PERENCANAAN PEMERATAAN BEBAN TRANSFORMATOR M. 260 PENYULANG CUNG KEDIRO PT PLN (PERSERO) RAYON MARIANA MENGGUNAKAN APLIKASI ETAP 12.6.0
LAPORAN AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
OLEH : KGS AKHMAD JUNAIDI 0612 3031 1556
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015 i
PERENCANAAN PEMERATAAN BEBAN TRANSFORMATOR M. 260 PENYULANG CUNG KEDIRO PT PLN (PERSERO) RAYON MARIANA MENGGUNAKAN APLIKASI ETAP 12.6.0
Oleh : Kgs Akhmad Junaidi 0612 3031 1556
Menyetujui,
Pembimbing I
Palembang, Juli 2014 Pembimbing II
Ir. Kasmir, M.T. NIP. 19651110 199203 1 028
Bersiap Ginting, S.T., M.T. NIP. 19630323 198903 1 002 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 19621207 199103 1 001
Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19651001 199003 1 006 ii
Motto :
Tidak
perlu
menjaga
gentar
idealisme
hadapi
berbuat
masa yang
depan
terbaik
jika dan
kita
tetap
selalu
dekat
dengan Tuhan (Susilo Bambang Yudhoyono) Kata
menyerah
adalah
untuk
mereka
yang
telah
berjuang
sampai akhir (Monkey D Luffy) Kemudian
apabila
bertawakalah
kamu
kepada
telah
Allah.
membulatkan
Sesungguhnya
tekad
Allah
maka
menyukai
orang-orang yang bertawakal kepadanya (QS. Al-Imran : 159)
Dengan rasa syukur kepada Allah SWT, Laporan Akhir ini ku persembahkan kepada: Almarhumah Ibunda Ayah dan Ibu Saudara ku, Cek Bet, Kak Ebi, Dela, Almh Meisi dan Atika Semua keluarga besarku Dosen pembimbing yang terhormat, Pak Kasmir dan Pak Ginting My Dear, Nopia Y Teman-teman FORMAT Palembang 2012 Teman-teman seperjuangan Polsri PLN 2012 Almamaterku, Politeknik Negeri Sriwijaya iii
PERENCANAAN PEMERATAAN BEBAN TRANSFORMATOR M. 260 PENYULANG CUNG KEDIRO PT PLN (PERSERO) RAYON MARIANA MENGGUNAKAN APLIKASI ETAP 12.6.0 Oleh : Kgs Akhmad Junaidi 0612 3031 1556 Ir. Kasmir, M.T. dan Bersiap Gintting, S.T., M.T. ABSTRAK Salah satu yang menyebabkan kerja transformator distribusi berkurang adalah adanya arus pada penghantar netral yang menyebabkan adanya rugi-rugi penghantar akibat dari beban tidak seimbang pada jaringan distribusi tegangan rendah. Untuk itu perlu dilakukannya pemerataan beban yaitu dengan cara memindahkan fasa yang berbeban berat ke fasa yang berbeban ringan. Salah satunya transformator M. 260 di PT PLN (persero) Rayon Mariana dimana didapati hasil pengukuran arus di tiap fasa transformator tidak seimbang dengan arus pada penghantar netral sebesar 118,4 A. Perencanaan pemerataan beban dengan perhitungan dan simulasi menggunakan aplikasi ETAP 12.6.0. Pemerataan beban dilakukan pada jurusan A dan setelah dilakukan pemerataan beban rugi-rugi daya akibat arus di penghantar netral menjadi berkurang dimana sebelumnya rugi-rugi pada jurusan A sebesar 6,85 kW menjadi 0,166 kW. Penurunan rugi-rugi tersebut disebabkan arus netral yang juga berkurang, dapat dilihat dari hasil simulasi dengan aplikasi ETAP 12.6.0 sebelum dilakukan pemerataan beban arus yang mengalir pada penghantar netral jurusan A sebesar 103,4 A dan setelah dilakukan pemerataan beban menjadi 13,4 A. Kata kunci: Ketidakseimbangan Beban, Arus Netral, Rugi-rugi Daya
iv
PLANNING LOAD BALANCING TRANSFORMER M.260 FEEDER CUNG KEDIRO PT PLN (PERSERO) MARIANA USE ETAP 12.6.0 APPLICATIONS By: Kgs Akhmad Junaidi 0612 3031 1556 Ir. Kasmir, M.T. and Bersiap Gintting, S.T., M.T. ABSTRACT One of the causes of work reduced distribution transformer is the current in the neutral phase which causes the conductor losses due to unbalanced load on the low voltage distribution network. For that we need to do is load balancing by moving heavy laden phase to phase light load. One of these transformer inserts M. 260 in PT PLN (Persero) Rayon Mariana which is found in the current measurement results of each phase is not balanced with the current transformer on the neutral conductor of 118.4 A. Planning the load equalization calculations and simulations using ETAP applications 12.6.0 , Load balancing is done in line A and after equalization load power losses due to the currents in the neutral conductor to be reduced where the earlier losses in the line A from 6.85 kW to 0.166 kW. The decrease in losses caused by neutral currents are also reduced, can be seen from the simulation results with ETAP 12.6.0 prior to the application load balancing current flowing in the neutral conductor in line A 103.4 A and after equalization burden to 13.4 A. Keywords: Unbalance Load, Neutral Current, Losses
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul “Perencanaan Pemerataan Beban Transformator M.260 Penyulang Cung Kediro PT PLN (Persero) Rayon Mariana Menggunakan Aplikasi ETAP 12.6.0”, selesai tepat pada waktunya. Penulisan laporan ini bertujuan untuk memenuhi syarat pendidikan Diploma II pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam
pelaksanaan
penyusunan
laporan
akhir,
penulis
banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak hingga dapat terselesaikan laporan ini mulai dari pengumpulan data sampai proses penyusunan laporan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Kasmir, M.T., selaku Dosen Pembimbing I penulisan laporan akhir. 2. Bapak Bersiap Ginting, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II penulisan laporan akhir. 3. Bapak Edwin Diaprahmana, selaku pembimbing di PT PLN (Persero) Rayon Mariana. Penulis juga mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak RD Kusumanto, S.T., M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3.
Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
vi
4. Bapak Herman Yani, S.T., M. Eng., selaku Ketua program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Seluruh staff dan karyawan PT. PLN (Persero) Rayon Mariana. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang,
Penulis
vii
Juni 2015
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. iii ABSTRAK ..................................................................................................... iv ABSTRACT ................................................................................................... v KATA PENGANTAR ................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................. viii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 2 1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................... 2 1.3.1 Tujuan ............................................................................... 2 1.3.2 Manfaat ............................................................................. 2 1.4 Batasan Masalah ......................................................................... 3 1.5 Metode Penelitian ....................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ................................................ 5 2.2 Klasifikasi Sistem Distribusi Tenaga Listrik .............................. 6 2.2.1 Menurut Jenis/Type Konduktornya .................................. 6 2.2.2 Menurut Susunan Rangkaian ............................................ 7 2.3 Konfigurasi Sistem Distribusi ..................................................... 9 2.4 Gardu Distribusi .......................................................................... 9 viii
2.4.1 Gardu Distribusi Tipe Tiang Cantol ................................. 10 2.4.2 Gardu Distribusi ............................................................... 12 2.4.3 Gardu Distribusi Tipe Portal ............................................. 12 2.4.4 Gardu Distribusi Beton ..................................................... 14 2.5 Transformator ............................................................................. 15 2.6 Ketidakseimbangan Beban pada Transformator ......................... 18 2.7 Electric Trancient and Analys Program (ETAP) ....................... 19 2.7.1 Mempersiapkan Plant ....................................................... 21 2.7.2 Membuat Proyek Baru ...................................................... 22 2.7.3 Menggambar Single Line Diagram ................................... 22 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Kelistrikan pada PT PLN (Persero) Rayon Mariana.................... 24 3.2 Tempat dan Waktu Pengambilan Data ........................................ 24 3.3 Gardu Distribusi M.260/ph.0032 ................................................ 24 3.3.1 Spesifikasi Gardu Distribusi M.260/ph.0032 .................... 25 3.3.2 Jaringan Tegagan Rendah M.260/ph.0032 ....................... 27 3.4 Langkah-langkah Pengukuran Beban Gardu Distribusi .............. 29 3.5 Data Beban M.260/ph.0032 ......................................................... 29 3.5.1 Data Pengukuran Beban M.260/ph.0032 WBP ................. 29 3.6 Data Pendukung .......................................................................... 34 3.7 Peralatan yang Digunakan dalam Penyusunan Laporan ............. 34 3.8 Prosedur simulasi dengan ETAP ................................................. 35 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan Gardu Disttribusi M.260 .......................................... 38 4.1.1 Perhitungan Pembebanan Setiap Jurusan ......................... 38 4.2 Simulasi M.260/ph.0032 sebelum pemerataan beban pada ETAP 12.6.0 ............................................................................... 38 4.2.1 Single Line Diagram jaringan M.260/ph.0032 Sebelum Pemerataan Beban pada ETAP 12.6.0 .............................. 39 4.2.2 Pengisian Data pada ETAP ............................................... 41 ix
4.2.3 Pengoperasian
Simulasi
Gardu
Distribusi
M.260/ph.0032 ................................................................. 43 4.2.4 Perbandingan Arus pada Penghantar Netral Pengukuran dan Simulasi pada ETAP .................................................. 45 4.3 Perhitungan Rugi-rugi Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar ................................................................................. 46 4.3.1 Rugi-rugi Jurusan A .......................................................... 46 4.3.2 Rugi-rugi Jurusan B .......................................................... 46 4.4 Perencanaan Pemerataan Beban ................................................. 47 4.4.1 Perencanaan Pemerataan Beban Jurusan A ...................... 47 4.4.2 Rencana Pemindahan Beban pada Jurusan A ................... 48 4.5 Simulasi
M.260/ph.0032
dengan
Beban
yang
Sudah
Diseimbangkan pada ETAP 12.6.0 ............................................ 50 4.6 Perhitungan Rugi-rugi Setelah Pemerataan Beban ..................... 51 4.7 Pembahasan ................................................................................. 52 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ................................................................................. 54 5.2 Saran ........................................................................................... 54 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Data panjang penghantar jurusan di M. 260 ................................ 27 Tabel 3.2 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 1 Juni 2015 .................................... 30 Tabel 3.3 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 1 Juni 2015 .................................................... 30 Tabel 3.4 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 2 Juni 2015 .................................... 30 Tabel 3.5 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 2 Juni 2015 .................................................... 30 Tabel 3.6 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 3 Juni 2015 .................................... 31 Tabel 3.7 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 3 Juni 2015 .................................................... 31 Tabel 3.8 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 4 Juni 2015 .................................... 31 Tabel 3.9 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 4 Juni 2015 .................................................... 31 Tabel 3.10 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 5 Juni 2015 .................................... 32 Tabel 3.11 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 5 Juni 2015 .................................................... 32 Tabel 3.12 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 6 Juni 2015 .................................... 32 Tabel 3.13 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 6 Juni 2015 .................................................... 32 Tabel 3.14 Data hasil pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 7 Juni 2015 .................................... 33 Tabel 3.15 Data hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) xi
pada gardu M. 260 7 Juni 2015 .................................................... 33 Tabel 3.16 Data hasil rata-rata pengukuran arus saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu distribusi M. 260 ........................................................ 33 Tabel 3.17 Data rata-rata hasil pengukuran tegangan saat waktu beban puncak (WBP) pada gardu M. 260 .......................................................... 34 Tabel 3.18 Data resistansi dan reaktansi kabel penghantar yang digunakan (berdasarkan SPLN 42-10:1993) .................................................. 34 Tabel 4.1 Data beban gardu distribusi M. 260 simulasi ETAP 12.6.0 ......... 45 Tabel 4.2 Perbandingan arus netral pengukuran dan simulasi ETAP ......... 45 Tabel 4.3 Perhitungan nilai arus bbeban induk yang diratakan ................... 48 Tabel 4.4 Rencana penyeimbangan pada jurusan A ..................................... 48 Tabel 4.5 Perencanaan jumlah pelanggan yang ditambahkan jurusan A ..... 49 Tabel 4.6 Data beban gardu M.260 yang sudah diratakan pada simulasi ETAP 12.6.0 ............................................................................................ 50
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1
Pengelompokan sistem distribusi tenaga listrik ...................... 6
Gambar 2.2
Bagian-bagian sistem distribusi primer ................................... 7
Gambar 2.3
Komponen sistem distribusi sekunder .................................... 8
Gambar 2.4
Pola jaringan distribusi primer ................................................ 9
Gambar 2.5
Skema gardu distribusi ............................................................ 10
Gambar 2.6
Gadu distribusi cantol .............................................................. 11
Gambar 2.7
Bagan satu garis gardu distribusi tipe tiang cantol .................. 11
Gambar 2.8
Gambar tiang portal beserta panel distribusi ........................... 13
Gambar 2.9
Bagan satu garis gardu distribusi tipe tiang portal .................. 14
Gambar 2.10 Bagan satu garis gardu beton ................................................... 15 Gambar 2.11 Gambar fluks magnet transformator ........................................ 16 Gambar 2.12 (a) Transformator tipe inti dan (b) tipe cangkang ................... 17 Gambar 2.13 Vektor diadram arus ................................................................ 19 Gambar 2.14 create new project file ............................................................. 22 Gambar 3.1
Gardu Distribusi M. 260 .......................................................... 25
Gambar 3.2
Lokasi M. 260 di single line penyulang Cungkediro .............. 26
Gambar 3.3
Pembagian jurusan JTR pada M. 260 ...................................... 27
Gambar 3.4
Gambar pemetaan penghantar M. 260 di Mapsource ............. 28
Gambar 3.5
Pelaksanaan pengukuran beban gardu distribusi ..................... 29
Gambar 3.6
Flow chart prosedur simulasi dengan menggunakan ETAP ... 37
Gambar 4.1
Single line diagram jaringan M. 260 pada ETAP 12.6.0 ....... 40
Gambar 4.2
Pengaturan distribusi TM pada simulasi ................................. 41
Gambar 4.3
Pengaturan trafo distribusi M. 260 .......................................... 42
Gambar 4.4
Pengaturan pembebanan jurusan di M. 260 ............................ 43
Gambar 4.5
Hasil simulasi gardu M. 260 dengan beban sebelum dilakukan penyeimbangan beban ............................................................. 44
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
: Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing I
Lampiran 2
: Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing II
Lampiran 3
: Lembar Konsultasi Pembimbing I
Lampiran 4
: Lembar Konsultasi Pembimbing II
Lampiran 5
: Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir
Lampiran 6
: Surat Pemberitahuan Magang ke-2
Lampiran 8
: Single Line Penyulang Cungkediro
Lampiran 9
: Mapsource JTR Gardu Distribusi M. 260
Lampiran 10 : Data Pelanggan Gardu Distribusi M. 260 Lampiran 11 : Data Pelanggan Gardu Distribusi M. 260 Jurusan A
xiv
