimana penggunaan beban yang semula penggunaan listrik hanya untuk penerangan, sekarang beralih ke penggunaan energi listrik untuk keperluan barang elektronik dan alat dapur yang menggunakan listrik, maka jatuh tegangan yang terjadi makin besar. Semakin besar nilai resistansi dan reaktansi dari jaringan maka jatuh tegangan yang terjadi pada jaringan akan semakin besar pula, Jenis penghantar yang digunakan juga sangat mendukung terjadinya jatuh tegangan yang besar, sehingga pemilihan penghantar harus disesuaikan. Karena setiap jenis penghantar mempunyai impedansi yang berbeda dan reaktansi yang berbeda pula, sehingga berakibat pada hambatan yang dialami oleh penghantar, cara instalasi penghantar yang tidak sesuai prosedur juga bisa menjadi variabel, sehingga jatuh tegangan terjadi begitu besar.
Fasa
R–N
S–N
T–N
Kon sumen
Jarak (km)
Jatuh tegangan (ΔV)
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
2,00 2,01 2,04 2,20 2,27 2,45 2,50 2,20 2,31 2,33 2,52 2,55 2,60 2,70 1,7 1,71 1,75 1,78 2,02 2,10 2,30
10,05 10,10 10,25 11,05 11,40 12,31 12,56 11,05 11,60 11,70 12,66 12,81 13,06 13,56 8,54 8,59 8,79 8,94 10,15 10,55 11,55
Dengan menggunakan program Electrical Calculation, dilakukan simulasi rekonfigurasi jaringan distribusi, yang semula menggunakan penghantar AAC dengan luas penghantar 10 mm2, diganti dengan penghantar yang luas penampangnya sedikit lebih besar dari semula yaitu dengan luas penghantar 16 mm2. Selain itu diasumsikan untuk
80
Mustakim, Kualifikasi dan Kompetensi Process Engineer...
menyeimbangkan beban dan menggunakan beban maksimal dengan memasang MCB di setiap pelanggan yaitu 2A.
perti penggunaan beban yang tinggi (I), Jenis penghantar yang digunakan dan instalasi jaringan yang tidak baik. Faktor tersebut juga penyebab terjadinya jatuh tegangan yang berada pada jaringan, terlebih lagi pada pelanggan yang berada di ujung jaringan. Keadaan ini menyebabkan kerugian yang cukup besar pada pelanggan. Dari hasil data yang didapat dan diolah tersebut, untuk memperbaiki keadaan tersebut disarankan antara lain dengan mengganti penghantar yang luas penampangnya lebih besar dari sebelumnya, yaitu saluran dengan luas penghantar 16mm2 jika beban maksimal yang digunakan tidak berubah yaitu 2A, dan luas penampang 25mm2 jika suatu saat beban akan dinaikkan menjadi 4A, penggantian dengan luas penghantar lebih besar dapat menurunkan besarnya jatuh tegangan yang terjadi, pengelola sebaiknya menghitung ulang beban yang ada di pelanggan, kemudian beban setiap fasanya di seimbangkan, mengatur ulang penggunaan energi listrik sebagaimana peruntukan awalnya. Membuat pembangkit baru di sungai yang sama, karena jumlah penduduk yang semakin meningkat dan beban yang digunakan juga semakin besar.
Gambar 2. Hasil Running Program Electrical Calculation 4.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa data, dapat diambil kesimpulan bahwa salah satu faktor terjadinya jatuh tegangan pada PLTMH ini adalah panjang penghantar yang digunakan dengan jenis penghantar AAC Twisted Cable dengan luas penampang 10 mm2. Jatuh tegangan yang terjadi telah melebihi toleransi yang di persyaratkan di PUIL, yaitu -10% dari tegangan nominalnya. Jatuh tegangan dengan keadaan beban tidak seimbang yang terjadi adalah pada fasa R sebesar 23,93 V atau persentasenya 10,88%, fasa S sebesar 30,89 V atau persentasenya 14,04% dan pada fasa T sebesar 21,29 V atau persentasenya 9,68%. Khusus untuk di fasa T, jatuh tegangan masih dalam kondisi yang di perbolehkan. Namun keadaan ini juga membuat kerugian pada pelanggan, bukan hanya pada fasa R maupun fasa S, di bagian fasa T juga terjadi jatuh tegangan yang lumayan besar, kendati masih berada dalam toleransi yang diizinkan. Keadaan ini juga membuat kerugian pada pelanggan, pelanggan tidak dapat menikmati listrik secara maksimal baik itu untuk keperluan rumah tangga atau industri kecil yang mereka bangun Selain dari panjang saluran yang ada, masih ada faktor-faktor lain yang menyebabkan terjadinya jatuh tegangan yang besar, se-
5.
DAFTAR PUSTAKA
1. Geo Energi, Media Informasi Dinas ESDM Provinsi Jawa Tengah, Edisi 02 Tahun Juli-Agustus 2012. 2. Khuswatun Hasanah, Uji Korelasi Product Moment, Statistika Pendidikan. com, 2013. 3. Suswanto D., , Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Jurusan Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, Medan; 2009. 4. TIM PLN, PLN-Buku-1, Jakarta, 2010. 5. Hakiki I., Analisa Drop Tegagan Pada Feeder Setapuk Tegangan Menengah 20 kV di Gardu Induk SEI-WIE PT PLN (Persero) Cabang Singkawang, Tugas Akhir, Politeknik Negeri Pontianak, Pontianak; 2011.
81
