REALISASI PENGHEMATAN BIAYA PENGGANTIAN KABEL INTI ALUMUNIUM DI PT. CIPTA ABADI CAKUNG Se ty o S upra t no H . S uge ng Setyo20 07@ ya hoo. co. id Suge ng_p rata ma@ ya hoo.c o m Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Islam “45” (UNISMA) Jl. Cut Meutia No. 83 Bekasi, Indonesia Telp. 021-88344436, 021-8802015 Ext.124 Abstraks Sekian banyak penghantar yang ada, tembaga dan alumunium adalah dua penghantar yang memenuhi persyaratan baik teknis maupun ekonomis untuk difungsikan sebagai penghantar dalam sistem transmis, distribusi, dan instalasi tenaga listrik. solusi lain menawarkan kabel berintikan alumunium yang murah dan mudah didapat. Dari pengukuran dibeberapa ujung beban terdapat Drop voltase yang melebihi batas ambang serta dari pengamatan terdapat unjuk kerja isolator kabel tersebut yang sudah mengkawatirkan. Drop voltase atau susut tegangan yang mengacu pada PUIL ayat 4.2.3.1 PUIL 2000 tidak boleh melebihi 5% dari syarat nilai nominal (220 Volt). Perhitungan KHA pada kabel dengan menggunakan inti alumunium, didapatkan nilai luas penampang kabel lebih besar daripada luas penampang kabel inti tembaga.
Kata kunci: Kabel alumunium, Penghematan, konversi penghantar dan susut tegangan.
Abstrac The many existing conductors, copper and aluminum are two conductors that meet both technical and economical requirements to work as a conductor in the transmis systems, distribution, and installation of electrical power. Another solution offered cored aluminum wires are cheap and easy to come by. From the end of the load contained in some measure the voltage drop exceeds the threshold limit of observation and performance are the cable insulator is already alarming. Voltage drop or voltage shrinkage refers to paragraph 4.2.3.1 PUIL PUIL 2000 should not exceed 5% of the nominal value terms (220 Volt). KHA calculation on using core aluminum cable, cable cross-sectional area obtained value is greater than the cross-sectional area of copper core cable.
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
1. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Beberapa faktor yang melatarbelakangi penelitian di PT. Cipta Abadi Cakung Adalah umur instalasi kabel power yang sudah tua dan nilai susut tegangan yang melebihi dari 5 % . disamping itu juga keandalan isolator listrik yang mengkawatirkan. Ada beberapa solusi untuk mengatasi permasalahan tersbut yakni dengan mengganti kabel power instalasi. dari sumber literatur yang didapat bahwa kabel tembaga merupakan penghantar yang sudah teruji keandalan dan banyak dipakai pada instalasi listrik di industri maupun di perkantoran dengan penyambungan daya yang besar. Namun dengan semakin mahalnya harga tembaga didunia dan meningkatnya permintaan akan tembaga, memungkinkan dalam penelitian ini memberikan referensi kabel alumunium sebagai alternatif pengganti penghantar dalam sistem distribusi di perusahaan tersebut. Dimana dengan beban daya yang sama diharapakan kabel tembaga memenuhi aspek teknik maupun aspek ekonomis. 1.1 Tujuan peneltian Adapun penelitian ini mempunyai beberapa tujuan diantaranya adalah mendapatkan kejelasan tentang cara perhitungan, pemilihan, dan kemampuan teknis kabel inti tembaga yang dipergunakan sebagai feeder listrik untuk tegangan AC 220-400 volt. Disamping itu cara perhitungan, pemilihan, dan kemampuan teknis kabel aluminium dan tembaga juga menjadi tujuan dari penelitian ini. Di akhir penelitian sesuai tema realisasi penghematan biaya akan terjawab dengan besarnya investasi awal dari pemakaian kabel inti alumunium 1.2 Metode penelitian Penelitian ini dilakukan di PT. Cipta Abadi, Jl. Tipar Cakung, Jak-Tim. Tanggal 01 Februari 2013 – 30 Mei 2013. Analisis yang dilakukan adalah membandingkan secara teknis dan ekonomis antara kabel tembaga dan aluminium. Aspek teknis yang akan dibandingkan antara kabel tembaga dan aluminium adalah kemampuan daya hantar, besarnya luas penampang, kuat arus, koefesien muai suhu dan tegangan jatuh. Sedangkan secara ekonomis akan dibandingkan biaya instalasinya. Pengumpulan data yang telah dilakukan akan memberikan gambaran besarnya tegangan di ujung beban di PT. Cipta Abadi, terutama untuk mendapatkan data besaranya tegangan listrik yang lebih akurat, harus dilakukan pengukuran menggunakan alat sesuai disain penelitian 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Instalasi Tenaga Listrik Instalasi Tenaga Listrik adalah bangunan sipil, elektromekanik, mesin, peralatan, saluran, dan perlengkapannya yang digunakan untuk pembangkitan, konversi, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan tenaga listrik. (Pasal 1 Angka 20 UU Nomor 20 Tahun 2002 Tentang Ketenagalistrikan). 2.2 Arus Listrik Arus listrik merupakan gerakan elektro-elektron yang mengalir ke satuan arah gerakan elektron tersebut. Arus listrik diberi notasi I atau i, dalam satuan Ampere (A) yang diambil dari nama Andre Marie Ampere (1975-1836) menyatakan bahwa : “Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 10 18 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu dalam waktu satu detik”. Sedangkan 6,24 x 1018 sama dengan satu Coulomb, yang dirumuskan sebagai berikut : I=Q/t …………………………………..(1) 2.3 Kabel Listrik Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari karet atau plastik, sedangkan konduktor terbuat dari serabut tembaga atau tembaga pejal
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
2.4 Kuat Hantar Arus (KHA) Yang dimaksud dengan kuat hantar arus pada kabel adalah nilai nominal arus maksimal yang diperolah dari perhitungan beban feeder ragangan rendah, dimana Penghantar yang dipakai sebagai distribusi listrik harus mempunyai kemampuan untuk menghantarkan arus listrik dengan besar sekurangkurangnya sama dengan arus yang melaluinya dan ditentukan sesuai dengan kebutuhan arus maksimum. Cara menentukan besarnya arus yang mengalir dalam penghantar adalah : I = P /√3.V......................................(2) Dimana : I
= Kuat arus (Ampere)
P
= Daya terpasang (Watt)
√3
=1,732
VLL
= Tegangan antar fasa (Volt)
Cos φ (Phi) = Faktor daya ( Asumsi 0,8)
2.5 Nilai Susut Tegangan Nilai susut tegangan dalam instalasi listrik dimaksudkan agar peralatan listrik yang bekerja atas suplai tegangan tersebut tidak mengalami kerusakan. Nilai susut tegangan yang dimaksud diatas adalah tidak boleh melebihi 5% dari nilai nominal yang ada (380 Volt/220 Volt). 2.6 Luas penampang kabel Untuk menentukan luas penampang kabel yang akan dipakai salah satunya adalah dengan mengetahui beban arus maksimal yang akan mengalir dalam suatu penghantar adapun persamaan yang diapaki adalah : RL = ∆V / √3 x I ..........................................(6) Dimana: RL
= Nilai resisitansi efektif
∆V
= Nilai susut tegangan (Volt)
√3
= 1,732 (Sistem 3 fasa)
I
= Arus maksimal yang mengalir dalam penghantar (Ampere)
l
= Panjang penghantar (Km)
3. HASIL dan PEMBAHASAN Suplai daya listrik pada PT. Cipta Abadi Cakung Jakarta sepenuhnya dipasok dari perusahaan listrik negara (PLN) dengan golongan tarif sedang. Penyaluran daya listrik dari perusahaan listrik negara (PLN) ke gedung-gedung PT. Cipta Abadi Cakung Jakarta menggunakan jaringan tegangan rendah 380 Volt 3 fasa yang dicatu dari gardu distribusi indoor milik perusahaan listrik negara (PLN) dengan kapasitas 2000 kVA.
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
Adapun bagian-bagian utama yang mendapat suplai daya adalah : No
Nama Bagian
Kapasitas Daya
1
Maintenance
120 kW
2
Cromm
175 kW
3
Pont
150 kW
4
Produksi 4
120 kW
5
Asembling
130 kW
6
Kantor 1 dan 2
90 kW
7
Matres
100 kW
8
Die Cast
180 kW
9
Poles
100 kW
Jumlah
1165 kW
Pemakaian kabel tembaga di PT. Cipta Abadi Cakung Lagkah pertama untuk mengganti Feeder kabel tembaga dengan kebel alumunimum adalah melakukan perhitungan berdasarkan beban,kuat arus yang kemudian dicocokkan dengan tabel elektrical kabel tembaga, Kemudian dikonversikan dengan tabel elektrical kabel alumunium Berikut table electrical kabel tembaga:
Selanjutnya dengan memperhitungkan persyaratan beban terpasang, penyeimbangan beban, kemampuan untuk menghantarkan arus listrik KHA (current carrying capacity), spare, serta besar susut tegangan maka akan didapatkan data penampang kabel berintikan tembaga seperti di bawah ini. Bagian Maintenance Pada Panel Maintenance data beban yang ada sebesar 120 kW, berikut perhitungan yang didapatkan : P = 120 kW (120.000 W) cos φ= 0.8 (Asumsi) Susut tegangan yang diinginkan = 3 %
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
Panjang kabel yang dinginkan
= 100 meter (0,1 kM)
Nilai susut tegangan yang didapatkan : ∆V% = V x 100% VLL ∆V
= V%x VLL 100% = 3% x 380 = 11, 4 Volt 100%
* Nilai arus yang didapatkan : I = P/ √3.VLL. cos φ = 120.000/1,732 x 380 x 0.8 = 227,95 A (I perhitungan) Nilai yang didapatkan diatas belum termasuk nilai spare atau cadangan sehingga untuk nilai arus cadangan perluasan kabel tembaganya adalah : = 227,95 x 1.25 = 284,88 A Untuk mendapatkan nilai resistansi DC maka digunakan persamaan sebagai berikut: RL = ∆V / √3 x I x l =
11,4/ 1,732 x 284,88 x 0,1
= 0,231 Dengan mempertimbangkan nilai susut tegangan sebesar 3% maka nilai resistansi 0,231 pada tabel 4.2, didapatkan jenis kabel NYSY 4 x 95 mm² pada nilai resistansi 0,193 selanjutnya dievaluasi berapa besar susut tegangan dengan cara sebagai berikut : ∆V = √3 . I. l. (RL. cos φ +XL. sin φ ) = 1,732 x 284,88 x 0,1 x 0,193 = 9,52 Volt ∆V% = 9,52 V
x 100 %
380 V = 2,51 % (Masih dibawah 3%) Langkah selanjutnya adalah mencari bentuk pengkonversian kekabel alumunium dengan cara yang sama, Selanjutnya dengan memperhitungkan persyaratan beban terpasang, penyeimbangan beban, kemampuan untuk menghantarkan arus listrik KHA (current carrying capacity), spare, serta besar susut tegangan maka akan didapatkan data penampang kabel berintikan alumunium seperti di bawah ini.
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
Bagian Maintenance Pada Panel Maintenance data beban yang ada sebesar 120 kW, berikut perhitungan yang didapatkan : P = 120 kW (120.000 W) cos φ = 0.8 (Asumsi) Susut tegangan yang diinginkan = 3 % Panjang kabel yang dinginkan = 100 meter (0,1 kM) * Nilai susut tegangan yang didapatkan : ∆V% = V x 100% VLL ∆V
= V%x VLL 100% = 3% x 380 100% = 11, 4 Volt
* Nilai arus yang didapatkan : I = P √3.VLL. cos φ = 120.000 1,732 x 380 x 0.8 = 227,95 A (I perhitungan) Nilai yang didapatkan diatas belum termasuk nilai spare atau cadangan sehingga untuk nilai arus cadangan perluasan kabel alumuniumnya adalah : = 227,95 x 1.25 = 284,88 A Untuk mendapatkan nilai resistansi DC maka digunakan persamaan sebagai berikut: RL = ∆V √3 x I x l = 11,4 1,732 x 284,88 x 0,1 = 0,231
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
Dengan mempertimbangkan nilai susut tegangan sebesar 3% maka nilai resistansi 0,231 pada tabel 4.3 didapatkan jenis kabel NA2XSY 4 x 150 mm² pada nilai resistansi 0,206 selanjutnya dievaluasi berapa besar susut tegangan dengan cara sebagai berikut : ∆V = √3 . I. l. (RL. cos φ +XL. sin φ ) = 1,732 x 284,88 x 0,1 x 0,206 = 10,16 Volt ∆V% = 10,16 V
x 100 %
380 V = 2,67 % (Masih dibawah 3%) Untuk mempermudah kajian teknik dan ekonomis dari seluruh bagian lihat tabel perbandingan dibawah ini Kuat Arus (Ampere)
V Drop Tembaga V Drop Alum
Nama bagian Beban (kW)
RL DC Tembaga/Alum Spare
Volt
%
Volt
%
Ǿ kabel
Tabel RL DC (Tembaga/Alum)
Tembaga mm² Alum mm²
Maintenance Cromm
120 kW 175 kW
227,90 332,36
284,88 9,52 2,51 10,16 415,45 10,70 2,81 10,97
2,67 2,84
0,231 0,11
0,193/0,206 NYSY 4 x 95 NA2XSY 4 x 150 0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Pont Produksi 4 Asembling
150 kW 120 kW
284,88 227,90
356,10 10,39 2,73 10,49 284,88 10,71 2,82 10,97
2,67 2,84
0,11 0,13
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300 0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
130 kW
246,89
308,62
9,35
2,46
0,12
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Kantor 1 dan 2 Matres
90 kW 100 kW
170,93 189,92
213,66 9,17 2,41 9,25 237,40 10,20 2,68 10,28
2,43 2,71
0,12 0,14
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300 0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
Die Cast
180 kW
341,85
427,32
2,90 11,10
2,92
0,11
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Poles
100 kW
189,92
237,40 10,20 2,68 10,28
2,71
0,14
0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
9,27
11
2,44
Untuk melihat realisasi dari penghematan biaya dapat dilihat tabel pembiayaan material sebagai berikut :
perbandingan pengadaan atau
1. Pembiayaan kabel tembaga Harga per meter (Rp/Meter)
Tipe kabel
Panjang kabel (meter)
NYSY 4 x 95
100
Rp348,000.00 Rp
2 Cromm
NYSY 4 x 185
150
Rp636,000.00 Rp
95,400,000.00
3 Pont
NYSY 4 x 185
170
Rp636,000.00 Rp
108,120,000.00
4 Produksi 4
NYSY 4 x 150
175
Rp532,000.00 Rp
93,100,000.00
5 Asembling
NYSY 4 x 185
175
Rp636,000.00 Rp
111,300,000.00
6 Kantor 1 dan 2
NYSY 4 x 185
250
Rp636,000.00 Rp
159,000,000.00
7 Matres
NYSY 4 x 150
200
Rp532,000.00 Rp
106,400,000.00
8 Die Cast
NYSY 4 x 185
150
Rp636,000.00 Rp
95,400,000.00
9 Poles
NYSY 4 x 150
200
Rp532,000.00 Rp
106,400,000.00
Rp
909,920,000.00
No
Nama bagian
1 Maintenance
Jumlah
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
Total harga (Rp) 34,800,000.00
2. Pembiayaan kabel alumunium No
Nama bagian
Tipe kabel
Panjang kabel (meter)
Harga per meter (Rp/Meter)
Total harga (Rp)
1 Maintenance
NA2XSY 4 x 150
100
Rp88,000.00 Rp
8,800,000.00
2 Cromm
NA2XSY 4 x 300
150
Rp168,000.00 Rp
25,200,000.00
3 Pont
NA2XSY 4 x 300
170
Rp168,000.00 Rp
28,560,000.00
4 Produksi 4
NA2XSY 4 x 240
175
Rp134,000.00 Rp
23,450,000.00
5 Asembling
NA2XSY 4 x 300
175
Rp168,000.00 Rp
29,400,000.00
6 Kantor 1 dan 2
NA2XSY 4 x 300
250
Rp168,000.00 Rp
42,000,000.00
7 Matres
NA2XSY 4 x 240
200
Rp134,000.00 Rp
26,800,000.00
8 Die Cast
NA2XSY 4 x 300
150
Rp168,000.00 Rp
25,200,000.00
9 Poles
NA2XSY 4 x 240
200
Rp134,000.00 Rp
26,800,000.00
Rp
236,210,000.00
Jumlah
3. KESIMPULAN Dari perbandingan diatas dapat kita simpulkan: untuk pengadaan kabel tembaga total pembiayaannya adalah Rp 909,920,000.00, sedangkan pembiayaan untuk pengadaan kabel alumunium sesuai tabel 4.6 adalah Rp 236,210,000.00, terdapat selis ih Rp 673,710,000.00 atau sekitar 74 % (nilai penghematan). Nilai penghematan sebesar itu hanya pada pengadaan material berupa kabel, belum termasuk biaya instalasi, tenaga kerja yang lain, maupun peralatan pendukung yang lain.
DAFTAR PUSTAKA [1]. Basri, H. Sistem disitribusi daya listrik, 1997. ISTN, Jakarta,1997. [2]. Hartono, P. Utilitas bangunan, cetakan kedua, Djambatan, 1995. [3]. Ketut Sugirianta, I Ketut. Kajian Teknik dan Ekonomis penggunaan kabel tembaga dibandingkan dengan Kabel Alumunium pada Sistem Instalasi dan Distribusi Kabel Power di Power House W Hotel Retreat And Spa – Bali, Jurnal Logic, Poli Teknik Bali [4]. Panitia Penyempurnaan PUIL – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia 1987, Standard Nasional Indonesia, Jakarta 1987 [5]. P. Van Harten, E. Setiawan, Instalasi arus kuat, Binacipta, 1980. [6]. ----------------Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000), Badan Standardisasi Nasional , Jakarta 2002 [7]. Kadir, A. Pengantar teknik tenaga listrik, LP3ES, Jakarta, 1993. [8]. --------------- Katalog PT. Kabelindo Murni [9].----------------Katalog PT. KMI WIRE AND CABLE Tbk [10].----------------Katalog PT. SUMI INDO KABEL Tbk. [11].Suryanto, F. Teknik Listrik Instalasi Penerangan, Rineka Cipta,Jakarta, 1998. [12]. Zuhal. Dasar teknik tenaga listrik, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1997.
2
JREC Journal of Electrical and Electronics
