PERHITUNGAN DROP TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 KV GARDU INDUK SUNGAI JUARO DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MATLAB
LAPORAN AKHIR
Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh
Haruci Ela Ratama ( 0612 3031 0870 )
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2015
PERHITUNGAN DROP TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 KV GARDU INDUK SUNGAI JUARO DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MATLAB
LAPORAN AKHIR Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh Haruci Ela Ratama ( 0612 3031 0870 ) Disetujui, Pembimbing I
Palembang, Juni 2015 Pembimbing II
Ir. Markori, M.T.
Drs. Indrawasih, M.T.
NIP. 19851212 199203 1 003
NIP. 19600426 198603 1 002 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ketua Program Studi Teknik Listrik
Ir. Ali Nurdin, M.T.
Herman Yani, S.T., M.Eng.
NIP. 19621207 199103 1 001
NIP. 19651001 199003 1 006 ii
ABSTRAK PERHITUNGAN DROP TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI PRIMER 20 KV GARDU INDUK SUNGAI JUARO DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MATLAB (2015 : xiv + 53 halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Daftar Lampiran)
HARUCI ELA RATAMA 0612 3031 0870 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
Seiring dengan berkembangnya kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang mencakup ilmu kelistrikan, maka semakin tinggi kebutuhan akan energi listrik. Dalam proses pendistribusian tenaga listrik ini terdapat kendala-kendala yang harus dihadapi diantaranya adalah timbulnya drop tegangan pada jaringan distribusi. Oleh karena itu, pada SPLN 72 : 1987 dijelaskan bahwa besarnya drop tegangan pada jaringan tegangan menengah (JTM) dibolehkan sebesar 2 % untuk sistem jaringan spindel dan 5 % untuk sistem jaringan radial. Maka yang perlu diperhatikan adalah apakah nilai drop tegangan masih dalam batas standar yang diizinkan. Laporan ini membahas tentang drop tegangan yang timbul pada jaringan distribusi tenaga listrik. Perhitungan pada laporan ini dilakukan melalui studi kasus pada jaringan distribusi primer 20 kV Gardu Induk Sungai Juaro, yaitu pada penyulang Kikim, Kelingi dan Enim. Hasil perhitungan diperoleh bahwa nilai drop tegangan pada penyulang Kikim sebesar 7,4612 % dan Kelingi sebesar 6,7174 % telah melebihi standar maksimal yang ditetapkan pada SPLN 72 : 1987.
Kata Kunci
: Drop Tegangan.
iii
ABSTRACT CALCULATION OF VOLTAGE DROP IN THE 20 KV PRIMER DISTRIBUTION LINE AT SUNGAI JUARO SUBSTATION BY USING MATLAB SOFTWARE (2015 : xiv + 53 Pages + List of Figures + List of Tables + List of Attachment)
HARUCI ELA RATAMA 0612 3031 0870 ELECTRO DEPARTMENT ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM STATE POLYTECHNIC OF SRIWIJAYA
Along with the progress of the development of science and technology that covers the science of electricity, the higher the demand for electrical energy. In the process of power distribution, there are obstacles that must be addressed is the emergence of a voltage drop in the distribution network. Therefore, in SPLN 72: 1987 is explained that the magnitude of the voltage drop on the middle voltage network (JTM) allowed by 2% for network systems spindle and 5% for radial network system. Then that needs to be considered is whether the value of the voltage drop is still within the limits permitted standard. This report discusses the voltage drop occurs in the power distribution lines. The calculations in this report is done through case studies on primary distribution 20 kV
lines at
Sungai Juaro substation , which is the feeder Kikim, Kelingi and Enim. The calculation result shows that the value of the voltage drop in feeder Kikim of 7.4612% and amounted to 6.7174% Kelingi have exceeded the maximum standards set forth in SPLN 72: 1987.
Keyword
: Voltage Drop
iv
KATA PENGANTAR
Tiada kata yang pantas kecuali mengucap rasa syukur kepada Allah SWT. Tuhan semesta alam yang berkat rahmat-Nya, penulis mampu menyelesaikan laporan akhir yang berjudul “Perhitungan Drop Tegangan Pada Jaringan Distribusi Primer 20 kV Gardu Induk Sungai Juaro Dengan Menggunakan Software Matlab” sebagai syarat memenuhi tugas akhir di Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan laporan akhir ini, penulis banyak mendapat dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu ucapan terima kasih penulis ucapkan 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. 4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Bapak Ir. Markori, M.T. selaku Pembimbing I. 6. Bapak Drs. Indrawasih, M.T. selaku Pembimbing II. 7. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik. 8. Kedua Orang Tuaku dan saudara-saudaraku tercinta yang telah memberikan doa dan dukungan. 9. Teman-teman seperjuangan, khususnya kelas 6 EL A yang telah bersama-sama berjuang selama tiga tahun lamanya. 10. Para Pegawai dan Staf PT. PLN (Persero) Gardu Induk Sungai Juaro. 11. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. Penulis menyadari bahwa penulisan laporan ini masih banyak terdapat kekurangan serta kekeliruan. Untuk itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan guna penyempurnaan laporan yang dibuat. Akhirnya, semoga
v
laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya, terkhusus Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang,
Juni 2015
Penulis
vi
Kupersembahkan Kepada : Ayahanda dan Ibunda tercinta, sosok yang mendukungku dengan semua yang mereka bisa. Orang yang selalu mendoakanku. Bapak “Mauledy Ahmad” dan Ibu “Nida Eliza”. Saudara-saudaraku yang selalu mengharapkanku menjadi orang yang sukses dan berguna. Saudariku Fradilla Rizky Nindya,Rini Sepya Roza dan Laura Sasi Kirana serta Saudaraku Yogi Aulia Pajar dan Muhammad Figo Nuari. Sahabat-sahabat kelas 6 EL A. Almamaterku tercinta, Politeknik Negeri Sriwijaya yang dengannya aku akan meraih cita-cita. Motto : “Jadikan kepandaian sebagai kebahagiaan bersama, sehingga mampu meningkatkan rasa ikhlas tuk bersyukur atas kesuksesan” -Mario TeguhUsaha, kerja keras, keberanian untuk muncoba dan semangat pantang menyerah merupakan kunci menuju kesuksesan “mok rageu” La Storia Di Un Grande Amore Juve Per Sempre Sara vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL............................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. ii ABSTRAK .............................................................................................. iii KATA PENGANTAR ............................................................................ v 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 Metodologi Penulisan ....................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penertian Umum Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ........................ 5 2.2 Pengelompokkan Sistem Tenaga Listrik ........................................... 5 2.3 Pola Jaringan Distribusi Primer ........................................................ 7 2.3.1 Jaringan Distribusi Radial ......................................................... 7 2.3.2 Jaringan Distribusi Ring dan Loop ............................................ 8 2.3.3 Jaringan Distribusi Spindle ....................................................... 9 2.3.4 Jaringan Distribusi Cluster ........................................................ 10 2.3.5 Jaringan Distribusi Hantaran Penghubung (Tie Line) ............... 10 2.3.6 Jaringan Distribusi Grid ............................................................ 11 2.4 Macam-macam Jaringan Distribusi Primer ....................................... 12 2.4.1 Saluran Udara ............................................................................ 12
viii
2.4.2 Saluran Bawah Tanah ................................................................ 12 2.5 Penghantar Pada Jaringan Distribusi ................................................. 13 2.5.1 Penghantar AAC........................................................................ 13 2.5.2 Penghantar AAAC ..................................................................... 13 2.5.3 Penghantar AAACS .................................................................. 14 2.5.4 Penghantar NYFGbY ................................................................ 14 2.6 Parameter Listrik Saluran Distribusi ................................................. 14 2.6.1 Resistansi Saluran...................................................................... 15 2.6.2 Induktansi Saluran ..................................................................... 16 2.6.3 Reaktansi Saluran ...................................................................... 17 2.7 Drop Tegangan.................................................................................. 18 2.8 Matlab ............................................................................................... 20 2.8.1 Pengertian Matlab...................................................................... 20 2.8.2 Window-window pada Matlab ................................................... 21 2.8.3 Pemrograman M-File ................................................................ 23 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Peralatan Yang Digunakan ................................................................ 26 3.2 Bahan Yang Digunakan .................................................................... 26 3.3 Prosedur Perhitungan ........................................................................ 29 3.4 Flowchart Perhitungan Drop Tegangan ........................................... 30 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan Parameter Listrik........................................................... 31 4.1.1 Perhitungan Nilai RAC pada Temperatur Operasi Kerja 20ᵒ C dan Perhitungan Nilai X tiap Konduktor dengan menggunakan Matlab ...................... 32 4.1.2 Perhitungan Nilai RAC pada Temperatur Operasi Kerja 20ᵒ C dan Perhitungan Nilai X tiap Konduktor Secara Manual............................................. 33 4.2 Perhitungan Drop Tegangan ............................................................. 36 4.2.1 Perhitungan Drop Tegangan Dengan Menggunakan Matlab ................................................................ 36
ix
4.2.1.1 Drop Tegangan pada penyulang Kikim ................. 42 4.2.1.2 Drop Tegangan pada penyulang Kelingi ............... 43 4.2.1.3 Drop Tegangan pada penyulang Enim .................. 44 4.2.2 Perhitungan Drop Tegangan ..................................................... 45 4.2.2.1 Penyulang Kikim ................................................... 45 4.2.2.2 Penyulang Kelingi.................................................. 46 4.2.2.3 Penyulang Enim ..................................................... 48 4.3 Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Software Matlab ............... 50 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 53 5.2 Saran .................................................................................................. 53
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jenis dan panjang penghantar yang digunakan ....................... 27 Tabel 3.2 Data Resistansi Penghantar (SPLN 41-8: 1981) ..................... 27 Tabel 3.3 Beban Saluran GI Sungai Juaro 27 April 2015 ....................... 28 Tabel 4.1 Hasil dan Perbandingan Drop Tegangan ................................ 51
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Lay out Sistem Distribusi Tegangan Menengah ................. 6 Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Radial ................................................ 7 Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Ring dan Loop ................. 8 Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan distribusi Spindle .............................. 9 Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan distribusi Cluster ............................... 10 Gambar 2.6 Konfigurasi Jaringan distribusi Hantaran Penghubung (Tie Line) ........................................................ 11 Gambar 2.7 Konfigurasi Jaringan distribusi Grid ................................... 11 Gambar 2.8 Penghantar Jenis AAC ........................................................ 13 Gambar 2.9 Penghantar jenis AAAC ...................................................... 13 Gambar 2.10 Penghantar jenis AAACS .................................................. 14 Gambar 2.11 Penghantar jenis NYFGbY................................................ 14 Gambar 2.12 Konfigurasi Horizontal Tiga Fasa ..................................... 16 Gambar 2.13 Konfigurasi Delta Tiga Fasa ............................................. 16 Gambar 2.14 Konfigurasi Vertikal Tiga Fasa ......................................... 17 Gambar 2.15 Diagram phasor Saluran Distribusi ................................... 18 Gambar 2.16 Tampilan awal Matlab ....................................................... 21 Gambar 2.17 Tampilan Command Window ............................................ 22 Gambar 2.18 Tampilan Command History ............................................. 22 Gambar 2.19 Tampilan Workspace ......................................................... 23 Gambar 2.20 Contoh script sederhana dari matlab ................................. 24 Gambar 2.21 Contoh script yang telah di running .................................. 24 Gambar 3.1 Gardu Induk Sungai Juaro ................................................... 25 Gambar 3.2 Flowchart perhitungan drop tegangan menggunakan software Matlab .................................................................... 30 Gambar 4.1 Program perhitungan RAC dan X ......................................... 32 Gambar 4.2 Tampilan command window RAC dan X .............................. 32 Gambar 4.3 Tampilan program line 1-50 ................................................ 37 Gambar 4.4 Tampilan program line 51-100 ............................................ 38
xii
Gambar 4.5 Tampilan program line 101-150 .......................................... 39 Gambar 4.6 Tampilan program line 151-200 .......................................... 40 Gambar 4.7 Tampilan program line 201-248 .......................................... 41 Gambar 4.8 Tampilan command window perhitungan drop tegangan .... 41 Gambar 4.9 Drop Tegangan pada penyulang Kikim .............................. 42 Gambar 4.10 Drop Tegangan pada penyulang Kelingi ........................... 43 Gambar 4.11 Drop Tegangan pada penyulang Enim .............................. 44 Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Drop Tegangan ............................... 52
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1.
Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir.
Lampiran 2.
Lembar Bimbingan Laporan Akhir.
Lampiran 3.
Surat Keterangan Pengambilan Data dari PT. PLN (Persero).
Lampiran 4.
Diagram Garis Tunggal GI Sungai Juaro.
Lampiran 5.
Data Arus Beban Puncak GI Sungai Juaro.
Lampiran 6.
Data Tegangan Beban Puncak GI Sungai Juaro.
Lampiran 7.
Daftar Panjang Penyulang GI Sungai Juaro.
Lampiran 8.
MapSource Penyulang Kikim.
Lampiran 9.
MapSource Penyulang Kelingi.
Lampiran 10. MapSource Penyulang Enim. Lampiran 11. Single Line Penyulang Kikim. Lampiran 12. Single Line Penyulang Kelingi. Lampiran 13. Single Line Penyulang Enim. Lampiran 14. SPLN 72 : 1987. Lampiran 15. SPLN 41-8 : 1981. Lampiran 16. Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir (LA). Lampiran 17. Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir.
xiv
