PERHITUNGAN RUGI ENERGI LISTRIK PADA PENYULANG KIMA PT. PLN (PERSERO) AREA MAKASSAR

Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013

PERHITUNGAN RUGI ENERGI LISTRIK PADA PENYULANG KIMA PT. PLN (PERSERO) AREA MAKASSAR Mansur Staf Pengajar Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro Universitas Haluoleo ABSTRACT Electrical poer losses in adistribution network can be represented as a function dependent on time, current and length of conductors. In the operation of wide distribution network, determining the losses in a major problem. Only an accurate calculation of the losses will increase the system efficiency and quality, as well as security against the electrical power mistreatment. The goal of this research is to determine accurately the losses in the primary distribution network, distribution transformers and the secondary distribution network. The result of the calculation will be usefull as a consideration to plan a system recreases the system performances. Key Words: Electric, Losses, Energy ABSTRAK Rugi-rugi energy pada jaring distribusi merupakan fungsi waktu besar arus dan panjang saluran penghantar distribusi. Oleh karena itu, menentukan besar rugi energy pada system tenaga listrik dengan jaring luas menjadi masalah utama pengoprasian system tersebut. Hal ini sangat mempenagruhi pada efesisensi mutu dan keamanan . Penelitian ini bertujuan menentukan besar rugi-rugi energi listrik pada jaring distribusi primer, transformator distribusi dan jaring distribusi sekunder. Hasilnya dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan untuk rekontruksi system demi peningkatan efesisensi, mutu. Kata Kunci : Electric, Losses, Energy

PENDAHULUAN Sistem distribusi merupakan bagian dari system tenaga listrik secara keseluruhan. Sistem ini berfungsi untukm menyalurkan energi listrik dan sisi pembangkit sebagai pengirim ke sisi beban (konsumen) sebagai penerima. Energi tersebut disalurkan melalui bagian-bagian yang menggunakan peralatan listrik. Pada kenyataan energi listrik yang disalurkan dari pembangkit tidak semuanya diterima dari oleh konsumen. Hal ini terjadi karena setiap komponen peralatan listrik dapat menimbulkan rugi-rugi yang disebut rugi-rugi energi listrik. Rugi-rugi ini terjadi baik pada jaringan distribusi primer maupun jaringan distribusi sekunder dan juga pada transformator. Sistem distribususi penyulang KIMA merupakan contoh kasus sistem yang mengalami kerugian energi listrik. Kerugian energi ini tidak dapat diketahui secara pasti melalui perhitungan. Akibatnya rugi-rugi yang timbul tidak dapat diketahui apakah masih dalam batas-batas yang diizinkan atau telah melampaui batas. Apabila rugirugi tersebut telah melampaui batas perlu dicari permasalahannya. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung menentukan besar rugi-rugi energy listrik pada jaringan distribusi primer (jaringan tegangan menengah, rugi daya trafo, dan rugi-rugi

Fakultas Teknik – Universitas Haluoleo

daya distribusi rendah).

sekunder

(jaringan

tegangan

LANDASAN TEORI Sistem jaringan distribusi jaringan primer, trafo distribusi, jaringan sekunder, dan sambungan rumah (sambungan pelayanan). Dengan demikian, system distribusi merupakan bagian system tenaga listrik langsung berhubungan dengan konsumen. Sistem tersebutselain menerima daya listrik dari sumber daya besar ( Gardu Induk) juga berfungsi mengirimkan dan mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. Jaringan primer digunakan untuk menyalurkan daya dari sisi tegangan menengah gardu distribusi. Tegangan yang digunakan pada system distribusi primer adalah 20 kV atau disebut Jaringan Tegangan Menengah (JTM). Pada pengoprasian jaringan distribusi primer berupa hantaran terbuka (Jaringan Udara) dengan jenis penghantar, seperti: Bare Copper Conductor (BBC), All Alminium Alloy Conductor (AAAC). Untuk menyuplay daya kekonsumen tegangan rendah terdapat beberapa buah gardu tiang yang terbagi beberapa penyulang. Kapasitas trafo disrtribusi tersebut berkisar antara 16 kVA sampai 500 kVA. Jenis penghantar untuk jaringan sekunder

173

Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013 dan sambungan pelayanan yang digunakan ialah jenis Low voltage Twisted Cable (LVTC). Untuk menghitung rugi energi listrik pada Penyulang Kima digunakan beberapa persamaan Susut Energi Penghantar. Menentukan Resistansi Rugi-rugi energy yang terjadi pada jarring tegangan menengah disebabkan oleh adanya resistansi jarring, resistansi jaring dari suatu penghantar listrik dinyatakan pada persamaan :

energy yang terjadi pada system distribusi tenaga listrik sebagian terjadi pada saluran dan transformator distribusi. Untuk saluran distribusi harus dipilih saluran dan transformator yang menghantarkan arus ke beban tanpa rugi-rugi energi yang melmpaui standar yang dizinkan. Persamaan dibawah ini digunakan untuk menghitung rugi-rugi daya pada jarring distribusi pada saluran dengan beban yang seimbang pada sistem tiga phasa sebagai berikut: KW

ohm

(1) Keterangan : Rugi-rugi daya (kW) Arus Phasa (Ampere) Resistansi penghantar (ohm).

Keterangan Resistansi penghantar (ohm mm2/m) = Luas penampang penghantar (mm2)

METODE PENELITIAN

= Panjang penghantar (m). Sedangkan dalam hal perhitungan kita gunakan persamaan sebagai beriku: a. Untuk Tembaga ohm b. Untuk Alminium ohm Menentukan Arus Nominal digunakan persamaan sebagai berikut: Untuk Trafo 3 Phasa

nominal

Keterangan = Arus Nominal (Ampere) S = Kapasitas Transformator (kVA) = Tegangan Line to Line (kV) Pada saat arus melalui penghantar ke beban maka akan timbul rugi-rugi daya dalam penghantar tesebut dengan persamaan :

Ketrangan : Rugi-rugi daya (Watt). = Arus yang mengalir (Ampere) Rugi-rugi daya efektif Hilangnya daya listrik dalam penyaluran dapat disebabkan oleh peralatan itu sendiri. Rugi-rugi


Dalam penelitian ini data yang digunakan ialah data beban harian yang dicatac selang waktu 1 jam pada Gardu Induk Penyulang Kima pada bulan. Data tersebut berupa data sekunder yang diperoleh dari PT. PLN. Data-data lain ialah panjang jaringan distribusi primer dan rute-rutenya serta beban trfo yang dilayaninya. Pada sisi jaringan tegangan rendah data yang dibutuhkan ialah panjang jaringan distribusi sekunder dan besar arus pada setiap jurusan/jaringan distribusi sekunder. Data lain di perole literature yaitu : tahanan setiap penghantar pada suhu 50o C, dalam keadaan berbeban dan tidak berbeban setiap transformator yang digunakan untuk mencari rugi daya distribusi berupa: rugi daya jaringan primer, rugi daya jaringan sekunder, dan rugi-rugi daya transformator.

HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan rugi-rugi energi listrik dilakukan dengan mengambil feeder Kima, Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 kV yang ada pada Gardu Induk Daya. Pada perhitunagan yang akan dilakukan pada beban puncak pada beban rata-rata Transformator distribusi sisi sekunder pada saat beban puncak, dimana pada waktu itu terjadi pemakaian energi paling besar. Dari hasil perhitungan, dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk mengevaluasi peralatan distribusi tegangan menengah yang ada dan upaya yang dilakukan untuk memperbaiki peralatan tersebut, sehingga terjadinya rugi-rugi listrik dapat dikurangi sesuai dengan standar yang diizinkan maksimun 5% PLN. Kurva beban menggambarkan besar daya tersalurkan untuk waktu tetentu. Kurva beban

174

Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013 diperoleh dari data-data beban maksimun feeder. Besar daya disalurkan pada penyulang pada table berikut: Tabel 1. Beban Hariang penyulang Kima GI (Gardu Induk) Daya Jam Daya Tersalur (kW) 00.00 61.73 01.00 56.39 02.00 53.85 03.00 50.04 04.00 47.50 05.00 48.77 06.00 48.77 07.00 44.96 08.00 45.22 09.00 50.55 10.00 50.55 11.00 52.33 12.00 50.30 13.00 51.06 14.00 55.12 15.00 56.14 16.00 54.87 17.00 55.38 18.00 63.76 19.00 73.92 20.00 73.92 21.00 73.92 22.00 70.11 23.00 67.57

Tabel 2. Data beban transformator penyulang Kima Trafo Rating (kVA) Beban (kVA) ENEK 160 47,5 UNHO 160 24,5 SISIPAN 100 36,7 UNFD 160 42,7 UNTK 250 79,7 UNFR 250 172,0 UNFM 100 36,7 UNBI 250 203,0 UNFL 250 226,0 UNBJ 250 156,5 UNBK 250 101,3 UNAU 250 103.3 UNBX 315 152,0 UNFP 250 142,0 UNFO 250 76,3 UNFQ 315 193,4 SISIPAN 100 17,2 SISIPAN 250 154,8 UNHR 160 49,3 UNFK 100 52,8 UNFI 250 154,8 UNFC 100 37,6 JUMLAH 2158,3

Sumber : Unit Pengatur Distribusi Makassar PT. PLN Sulselra Tabel 3. Hasil Perhitungan Rugi-rugi Transformator pada Penyulang Kima

Trafo ENEK UNHO SISIPAN UNFD UNTK UNFR UNFM UNBI UNFL UNBJ UNBK UNAU UNBX UNFP UNFO

Rating (kVA) 160 160 100 160 250 250 100 250 250 250 250 250 315 250 250

Rugi-rugi Besi (Watt) 460 460 320 460 650 650 320 650 650 650 650 650 770 650 250


Rugi-rugi Tembaga (Watt) 2350 2350 1750 2350 3250 3250 1750 3250 3250 3250 3250 3250 3900 3250 3250

Ltro (kWh/Bln) 55,2 55,2 38,4 55,2 78,0 78,0 38,4 78,0 78,0 78,0 78,0 78,0 92,4 78,0 78,0

Ltrl (kWh/Bln) 4,4 4,4 5,3 4,4 3,9 3,9 5,3 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 3,7 3,9 3,9

Jumlah Rugi Energi (kWh/bln) 59,6 59,6 43,7 59,6 81,9 81,9 43,7 81,7 81,7 81,7 81,7 81,7 96,1 81,7 81,7

175


Trafo UNFQ SISIPAN SISIPAN UNHR UNFK UNFI UNFC

Rating (kVA) 315 100 250 160 100 250 100

Rugi-rugi Besi (Watt) 770 320 650 460 320 650 320

Rugi-rugi Tembaga (Watt) 3900 1750 3250 2350 1750 3250 1750

Ltro (kWh/Bln) 92,4 38,4 78,0 55,2 38,4 78,0 38,4 1.455,6

Ltrl (kWh/Bln) 3,7 5,3 3,9 4,4 5,3 3,9 5,3 94,2

Jumlah Rugi Energi (kWh/bln) 96,1 43,7 81,9 59,6 43,7 81,9 43,7 1.549,8

Sumber : Hasil olah data

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

Tabel 4. Hasil Perhitugan Rugi Energi jaringan Primer pada Penyulang Kima. Jenis Panjang Resistansi Arus Rute Jaringan penghantar Jaringan (m) (Ohm) (Ampere) (mm) O-ENEK 40 AAAC 150 0,0097 1,4 ENEK-1 250 AAAC 70 0,0606 0,0 1-UNHO 40 AAAC 70 0,0289 0,7 1-2 260 AAAC 150 0,0630 0,0 2-SISIPAN 160 AAAC 70 0,1157 1,1 2-3 240 AAAC 150 0,0582 0,0 7-UNFD 40 AAAC 70 0,0291 1,2 3-4 120 AAAC 150 0,0289 0,0 4-5 120 AAAC 70 0,0868 0,0 5-UNTK 80 AAAC 70 0,0579 2,3 5-UNFR 80 AAAC 70 0,0579 5,0 4-6 40 AAAC 150 0,0097 0,0 6-7 40 AAAC 150 0,0097 0,0 7-UNFM 40 CU 35 0,0236 1,1 7-8 80 AAAC 70 0,0579 0,0 8-UNBI 80 AAAC 70 0,0579 5,9 UNBI-UNFL 40 AAAC 70 0,1157 6,5 8-9 160 AAAC 70 0,0289 0,0 9-UNBJ 40 AAAC 70 0,0289 4,5 9-10 80 AAAC 70 0,0579 0,0 10-UNBK 80 AAAC 70 0,0579 2,9 10-UNAU 40 AAAC 70 0,0579 2,9 UNAU-11 120 AAAC 70 0,0868 0,0 11-UNBX 40 CU 16 0,0514 4,4 11-2 40 AAAC 70 0,0289 0,0 12-UNFP 40 AAAC 70 0,0289 4,1 UNFP-UNFO 40 AAAC 70 0,0289 2,2 13-UNFO 40 AAAC 70 0,0289 5,6 13-14 40 AAAC 70 0,0289 0,0 14-SISIPAN 40 AAAC 70 0,0289 0,5 14-SISIPAN 160 AAAC 70 0,1157 0,5 6-15 80 AAAC 150 0,0194 0,0 15-16 160 AAAC 150 0,0388 0,0 16-UNHR 40 AAAC 150 0,0097 1,4 16-UNFK 40 AAAC 150 0,0097 1,5 16-17 120 AAAC 150 0,0291 0,0 17-UNFJ 120 AAAC 70 0,0886 4,5


Rugi-rugi Energi (kWh/Bln) 0,0006 0,0000 0,0005 0,0000 0,0509 0,0000 0,0151 0,0000 0,0000 0,1103 0,5211 0,0000 0,0000 0,0103 0,0000 0,7256 0,1354 0,0000 0,2107 0,0000 0,1753 0,0875 0,0000 0,3582 0,0000 0,1749 0,0504 0,3236 0,0000 0,0002 0,0104 0,0000 0,0000 0,0006 0,0006 0,0000 0,0718

176


No 38 39 40

Rute Jaringan UNFJ-UNFI 17-18 18-UNFC

Jenis penghantar (mm) AAAC 70 AAAC 150 AAAC 70 Jumlah

Panjang Jaringan (m) 160 80 40

Resistansi (Ohm)

Arus (Ampere)

0,1157 0,0194 0,0289

1,6 0,0 4,1

Rugi-rugi Energi (kWh/Bln) 0,1313 0,0000 0,0006 3,0970

Sumber: Hasil olah data Tabel 5. Hasil Perhitungan Rugi Energi Jaringan Distribusi Sekunder pada Penyulang Kima. Nama Trafo

Jurusan

Ritansesisi (Ohm)

Arus (Amper) R

ENEK SISIP

UNAU UNBI UNBJ UNBK UNBX UNFC UNFD UNFI UNFK UNFL UNFM UNFO UNFP UNFQ UNFR UNHO UNHR UNTK

A A B C A A A A A A A A A A A A A A B A A B A B A B

0,0510 0,0377 0,0471 0,0264 0,0118 0,0058 0,0299 0,0471 0,0299 0,0157 0,0118 0,0139 0,0273 0,0273 0,0510 0,0165 0,0045 0,0087 0,0087 0,0099 0,0573 0,0573 0,0314 0,0314 0,0099 0,0099

46,0 70,4 25,0 238,0 128,0 289,0 233,0 166,0 285,0 21,0 60,0 93,0 62,0 354,0 172,0 119,0 218,0 189,0 91,0 111,0 10,0 13,0 14,0 61,0 45,0 67,0

S 70,0 44,4 25,0 231,0 161,0 296,0 239,0 144,0 287,0 19,0 59,0 63,0 49,0 328,0 154,0 114,0 20,0 191,0 96,0 101,0 16,0 17,0 13,0 56,0 37,0 85,0 Jumlah

Rugi Energi/Jurusan (kWh/Bln) T

68,0 50,0 26,0 232,0 150,0 303,0 231,0 143,0 293,0 19,0 49,0 61,0 26,0 336,0 154,0 114,0 206,0 204,0 96,0 85,0 16,0 19,0 12,0 65,0 40,0 79,0

R 12,94 22,16 3,53 179,47 23,13 58,10 194,66 155,61 291,25 0,83 5,08 14,47 12,66 410,13 180,89 28,04 25,92 37,27 8,64 14,64 0,69 1,16 0,74 14,01 2,41 5,33

S 29,94 8,75 3,53 169,06 36,59 60,95 204,82 117,10 295,35 0,68 4,91 6,64 7,91 352,09 145,09 25,73 22,92 38,07 9,62 12,12 1,76 1,99 0,64 11,01 1,63 5,51

T 28,27 11,30 3,82 170,53 31,76 63,87 191,33 115,48 307,83 0,68 3,39 6,23 2,23 369,48 145,09 25,73 23,15 43,43 9,62 8,85 1,76 2,48 0,54 15,81 1,90 7,92

Jum RST 71,17 42,21 10,88 519,06 91,49 182,92 590,81 388,18 894,42 2,71 13,39 27,34 22,8 1.131,70 471,16 79,51 71,99 118,77 27,87 35,34 4,21 5,63 1,92 41,72 5,93 21,33

Jumlah Energi (kWh/Bln

71,17 42,21 10,88 519,06 91,41 182,92 590,81 388,18 894,42 2,71 13,39 27,34 22,8 1.131,7 471,16 79,51 71,99 118,77 27,87 35,34 4,21 5,63 1,92 41,72 5,93 21,33 4.873,95

Sumber : Hasil olah data.

KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN Berbagai analisa yang telah dikembangkan untuk keperluan ini dimana uraian, analisa dan perhitungan yang telah dilakukan , maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan : 1. Rugi energy distribusi pada Gardu Induk Daya penyulang Kima sebesar 6.426,95 kWh/bulan yang terdiri atas :rugi energi Jaringan Tegangan Primer sebesar 3,097 kWh/bulan,rugi energy trafo sebesar 1.549,8 kWh/bulan, rugi energy Jaringan Tegangan Sekunder 4.873,95 kWh/bulan.


2. Pada jaring distribusi jarak gardu distribusi dengan beban atau konsumen sangat berpengaruh terhadap rugi-rugi energi. B. SARAN Berdasarkan hasil penelitian ini beberapa saran yang dapat diberikan adalah sebagai berikut: 1. Untuk mendapatkan hasil yang akurat dibutuhkan jumlah data teknis jaring distribusi yang lebih banyak, serta data yang terukur. 2. Untuk menurunkan rugi-rugi energy teknis pada jaring distribusi perlu dilakukan perbaikan pembebanan system, agar simetris antara tiga

177

Metropilar Volume 11 Nomor 2 April 2013 fasanya. Oleh karena itu diperlukan rekontruksi jaring, seharusnya PT. PLN memiliki data pelanggan (konsumen) kWh meter pada setiap penyulang (feeder) sehingga total energy yang disalurkankannya dapat diketahui.

DAFTAR PUSTAKA Anonim, Electrical Transmission and Distribution Reference Book. New Delhi. Oxford & IBH Publishing Company. Arismunandar, A., S. Kuwahara. 1982. Teknik Tenagan Listrik II. PT.Padnya Paramitha, Jakarta.


AS. Pabla, Abdul Kadir. 1991 Sistem Distribusi Daya Listrik. Jakarta. Lakervi, E., E.J. HOLMES. 1989. Electricyty Distribution Network Design. Peter Peregrinus Ltd London. Gonen, Turan. 1986. Electric Power Distribution System Engineering. McGraw-Hill. Grainger, John, Jr Willliam D. Stevenson. 1994. Power System Analisis WCB/McGraw-Hill, Inc. New York. Kadir, Abdul. 1998. Transmisi Daya Listrik. UI Press, Jakarta. Yusras, 2001 Metode Perhitungan Susut Energi Jaringan Distribusi, Proceeding ITB.

178

PERHITUNGAN RUGI ENERGI LISTRIK PADA PENYULANG KIMA PT. PLN (PERSERO) AREA MAKASSAR

Recommend Documents