1
TUGAS AKHIR
PENGARUH PENURUNAN TEGANGAN TERHADAP GALAT KWH-METER ELEKTRONIK
OLEH: KRISTIAN ANDI MARTALATA NIM. 050422011
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSION FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2009 1
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK Dalam rangka mengatasi krisis energi di Sumatera Utara, PT PLN (Persero) Wilayah II Sumatera Utara menurunkan tegangan jaringan distribusi. Akibatnya, alat ukur energi listrik di pelanggan bekerja di bawah tegangan nominal. Tugas Akhir ini melaporkan pengaruh dari penurunan tegangan kerja KWH-meter elektronik terhadap galat alat ukur tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa galat dari kWh-meter elektronik menurun sebesar 0.039 % apabila tegangan diturunkan. Hal ini mengakibatkan terjadinya pengurangan pembayaran energi oleh konsumen atau menimbulkan kerugian bagi PT PLN. Kerugian PT PLN tahun 2007 akibat penurunan tegangan tersebut diperkirakan sebesar Rp 1.227.686.537,16.
i
Universitas Sumatera Utara
ii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan semestinya. Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam penyusunan penulisan Tugas Akhir ini, penulis memberi judul “Pengaruh Penurunan Tegangan Terhadap Galat KWh-Meter Elektronik”. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini banyak terdapat kekurangan, baik dari segi penulisan maupun isi yang terkandung di dalamnya. Dengan segala kerendahan hati penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun guna penyempurnaan Tugas Akhir ini. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Rahmat Fauzi, ST. MT, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Bonggas L. Tobing, selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak membantu saya di dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Seluruh staf pengajar dan karyawan Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Suardi yang turut membantu saya dalam pengambilan data di PT PLN (Persero) Cabang Medan. 6. PT PLN (Persero) Cabang Medan yang telah memberikan izin kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 7. Buat saudara/i yang telah memberikan semangat kepada saya dalam menyusun Tugas Akhir ini semoga Tuhan selalu menyertai mereka. 8. Seluruh rekan-rekan Mahasiswa yang telah banyak memberikan bantuan di dalam penyusunan Tugas Akhir ini. ii
ii Universitas Sumatera Utara
iii
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih, kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulis selama ini. Dan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Nopember 2009 Penulis
KRISTIAN ANDI MARTALATA Nim : 050422011
iii
iii Universitas Sumatera Utara
iv
DAFTAR ISI
Halaman ABSTRAK ....................................................................................................... i KATA PENGANTAR ..................................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR .................................................................................... vi DAFTAR TABEL ........................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ viii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ......................................................................
1
1.2. Tujuan Penelitian ..................................................................
1
1.3. Batasan Lingkup Penelitian ....................................................
1
1.4. Metodologi Penelitian ...........................................................
2
KWH-METER ELEKTRONIK 2.1. Umum ...................................................................................
3
2.2. Prinsip Kerja .........................................................................
4
2.3. Komponen Catu Daya ...........................................................
5
2.4. Komponen Tegangan ............................................................
6
2.5. Komponen Arus ....................................................................
6
2.6. Komponen Pengali (Multiplier) ..............................................
7
2.7. ADC (Analog to Digital Converter) .......................................
8
2.8. Mikroprosesor .......................................................................
9
2.9. Tampilan (Display) ...............................................................
10
BAB III GALAT DAN METODE PENGUKURAN GALAT 3.1. Galat .....................................................................................
12
3.2. Galat Pada KWh-meter Elektronik .........................................
13
3.3. Pengukuran Galat ..................................................................
14
3.3.1. Metode KWh-meter Standar .........................................
14
iv
Universitas Sumatera Utara
v
3.3.2. Metode Wattmeter Standar ...........................................
16
3.3.3. Metode Perbandingan Waktu ........................................
17
BAB IV PENGUKURAN GALAT SAMPEL
BAB V
4.1. Umum ...................................................................................
20
4.2. Prinsip Alat Current Regulator ..............................................
21
4.3. Prinsip Alat ukur Galat Elektronik .........................................
22
4.4. Metoda Pengukuran ...............................................................
23
4.5. Hasil Pengukuran ..................................................................
24
4.6. Galat Rata-rata ......................................................................
24
4.7. Hubungan Galat Vs Tegangan ...............................................
29
4.8. Pengaruh Penurunan Tegangan Terhadap Rupiah ..................
30
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ...........................................................................
38
5.2. Saran .....................................................................................
38
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
39
LAMPIRAN
v
iv Universitas Sumatera Utara
vi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Diagram Blok KWh-meter Elektronik ……………....…………. 4
Gambar 2.2
Rangkaian Penurun Tegangan Dan Penghasil Tegangan DC......
5
Gambar 2.3
Rangkaian Sensor Tegangan ……………..................................
6
Gambar 2.4
Rangkaian Sensor Arus ………..............…….……………..…..
7
Gambar 2.5
Rangkaian Pengali (Multiplier) …...................................……....
7
Gambar 2.6
Rangkaian Penyearah …..................................………..………..
8
Gambar 2.7
Rangkaian ADC …..........................................………..……….
8
Gambar 2.8
Kongfigurasi Pin Pada Mikroprosesor .......……………..…….. 10
Gambar 2.9
Tampilan (Display) …………………..…..................…..…….. 10
Gambar 3.1
Sampling ADC …….……..………............................…..…….. 14
Gambar 3.2
Rangkaian Setting Arus dan Tegangan …………………….…. 15
Gambar 3.3
Rangkaian Pengukuran KWh-meter Standar ............................ 15
Gambar 3.4
Rangkaian Pengukuran KWh-meter Uji …................................ 16
Gambar 3.5
Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Wattmeter Standar ........ 17
Gambar 3.6
Rangkaian Pengukuran Galat Dengan Mengukur Waktu Kedipan …....................................................................... 18
Gambar 4.1
Sampel KWh-meter Pengujian …................................................ 20
Gambar 4.2
Current Regulator ….................................................................... 21
Gambar 4.3
Rangkaian Penggeser Phasa ….................................................... 22
Gambar 4.4
Alat Pengukur Galat KWh-meter …........................................... 23
Gambar 4.5
Rangkaian Pengukur …............................................................... 23
Gambar 4.6
Kurva galat VS Tegangan KWh-meter Smart Meter ….............. 29
Gambar 4.7
Kurva galat VS Tegangan KWh-meter Actaris …....................... 29
vi
v Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1
Spesifikasi Sampel Percobaan ..…………..………………….…
Tabel 4.2
Hasil Perhitungan Galat Smart Meter .……………………….… 25
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan Galat Actaris ........……………………….….
26
Tabel 4.4
Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Smart Meter ...
28
Tabel 4.5
Nilai Galat Rata-rata untuk KWh-meter Produk Actaris ...........
28
Tabel 4.6
Data Energi Terjual Setiap Bulan Selama Tahun 2007 PT PLN (Persero) Cabang Medan ……………….….…….……
Tabel 4.7
20
30
Kenaikan Galat Akibat Penurunan Tegangan pada kWh-meter Smart Meter ….............………………….…….…… 31
Tabel 4.8
Kenaikan Galat Akibat Penurunan Tegangan pada kWh-meter Actaris ……......................……………………….… 31
vii
vi Universitas Sumatera Utara
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I.
Spesifikasi Alat Pengukur Galat
Lampiran II.
Data Hasil Pengukuran
Lampiran III.
Data Pengusahaan PT PLN (Persero) Cabang Medan Tahun 2007
viii
vi
Universitas Sumatera Utara
