TUGAS AKHIR PENGARUH PEMBEBANAN TRAFO TERHADAP LOSSES TEKNIK

TUGAS AKHIR

PENGARUH PEMBEBANAN TRAFO TERHADAP LOSSES TEKNIK Disusun guna memenuhi persyaratan akademis dan untuk mecapai gelar sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana

Disusun oleh :

Nama Nim Jurusan Peminatan

: : : :

Yosef Adymas 01400-086 Teknik Elektro Teknik Tenaga Listrik

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

i

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama

:

Yosef Adymas

Nim

:

01400 – 086

Fakultas

:

Teknologi Industri

Jurusan

:

Teknik Elektro

Peminatan

:

Teknik Tenaga Listrik

Judul Skripsi

:

PENGARUH PEMBEBANAN TRAFO TERHADAP LOSSES TEKNIK

Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana.

Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan.

Penulis,

Yosef Adymas

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN TUGAS AKHIR PENGARUH PEMBEBANAN TRAFO TERHADAP LOSSES TEKNIK

Disusun Oleh :

Nama

: Yosef Adymas

Nim

: 01400 – 086

Jurusan

: Teknik Elektro

Peminatan

: Teknik Tenaga Listrik

Disetujui dan disahkan oleh :

Koordinator Tugas Akhir

Dosen Pembimbing

Ir. Yudi Gunardi, MT

Ir. Bambang Trisno,MSc

Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Budiyanto Husodo, MSc

iii

ABSTRAK

Jaringan Distribusi merupakan suatu jaringan tenaga listrik yang berfungsi mendistribusikan tenaga listrik kepada konsumen. Jaringan Distribusi dapat dibagi menjadi tiga komponen yang terdiri atas Jaringan Tegangan Menengah, Transformator Distribusi dan Jaringan Tegangan Rendah. Jaringan Tenaga Listrik dikatakan handal apabila mampu menyuplai energi listrik secara terus menerus dengan mutu listrik yang baik, sehingga kewajiban PT. PLN ( Persero ) adalah memberikan pelayanan dan mutu yang terbaik kepada konsumen akan kebutuhan listrik. Transformator Distribusi adalah salah satu komponen jaringan distribusi yang berperan sebagai salah satu sarana pendistribusian tenaga listrik dari tegangan menengah ke tegangan rendah yang memiliki karakteristik tertentu. Pembebanan pada transfomator yang berlebihan maupun rendah dapat menimbulkan losses pada jaringan distribusi. Losses teknik ( susut trafo distribusi ) memang tidak dapat dihilangkan tetapi dapat ditekan dengan beberapa cara. Pada penulisan ini akan dibahas tentang “Pengaruh Pembebanan Trasformator Terhadap Losses Teknik”. Dengan pembebanan yang optimal diharapkan dapat menekan losses teknik ( susut trafo distribusi ) transfomator.

iv

pada

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas rahmat-Nya dan kasih-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun tujuan dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar keserjanaan program S-1 pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. Untuk menyempurnakan penulisan Tugas Akhir ini, banyak berbagai pihak telah meluangkan waktunya untuk memberikan masukan, bimbingan serta arahan kepada penulis. Untuk itu pada kesempatan ini penulis tak lupa mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Orang tua serta keluarga yang telah memberikan semangat dan doa. 2. Bapak Ir.Budi Yanto Husodo,MSc, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. 3. Bapak Ir.Yudi Gunardi, selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Elektro Universitas Mercu Buana. 4. Bapak Ir. Bambang Trisno, selaku Pembimbing Tugas Akhir 5. PT. PLN ( Persero ) Disatribusi Jakarta Raya dan Tangerang AJ Kebayoran, selaku tempat berlangsungnya penelitian Tugas Akhir. 6. Bapak Ir. M. Agustiono, selaku Asisten Manager bidang Operasi Distribusi AJ Kebayoran atas arahan dan bantuan lainnya yang dapat membantu penulis dalam melaksanakan penulisan Tugas Akhir ini.

v

7. Bapak Bobby Joe Adams ST, selaku pembimbing di PT. PLN ( Persero ) Disatribusi Jakarta Raya dan Tangerang atas arahan dan bimbingannya serta masukan yang sangat bermanfaat bagi penulis. 8. Seluruh karyawan PT. PLN ( Persero ) Disatribusi Jakarta Raya dan Tangerang

AJ Kebayoran yang telah banyak membantu dalam penulisan

Tugas Akhir ini. 9. Rekan-rekan mahasiswa UMB, Rahman Dias, Muhamad Bashori, Fudi Haryono, Ferry, Herry, dkk, atas dukungan moril dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 10. Teman-teman kost, Vaisal, Farhan, Arief, Rusdiyanto, Catur, Yudi, Herry, dkk, atas dukungan moril dalam penulisan Tugas Akhir ini. 11. Seluruh pihak yang tidak dapat punulis sebutkan satu-persatu yang telah membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari penulisan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun bagi penulis sangat diharapkan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Jakarta, Agustus 2007

Penulis

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...........................................................................................i LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................iii ABSTRAK ..........................................................................................................iv KATA PENGANTAR ........................................................................................v DAFTAR ISI.......................................................................................................vii DAFTAR TABEL...............................................................................................ix DAFTAR GRAFIK.............................................................................................x DAFTAR LAMPIRAN.......................................................................................xi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .....................................................................................1 1.2 Tujuan Penulisan..................................................................................2 1.3 Batasan Masalah ..................................................................................2 1.4 Metode Penelitian ................................................................................3 1.5 Sistematika Penulisan ..........................................................................3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Losses Teknik ......................................................................................5 2.2 Transformator ......................................................................................5 2.3 Prinsip Kerja Transformator ................................................................6 2.4 Jenis-Jenis Transformator ....................................................................6 2.5 Korelasi Beban Terhadap Susut Trafo Distribusi ................................10 2.5.1 Rugi Besi ..................................................................................10 2.5.2 Rugi Tembaga ..........................................................................11 2.6 Loss Load Factor ( LLF ).....................................................................12 2.7 Effisiensi Transformator ......................................................................12

vii

BAB III ANALISA DATA PERUSAHAAN 3.1 Gambaran Umum.................................................................................14 3.2 Trafo Distribusi....................................................................................15 3.3 Effisiensi Trafo Distribusi....................................................................19 3.3.1 Trafo Distribusi 315 Kva..........................................................19 3.3.2 Trafo Distribusi 400 kVA.........................................................24 3.3.3 Trafo Distribusi 630 kVA.........................................................29 3.3.4 Trafo Distribusi 1000 kVA.......................................................34

BAB IV ANALISA HASIL PERHITUNGAN 4.1 Umum ..................................................................................................40 4.2 Trafo.....................................................................................................41 4.2.1 Gardu KL 173...........................................................................41 4.2.2 Gardu SN 74 .............................................................................42 4.2.3 Gardu KB 16.............................................................................43 4.3 Energi Yang Hilang .............................................................................45

BAB V KESIMPULAN & SARAN 5.1 Kesimpulan ..........................................................................................48 5.2 Saran ....................................................................................................48

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

viii

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 3.1 Data Pengusahaan AJ Kebayoran

16

Tabel 3.2 Hasil Ukur Gardu Posko Bulungan

17

Tabel 4.1 Effisiensi Beban Trafo Distribusi

40

Tabel 4.2 Losses Teknis 38 Gardu Posko Bulungan

44

Tabel 4.3 Tabel 4.3 Effisiensi, Losses Trafo dan Susut Trafo Distribusi

46

ix

DAFTAR GRAFIK

Hal

Grafik 3.1 Grafik Effisiensi Beban Trafo Distribusi 315 kVA

24

Garfik 3.2 Grafik Effisiensi Beban Trafo Distribusi 400 kVA

29


34


39

Grafik 4.1 Beban Terhadap Susut Trafo Distribusi

46

x

DAFTAR LAMPIRAN

Grafik Gangguan Trafo 2006 Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Bintaro ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Ciledug ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Cinere ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Ciputat ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Kebon Jeruk ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Mampang ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Pemulang ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Pondok Indah ( < 20 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Bintaro ( > 80 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Ciledug ( > 80 % ) Data Pengukuran Gardu Mister 2000 Posko Kebon Jeruk ( > 80 % ) Kerapatan Beban Kombis Kebayoran

xi

Universitas Mercu Buana Jakarta Barat

1

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah Dalam memenuhi kebutuhan pelanggan akan listrik yang sesuai dengan Tingkat Mutu Pelayanan ( TMP ), maka PT. PLN ( Persero ) berusaha memberikan pelayanan yang maksimal baik dalam bidang teknis maupun nonteknis. Dengan kondisi saat ini, dimana susut distribusi cukup tinggi, drop tegangan ( >10% ) cukup banyak dan keandalan sistem yang belum baik maka diperlukan suatu desain kriteria yang menunjang tercapainya kondisi yang lebih baik dari yang sudah ada. Komponen Jaringan Distribusi dari hulu sampai hilir yang ada adalah JTM, JTR dan SR. Sesuai dengan kriteria yang ada maka komponen jaringan distribusi memiliki standar khusus agar dalam pengembangannya dapat memperbaiki kondisi yang ada menjadi lebih baik. Trafo Distribusi adalah salah satu komponen jaringan distribusi yang berperan sebagai sarana pendistribusian tenaga listrik dari tegangan menengah ke tegangan rendah yang memiliki karakteristik tertentu. Untuk hal tersebut di atas, maka diperlukan penentuan pembebanan trafo yang akan menghasilkan losses teknik (susut trafo distribusi) pada trafo yang paling rendah. Banyaknya trafo distribusi yang memiliki beban tinggi ( >80 % ) dan beban rendah ( <10% ) mengakibatkan meningkatnya salah satu komponen dari susut distribusi, yaitu susut pada trafo sehingga efisiensi dari pembebanan

Yosef Adymas

Teknik Elektro Teknik Tenaga Listrik


2

Tugas Akhir

trafo distribusi perlu dilakukan, apakah dengan trafo yang memiliki daya besar tetapi berbeban rendah maupun berbeban tinggi, sangat berpotensi menimbulkan losses teknis (susut trafo distribusi) yang nantinya akan berpengaruh tidak tercapainya TMP yang telah ditetapkan kepada konsumen. Beberapa hal yang dapat dilakukan dengan manajemen trafo yaitu dengan memasang gardu sisipan maupun mutasi ataupun penambahan trafo distribusi ke keypoint yang benar-benar berpotensi menimbulkan losses teknis baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang.

1.2 Tujuan Penulisan Tujuan utama dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk menganalisa pengaruh pembebanan trafo yang belum optimal yang berpengaruh terhadap losses teknik, serta membahas beberapa solusi untuk menekan terjadinya losses teknik (susut trafo distribusi) yang mana losses teknik ini jelas tidak dapat dihilangkan.

1.3 Batasan Masalah Dalam penulisan ini penulis membatasi bahasan untuk salah satu komponen jaringan distribusi yaitu trafo distribusi, yang menyangkut pengaruh pembebanan pada trafo distribusi baik beban rendah maupun beban tinggi. Pembatasan masalah hanya pada pembebanan trafo, agar dapat diketahui secara jelas tentang pengaruh pembebanan trafo yang belum optimal

Yosef Adymas



3

Tugas Akhir

dapat menimbulkan losses secara teknis dan turut berkontribusi terhadap susut distribusi.

1.4 Metode Penelitian 1. Studi kepustakaan dengan memahami buku referensi. 2. Studi lapangan ( Field Research ). 3. Bimbingan dengan Dosen yang ditunjuk. 4. Mencari data melalui Internet.

1.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Berisi mengenai latar belakang masalah, pembatasan masalah, maksud dan tujuan penulisan,metode penulisan laporan dan sistematika penulisan laporan

BAB II LANDASAN TEORI Berisi mengenai kerangka pemikiran atau dasar teori dari penelitian tersebut dan dijelaskan pula teori-teori atau data teknis yang mendukung penelitian tersebut serta rumus-rumus yang berkenaan dengan transformator.

BAB III ANALISA DATA PERUSAHAAN Berisi tentang data-data lapangan mengenai transformator pada khususnya serta penganalisaan dari data-data tersebut.

Yosef Adymas



4

Tugas Akhir

BAB IV ANALISA HASIL PERHITUNGAN Berisi tentang analisa hasil perhitungan data lapangan dan perhitungan secara teori untuk mengetahui pengaruh dari losses teknis atau susut trafo distribusi.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dari hasil penelitian tersebut yang digunakan sebagai sarana penyelesaian masalah.

Yosef Adymas



5

Tugas Akhir

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Losses Teknik Yang dimaksudkan dengan losses teknik ( susut distribusi ) adalah rugi-rugi yang terjadi pada penghantar yang mana terjadi karena adanya rugirugi inti besi dan rugi-rugi tembaga ( panas ). Dimana losses teknik ini sangat berpengaruh terhadap sistem penyaluran tenaga listrik, contohnya losses yang terjadi pada trafo distribusi.

2.2

Transformator Transformator adalah seperangkat alat statis yang berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik mentransformasikan tegangan dan arus bolak-balik diantara dua belitan atau lebih pada frekuensi yang sama dan biasanya pada nilai arus dan tegangan yang berbeda.

Gambar 2.1 Bagian-bagian dari transformator

Yosef Adymas



6

Tugas Akhir

Bagian-bagian terpenting dari transformator : 1. Inti / teras / kern 2. Gulungan primer, dihubungkan dengan sumber listrik 3. Gulungan sekunder, dihubungkan dengan beban.

2.3

Prinsip Kerja Transformator Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan (sumber), maka akan mengalir arus bolak-balik I1 pada kumparan tersebut. Oleh karena kumparan mempunyai inti, arus I1, menimbulkan fluks magnet yang berubahubah pada intinya. Akibat adanya fluks magnet yang berubah-ubah pada kumparan primer, maka akan timbul GGL induksi.

2.4 Jenis-Jenis Transformator Jenis-jenis transformator dapat dibagi menjadi beberapa macam, yaitu : A. Letak Kumparan Terhadap Inti Berdasarkan kedudukan atau letak kumparan terhadap inti, maka jenis transformator ini ada 2 macam, yakni : 1. Core Type (jenis inti), bila kedudukan kumparan mengelilingi inti 2. Shell Type (jenis shell), bila kumparan dikelilingi oleh inti. B. Ditinjau Dari Perbandingan Transfomasi Yang

dimaksud

dengan

perbandingan

transformasi

adalah

perbandingan banyaknya lilitan kumparan primer dan kumparan sekunder. a=

Yosef Adymas

Np Ep = Ns Es



7

Tugas Akhir

Berdasarkan perbandingan transformasi ini dikenal : 1. Transformator Penaik Tegangan / Step Up Bila GGL induksi sekunder Es lebih besar dari GGL induksi primer Ep (a < 1) 2. Transformator Penurun Tegangan / Step Down Bila GGL induksi sekunder Es lebih kecil dari GGL induksi primer Ep (a >1) C. Konstruksi Inti Transformator Sehubungan dengan jenis transformator berdasarkan posisi lilitan kumparan terhadap inti, maka pemakaian jenis inti disesuaikan dengan pemakaiannya tersebut. Pada dasarnya dikenal 3 jenis transformator berdasarkan konstruksi inti transformator, yakni : 1. Bentuk L, inti transformator disusun dari plat-plat dari bahan ferromagnetik yang berbentuk huruf L yang disusun saling isi mengisi. 2. Bentuk E, dimana tiap lapisan inti dibuat dari bahan ferromagnetik yang berbentuk huruf E dan disusun saling isi mengisi. 3. Bentuk F, dimana tiap lapisan inti disusun dari bahan ferromagnetik yang berbentuk huruf F dan disusun saling isi mengisi. Kemudian

di

dalam

pelaksanaan

praktis,

bentuk-bentuk

ini

berkembang menjadi bentuk U atau L, bentuk huruf E – I, dan plat yang digulung. Bentuk L atau U digunakan pada type core, sedangkan bentuk E – I digunakan pada type shell.

Yosef Adymas



8

Tugas Akhir

D. Berdasarkan Cara Pendinginan Transformator 1. Pendinginan alam 2. Pendinginan buatan (udara) 3. Pendinginan buatan (air) E. Jenis Fase Tegangan Sebagaimana diketahui bahwa fase tegangan listrik yang umum digunakan adalah tegangan satu fase dan tegangan tiga fase. Berdasarkan fase tegangan ini maka dikenal 2 jenis transformator : 1. Transformator 1 fase, bila transformator digunakan untuk memindahkan tenaga listrik 1 fase. 2. Transformator 3 fase, bila transformator digunakan untuk memindahkan tenaga listrik 3 fase. Sebenarnya konstruksi transformator 1 fase dan transformator 3 fase tidak mempunyai perbedaan yang prinsipil, sebab transformator 3 fase adalah transformator 1 fase yang disusun dalam tata cara tertentu dari 3 buah transformator 1 fase tersebut. F. Kegunaan Transformator Menurut kegunaannya, transformator dapat dibagi menjadi 4 macam. Transformator itu adalah sebagai berikut : 1. Transformator Tenaga Digunakan untuk sistem transmisi dan distribusi. 2. Oto-transformator

Yosef Adymas



9

Tugas Akhir

Transformator yang hanya memiliki satu kumparan atau belitan sekunder dan primernya menjadi satu, misalnya : slide regulator (variac). Umumnya oto-transformator ini memiliki rasio mendekati satu ( unity ). Keuntungan oto-transformator dibandingkan dengan transformator daya adalah : •

Ukurannya lebih kecil untuk daya yang sama

•

Harganya lebih murah

•

Effisiensinya lebih tinggi

•

Arus tanpa beban kecil

•

Penurunan tegangan ( drop voltage ) kecil

3. Transformator Pengaman Transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan, sehingga mengurangi bahaya terhadap para pekerja. 4. Transformator Pengukuran Transformator yang digunakan untuk pengukuran besaran-besaran listrik arus bolak-balik, dimana alat-alat ukur besaran listrik tersebut ( Amperemeter dan Voltmeter ) mempunyai keterbatasan kemampuan mengukur besaran listrik yang bernilai besar. Prinsip kerja pada transformator pengukuran dan tranformator daya hampir sama, hanya saja untuk keperluan pengukuran ini yang dipermasalahkan adalah ketelitian atau kesalahan pengukuran, berbeda dengan tranformator daya yang lebih mengutamakan efisiensi penyaluran dayanya.

Yosef Adymas



10

Tugas Akhir

2.5

Korelasi Beban Terhadap Susut Trafo Distribusi Untuk menghitung susut trafo distribusi atau losses trafo digunakan rumus sebagai berikut : Losses Trafo =

Pi + Pcu

Pcu

(Beban Trafo / Kapasitas Trafo)2 x Pc x LLF

=

Dimana : Pi

= Rugi Besi (watt)

Pc

= Rugi Tembaga (Watt)

LLF

= Loss Load Factor

Pcu

= Rugi Tembaga Total / Susut Daya Belitan (Watt)

Sedangkan Susut Energi pada trafo didapat dari : Susut Energi (kWh/bulan) = ((Pi + Pcu) x 720 / 1000) Dimana :

2.5.1

Pi

=

Rugi Besi (watt)

Pc

=

Rugi Tembaga (Watt)

Rugi Besi ( Pi ) Rugi besi terdiri dari : a. Rugi histeresis, yaitu rugi yang disebabkan fluks bolak-balik pada inti besi. Ini dinyatakan dengan rumus : Ph = KhfB1.6maks watt Dimana :

Yosef Adymas



11

Tugas Akhir

Ph

= rugi histeresis

Kh

= konstanta

f

= frekuensi

Bmaks = kerapatan fluks maksimum ( weber/m2 ) b. Rugi “arus eddy”, yaitu rugi yang disebabkan arus pusar pada inti besi. Ini dinyatakan dengan rumus : Pe = Kef2B2maks Dimana : Pe

= rugi arus eddy atau arus pusar

Ke

= konstanta material inti

f

= frekuensi

Bmaks = kerapatan fluks maksimum ( weber/m2 ) Jadi rugi besi ( rugi inti ) dinyatakan dengan rumus : Pi = Ph + Pe

2.5.2

Rugi tembaga ( Pcu ) Rugi tembaga adalah rugi yang disebabkan arus beban mengalir pada kawat tembaga. Dapat ditulis dengan rumus : Pcu = I2R Karena arus beban berubah-ubah, rugi tembaga juga tidak konstan bergantung pada beban.

Yosef Adymas



12

Tugas Akhir

2.6

Loss Load Factor ( LLF ) Loss Load Factor adalah koefisien yang diperhitungkan dalam menghitung susut sebagai perbandingan antara rugi-rugi daya rata-rata tehadap rugi daya beban puncak. Rumus untuk menghitung LLF adalah sebagai berikut : LLF

2.7

= (0.3 x LF) +( 0.7 x LF 2)

Efisiensi Transfomator Pada transformator, daya output ( Pout ) akan lebih kecil dibandingkan daya input ( Pin ). Hal ini disebabkan karena adanya kerugian-kerugian dalam transformator. Kerugian-kerugian pada transformator diantaranya : 2

1. Kerugian daya pada lilitan ( I R ) 2. Kerugian karena arus pusar (arus Eddy) ( Pe ) 3. Kerugian karena histeresis ( Ph )

Kerugian-kerugian tersebut berpengaruh terhadap efisiensi suatu transformator. Efisiensi (daya guna / rendemen) suatu transformator didefenisikan sebagai :

η =

=

Yosef Adymas

Ρ out Ρ in Pout Pout + Plosses



13

Tugas Akhir

=

=

Pout Pout + Pi + (LF 2 × Pc × LLF) kVA × Cosϕ × LF × 1000 × 100% (kVA × Cosϕ × LF × 1000) + Pi + (LF 2 × Pc × LLF)

Ket : Pi

= Rugi Besi

Pc

= Rugi Tembaga

Cos ϕ = 0.85 LLF

= Loss Load Factor

= (0.3 x LF) + (0.7 x LF2)

LF

= Load Factor

= (Beban Trafo / Kapasitas Trafo)

•

Rugi Besi ( Pi ) dan Rugi Tembaga ( Pc ) diambil dari SPLN 50 : 1997

•

Buku Kriteria Desain Jaringan Distribusi

•

Handbook of Electrical Power Calculations : Calculations of Efficiency

Yosef Adymas



14

Tugas Akhir

BAB III ANALISA DATA PERUSAHAAN

3.1 Gambaran Umum AJ Kebayoran terbagi menjadi 9 posko. Pada penulisan Tugas Akhir ini penulis mengambil data gardu pada posko Bulungan. Data gardu yang diambil sebagai sampel untuk penulisan Tugas Akhir ini meliputi gardu-gardu dengan beban rendah dan beban tinggi. Gardu-gardu pada posko Bulungan pada umumnya memiliki kapasitas trafo yang berbeda-beda, yaitu 315 kVA, 400 kVA, 630 kVA dan 1000 kVA. Jenis gardu yang ada di posko Bulungan antara lain Gardu Beton, Gardu Portal, Gardu Small Box, Gardu Kios dan Gardu Susun/GRC. Trafo distribusi yang memiliki beban tinggi dan beban rendah secara langsung akan berpengaruh pada losses teknis trafo distribusi. Dengan kondisi seperti ini maka yang akan terjadi selanjutnya adalah berpotensi menambah kWh yang hilang akibat losses trafo, berkurangnya umur dari trafo distribusi dan meningkatnya susut distribusi pada jaringan. Dengan pembebanan dan efisiensi beban trafo distribusi diharapkan dapat menekan losses teknis pada trafo serendah mungkin dan juga menekan laju susut distribusi. Trafo distribusi dikatakan memiliki beban tinggi bila memiliki pembebanan lebih dari 80 %. Trafo distribusi umumnya terdiri dari inti besi

Yosef Adymas



15

Tugas Akhir

dan dua bagian yaitu bagian primer dan bagian sekunder yang masing-masing memiliki lilitan dengan jumlah tertentu. Prinsip kerjanya berdasarkan pemindahan daya / energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan cara induksi. Pembebanan trafo yang rendah apabila pembebanannya kurang dari 10 % dan untuk trafo yang memiliki pembebanan lebih dari 80 % agar direncanakan penambahan trafo, mutasi maupun gardu sisipan. Sesuai dengan temuan kontrin pada beberapa lokasi gardu di AJ Kebayoran, bahwa terdapat trafo yang beroperasi dengan pembebanan rendah. Hal ini turut menyumbangkan losses teknis trafo pada jaringan distribusi yang nantinya berpengaruh juga pada losses total PLN. Makin tinggi losses trafo distribusi berarti mengurangi pendapatan PLN. Sehingga upaya yang seharusnya dilakukan dalam menekan losses teknik pada trafo distribusi adalah dengan memperhatikan pembebanan dan effisiensi dari trafo.

3.2 Trafo Distribusi Trafo dikatakan berbeban tinggi bila pemakaiannya lebih dari 80 % dan berbeban rendah bila pemakaiannya kurang dari 10 %. Di wilayah AJ Kebayoran pada umumnya menggunakan trafo 315 kVA, 400 kVA, 630 kV dan 1000 kVA. Untuk trafo dengan daya 315 kVA dan 400 kVA biasanya digunakan di gardu portal. Di bawah ini adalah data pengusahaan untuk wilayah AJ Kebayoran.

Yosef Adymas



16

Tugas Akhir

Tabel 3.1 Data Pengusahaan AJ Kebayoran No

Asset Jaringan Distribusi

Jumlah

Satuan

1

SUTM

104.592

Kms

2

SKTM

2.481.447

Kms

3

SUTR

4.444.338

Kms

4

SKTR

426.969

Kms

Tiang TM

7.727

Bh

a. Tiang Besi

5.058

Bh

b. Tiang Beton

2.669

Bh

Tiang TR

93.036

Bh

a. Tiang Besi

54.851

Bh

b. Tiang Beton

38.185

Bh

Trafo Distribusi

2.375

Bh

27

Bh

8

Bh

10

Gardu

4

Gardu

Gardu Distribusi / GD

2280

Gardu

Gardu Beton

1783

Gardu

Gardu Portal

420

Gardu

Gardu Portal Compact

64

Gardu

Gardu Small Box

9

Gardu

Gardu Kios

4

Gardu

5

6

7

8

9

10

Yosef Adymas

Trafo GI ( Existing)

Gardu Induk



17

Tugas Akhir

Gardu Susun / GRC

7

Gardu

Gardu Distribusi TM

177

Gardu

Gardu Distribusi TM/TR

183

Gardu

Gardu TR

1920

Gardu

11

Gardu Hubung

30

Gardu

12

Penyulang

279

Penyulang

Dari data di atas di dapat jumlah trafo yang ada di AJ Kebayoran sebanyak 2375 buah trafo. Untuk mengetahui efisiensi dan juga beban trafo distribusi baik yang berbeban rendah maupun yang berbeban tinggi, digunakan hasil ukur dari posko. Di AJ Kebayoran terbagi menjadi 9 posko, yaitu : Posko Mampang, Posko Bulungan, Posko Pondok Indah, Posko Ciputat, Posko Cinere, Posko Kebun Jeruk, Posko Pemulang, Posko Bintaro dan Posko Ciledug. Data pengukuran dari 38 Gardu pada Posko Bulungan dapat kita lihat pada table berikut ini :

Tabel 3.2 Hasil Ukur Gardu Posko Bulungan No 1 2 3 4 5

Gardu KL 173 SN 74 KB 14 SN 26 KB 16

kVA Trafo 400 630 630 630 1000

Jenis Trafo PORTAL BETON BETON BETON BETON

Beban 502.26 719.18 683.98 681.12 1055.78

% Beban 125.57 114.16 108.57 108.11 105.58

6

KB 242

630

BETON

632.72

100.43

Yosef Adymas



18

Tugas Akhir

7

KB 284

1000

BETON

979

97.90

8

D 14B

1000

BETON

940.5

94.05

9

KB 8

400

BETON

357.28

89.32

10

KB 162

630

BETON

554.18

87.97

11

SN 21

400

BETON

351.12

87.78

12

KB 13D

1000

BETON

872.3

87.23

13

KB 283

1000

BETON

853.16

85.32

14

KB 251

1000

BETON

848.1

84.81

15

KB 93N

1000

BETON

830.72

83.07

16

SP 251

400

PORTAL

326.26

81.57

17

KB 218B

630

BETON

513.26

81.47

18

D 79

630

BETON

447.04

70.96

19

KB 11

1000

BETON

704.22

70.42

20

KB 451

315

PORTAL

161.26

51.19

21

KB 153P

400

PORTAL

201.52

50.38

22

KB 14

630

BETON

316.14

50.18

23

KB 269

1000

BETON

501.16

50.12

24

KB 75B

400

BETON

167.86

41.97

25

KB 17B

630

BETON

255.2

40.51

26

KB 268

1000

BETON

403.48

40.35

27

KB 428

315

PORTAL

126.28

40.09

28

KB 13C

630

BETON

66.88

10.62

29

SN 15

630

BETON

62.48

9.92

30

KB 372

400

BETON

39.6

9.9

31

KB 490

400

BETON

37.4

9.35

32

KL 165

315

PORTAL

27.94

8.87

33

KB 21A

630

BETON

53.46

8.49

34

KB 162B

630

BETON

51.48

8.17

35

KB 195

1000

BETON

61.38

6.14

36

MG 107

400

BETON

23.32

5.83

37

KB 178

630

BETON

25.3

4.02

38

SN 94

400

BETON

6.16

1.54

Yosef Adymas



19

Tugas Akhir

Dari 38 data pengukuran gardu pada posko Bulungan, terdapat 3 buah trafo 315 kVA, 10 buah trafo 400 kVA, 14 trafo 630 kVA, dan 11 buah trafo 1000 kVA. Dari data pengukuran juga terlihat bahwa pembebanan < 10 % ada 10 buah trafo, 40-60 % ada 9 buah buah trafo dan > 60 % ada 19 buah trafo. Pengaruh pembebanan pada trafo dapat diketahui dengan mencari effisiensi trafo distribusi. Untuk mengetahui karakteristik dari effisiensi trafo terhadap losses teknik ( susut distribusi ) digunakan perhitungan untuk pembebanan 10 – 100 %.

3.3 Effisiensi Trafo Distribusi Wilayah AJ Kebayoran khususnya Posko Bulungan menggunakan 315, 400, 630, dan 1000 kVA. Dari sampel hasil ukur gardu di Posko Bulungan digunakan pembebanan dari 10 % - 100 % untuk mewakili pembebanan rendah – tinggi. Perhitungan effisiensi (daya guna/rendemen) dari trafo distribusi tersebut dapat dilihat sebagai berikut : η =

kVA × Cosϕ × LF × 1000 × 100% (kVA × Cosϕ × LF × 1000) + Pi + (LF 2 × Pc × LLF)

3.3.1 Trafo Distribusi 315 kVA ( Rugi Besi=770 ; Rugi Tembaga=3900 ) a. Beban 10 % LF

= 0.1

LLF

= (0.3 x 0.1) + (0.7 x 0.12) = 0.037

Yosef Adymas



20

Tugas Akhir

Effisiensi 10% =

315 × 0.85 × 0.1 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.1 × 1000) + 770 + (0.12 × 3900 × 0.037)

= 97.19 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 97.19 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 97.19) % = 2.81 %. b. Beban 20 % LF

= 0.2

LLF

= (0.3 x 0.2) + (0.7 x 0.22) = 0.088

Effisiensi 20% =

315 × 0.85 × 0.2 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.2 × 1000) + 770 + (0.2 2 × 3900 × 0.088)

= 98.56 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.56 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.56) % = 1.44 %. c. Beban 30 % LF

= 0.3

LLF

= (0.3 x 0.3) + (0.7 x 0.32) = 0.153

Effisiensi 30% =

315 × 0.85 × 0.3 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.3 × 1000) + 770 + (0.3 2 × 3900 × 0.153)

= 98.98 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.98 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.98) % = 1.02 %.

Yosef Adymas



21

Tugas Akhir

d. Beban 40 % LF

= 0.4

LLF

= (0.3 x 0.4) + (0.7 x 0.42) = 0.232

Effisiensi 40% =

315 × 0.85 × 0.4 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.4 × 1000) + 770 + (0.4 2 × 3900 × 0.232)

= 99.15 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 99.15 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 99.15) % = 0.85 %. e. Beban 50 % LF

= 0.5

LLF

= (0.3 x 0.5) + (0.7 x 0.52) = 0.325

Effisiensi 50% =

315 × 0.85 × 0.5 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.5 × 1000) + 770 + (0.5 2 × 3900 × 0.325)

= 99.19 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 99.19 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 99.19) % = 0.81 %. f. Beban 60 % LF

= 0.6

LLF

= (0.3 x 0.6) + (0.7 x 0.62) = 0.432

Yosef Adymas



22

Tugas Akhir

Effisiensi 60% =

315 × 0.85 × 0.6 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.6 × 1000) + 770 + (0.6 2 × 3900 × 0.432)

= 99.15 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 99.15 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 99.15) % = 0.85 %. g. Beban 70 % LF

= 0.7

LLF

= (0.3 x 0.7) + (0.7 x 0.72) = 0.553

Effisiensi 70% =

315 × 0.85 × 0.7 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.7 × 1000) + 770 + (0.7 2 × 3900 × 0.553)

= 98.96 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.96 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.96) % = 1.04 %. h. Beban 80 % LF

= 0.8

LLF

= (0.3 x 0.8) + (0.7 x 0.82) = 0.688

Effisiensi 80% =

315 × 0.85 × 0.8 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.8 × 1000) + 770 + (0.82 × 3900 × 0.688)


Yosef Adymas



23

Tugas Akhir

i. Beban 90 % LF

= 0.9

LLF

= (0.3 x 0.9) + (0.7 x 0.92) = 0.837

Effisiensi 90% =

315 × 0.85 × 0.9 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 0.9 × 1000) + 770 + (0.9 2 × 3900 × 0.837)

= 98.60 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.60 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.60) % = 1.40 % j. Beban 100 % LF

= 1

LLF

= (0.3 x 1) + (0.7 x 12) = 1

Effisiensi 100% =

315 × 0.85 × 1 × 1000 × 100% (315 × 0.85 × 1 × 1000) + 770 + (12 × 3900 × 1)

= 98.29 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.29 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.29) % = 1.71 %. Dari hasil perhitungan effisiensi dan losses untuk trafo 315 kVA, terlihat bahwa pembebanan berpengaruh terhadap tinggi-rendahnya losses trafo. Dari perhitungan ini dapat dibuat dalam bentuk grafik karakteristik dari effisiensi trafo 315 kVA sebagai berikut :

Yosef Adymas



24

Tugas Akhir

Grafik 3.1 Effisiensi Beban Trafo Distribusi 315 kVA

Grafik Effisiensi Beban Trafo Distribusi 315 kVA

4.00 3.50

Losses ( % )

3.00 2.50 2.00

Trf 315 kVA

1.50 1.00 0.50 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Beban ( % )


= 0.1

LLF

= (0.3 x 0.1) + (0.7 x 0.12) = 0.037

Effisiensi 10% =

400 × 0.85 × 0.1 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.1 × 1000) + 930 + (0.12 × 4600 × 0.037)

= 97.33 %

Yosef Adymas



25

Tugas Akhir

Sehingga dengan effisiensi sebesar 97.33 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 97.33) % = 2.67 %. b. Beban 20 % LF

= 0.2

LLF

= (0.3 x 0.2) + (0.7 x 0.22) = 0.088

Effisiensi 20% =

400 × 0.85 × 0.2 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.2 × 1000) + 930 + (0.2 2 × 4600 × 0.088)


= 0.3

LLF

= (0.3 x 0.3) + (0.7 x 0.32) = 0.153

Effisiensi 30% =

400 × 0.85 × 0.3 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.3 × 1000) + 930 + (0.3 2 × 4600 × 0.153)

= 99.04 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 99.04 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 99.04) % = 0.96 %. d. Beban 40 % LF

= 0.4

LLF

= (0.3 x 0.4) + (0.7 x 0.42)

Yosef Adymas



26

Tugas Akhir

= 0.232 Effisiensi 40% =

400 × 0.85 × 0.4 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.4 × 1000) + 930 + (0.4 2 × 4600 × 0.232)


= 0.5

LLF

= (0.3 x 0.5) + (0.7 x 0.52) = 0.325

Effisiensi 50% =

400 × 0.85 × 0.5 × 1000 × 100% (400 × 0.85 × 0.5 × 1000) + 930 + (0.5 2 × 4600 × 0.325)


= 0.6

LLF

= (0.3 x 0.6) + (0.7 x 0.62) = 0.432

Effisiensi 60% =

400 × 0.85 × 0.6 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.6 × 1000) + 930 + (0.6 2 × 4600 × 0.432)

= 99.19 %

Yosef Adymas



27

Tugas Akhir

Sehingga dengan effisiensi sebesar 99.19 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 99.19) % = 0.81 %. g. Beban 70 % LF

= 0.7

LLF

= (0.3 x 0.7) + (0.7 x 0.72) = 0.553

Effisiensi 70% =

400 × 0.85 × 0.7 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.7 × 1000) + 930 + (0.7 2 × 4600 × 0.553)


= 0.8

LLF

= (0.3 x 0.8) + (0.7 x 0.82) = 0.688

Effisiensi 80% =

400 × 0.85 × 0.8 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 0.8 × 1000) + 930 + (0.8 2 × 4600 × 0.688)


Yosef Adymas



28

Tugas Akhir

i. Beban 90 % LF

= 0.9

LLF

= (0.3 x 0.9) + (0.7 x 0.92) = 0.837 400 × 0.85 × 0.9 × 1000 × 100% (400 × 0.85 × 0.9 × 1000) + 930 + (0.9 2 × 4600 × 0.837)

Effisiensi 90% =

= 98.69 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.69 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.69) % = 1.31 %. j. Beban 100 % LF

= 1

LLF

= (0.3 x 1) + (0.7 x 12) = 1

Effisiensi 100% =

400 × 0.85 × 1 × 1000 × 100% (400 × 0.85 × 1 × 1000) + 930 + (12 × 4600 × 1)


Yosef Adymas



29

Tugas Akhir



4.00 3.50

Losses ( % )

3.00 2.50 2.00

Trf 400kVA

1.50 1.00 0.50 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Beban ( % )


= 0.1

LLF

= (0.3 x 0.1) + (0.7 x 0.12) = 0.037

Effisiensi 10% =

630 × 0.85 × 0.1 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.1 × 1000) + 1300 + (0.12 × 6500 × 0.037)

= 97.63 %

Yosef Adymas



30

Tugas Akhir


= 0.2

LLF

= (0.3 x 0.2) + (0.7 x 0.22) = 0.088

Effisiensi 20% =

630 × 0.85 × 0.2 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.2 × 1000) + 1300 + (0.2 2 × 6500 × 0.088)


= 0.3

LLF

= (0.3 x 0.3) + (0.7 x 0.32) = 0.153

Effisiensi 30% =

630 × 0.85 × 0.3 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.3 × 1000) + 1300 + (0.3 2 × 6500 × 0.153)


= 0.4

LLF

= (0.3 x 0.4) + (0.7 x 0.42)

Yosef Adymas



31

Tugas Akhir


630 × 0.85 × 0.4 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.4 × 1000) + 1300 + (0.4 2 × 6500 × 0.232)


= 0.5

LLF

= (0.3 x 0.5) + (0.7 x 0.52) = 0.325

Effisiensi 50% =

630 × 0.85 × 0.5 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.5 × 1000) + 1300 + (0.5 2 × 6500 × 0.325)


= 0.6

LLF

= (0.3 x 0.6) + (0.7 x 0.62) = 0.432

Effisiensi 60% =

630 × 0.85 × 0.6 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.6 × 1000) + 1300 + (0.6 2 × 6500 × 0.432)

= 99.29 %

Yosef Adymas



32

Tugas Akhir


= 0.7

LLF

= (0.3 x 0.7) + (0.7 x 0.72) = 0.553

Effisiensi 70% =

630 × 0.85 × 0.7 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.7 × 1000) + 1300 + (0.7 2 × 6500 × 0.553)


= 0.8

LLF

= (0.3 x 0.8) + (0.7 x 0.82) = 0.688

Effisiensi 80% =

630 × 0.85 × 0.8 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.8 × 1000) + 1300 + (0.8 2 × 6500 × 0.688)


Yosef Adymas



33

Tugas Akhir

i. Beban 90 % LF

= 0.9

LLF

= (0.3 x 0.9) + (0.7 x 0.92) = 0.837

Effisiensi 90% =

630 × 0.85 × 0.9 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 0.9 × 1000) + 1300 + (0.9 2 × 6500 × 0.837)


= 1

LLF

= (0.3 x 1) + (0.7 x 12) = 1

Effisiensi 100% =

630 × 0.85 × 1 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 1 × 1000) + 1300 + (12 × 6500 × 1)


Yosef Adymas



34

Tugas Akhir



4.00 3.50

Losses ( % )

3.00 2.50 2.00

Trf 630 kVA

1.50 1.00 0.50 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Beban ( % )

3.3.4 Trafo Distribusi 1000 kVA ( Rugi Besi=2300;Rugi Tembaga=12000 ) a. Beban 10 % LF

= 0.1

LLF

= (0.3 x 0.1) + (0.7 x 0.12) = 0.037

Effisiensi 10% =

1000 × 0.85 × 0.1 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.1 × 1000) + 2300 + (0.12 × 12000 × 0.037)

= 97.36 %

Yosef Adymas



35

Tugas Akhir


= 0.2

LLF

= (0.3 x 0.2) + (0.7 x 0.22) = 0.088

Effisiensi 20% =

1000 × 0.85 × 0.2 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.2 × 1000) + 2300 + (0.2 2 × 12000 × 0.088)


= 0.3

LLF

= (0.3 x 0.3) + (0.7 x 0.32) = 0.153

Effisiensi 30% =

1000 × 0.85 × 0.3 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.3 × 1000) + 2300 + (0.3 2 × 12000 × 0.153)


= 0.4

LLF

= (0.3 x 0.4) + (0.7 x 0.42)

Yosef Adymas



36

Tugas Akhir


1000 × 0.85 × 0.4 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.4 × 1000) + 2300 + (0.4 2 × 12000 × 0.232)


= 0.5

LLF

= (0.3 x 0.5) + (0.7 x 0.52) = 0.325

Effisiensi 50% =

1000 × 0.85 × 0.5 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.5 × 1000) + 2300 + (0.5 2 × 12000 × 0.325)


= 0.6

LLF

= (0.3 x 0.6) + (0.7 x 0.62) = 0.432

Effisiensi 60% =

1000 × 0.85 × 0.6 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.6 × 1000) + 2300 + (0.6 2 × 12000 × 0.432)

= 99.19 %

Yosef Adymas



37

Tugas Akhir


= 0.7

LLF

= (0.3 x 0.7) + (0.7 x 0.72) = 0.553

Effisiensi 70% =

1000 × 0.85 × 0.7 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.7 × 1000) + 2300 + (0.7 2 × 12000 × 0.553)


= 0.8

LLF

= (0.3 x 0.8) + (0.7 x 0.82) = 0.688

Effisiensi 80% =

1000 × 0.85 × 0.8 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.8 × 1000) + 2300 + (0.8 2 × 12000 × 0.688)

= 98.89 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.89 %, maka didapat losses trafo distrubusi sebesar = (100 – 98.89) % = 1. 11 %.\

Yosef Adymas



38

Tugas Akhir

i. Beban 90 % LF

= 0.9

LLF

= (0.3 x 0.9) + (0.7 x 0.92) = 0.837

Effisiensi 90% =

1000 × 0.85 × 0.9 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 0.9 × 1000) + 2300 + (0.9 2 × 12000 × 0.837 )


= 1

LLF

= (0.3 x 1) + (0.7 x 12) = 1

Effisiensi 100% =

1000 × 0.85 × 1 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 1 × 1000) + 2300 + (12 × 12000 × 1)


Yosef Adymas



39

Tugas Akhir

Grafiik 3.4 Effisiensi Beban Trafo Distribusi 1000 kVA Grafik Effisiensi Beban Trafo Distribusi 1000 kVA

4.00 3.50

Losses ( % )

3.00 2.50 Trf 1000 kVA

2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Beban ( % )

Yosef Adymas



40

Tugas Akhir

BAB IV ANALISA HASIL PERHITUNGAN

4.1 Umum Di bawah ini adalah tabel effisiensi trafo distribusi dari hasil perhitungan rumus pada bab sebelumnya.

Tabel 4.1 Effisiensi Beban Trafo Distribusi

N0

Ket

Daya

Rugi

Rugi

Trafo

Fe

Cu

(kVA)

(Watt)

(Watt)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

315

770

3900

97.19

98.56

98.98

99.15

99.19

99.15

98.96

98.85

98.60

98.29

2.81

1.44

1.02

0.85

0.81

0.85

1.04

1.15

1.40

1.71

400

930

4600

97.33

98.63

99.04

99.19

99.24

99.19

99.09

98.93

98.69

98.39

2.67

1.37

0.96

0.81

0.76

0.81

0.91

1.07

1.31

1.61

630

1300

6500

97.63

98.78

99.14

99.29

99.32

99.29

99.19

99.04

98.83

98.56

2.37

1.22

0.86

0.71

0.68

0.71

0.81

0.96

1.17

1.44

97.36

98.64

99.04

99.19

99.24

99.19

99.08

98.89

98.65

98.35

2.64

1.36

0.96

0.81

0.76

0.81

0.92

1.11

1.35

1.65

Effisiensi 1

Losses Effisiensi

2

Losses Effisiensi

3

Losses Effisiensi

4

1000

Losses

2300

12000

Persentase Beban Trafo ( % )

Dari karakteristik kurve pada bab sebelumnya dan tabel di atas didapat bahwa losses tertinggi terdapat pada trafo dengan daya 315 kVA sebesar 2.81 % dan losses terendah terdapat pada trafo dengan daya 630 kVA sebesar 0.68 %. Losses terendah terdapat pada pembebanan 40 % - 60 %.

Yosef Adymas



41

Tugas Akhir

4.2 Losses Trafo Losses trafo dihitung untuk trafo yang overload dan trafo distribusi yang berbeban rendah, sehingga dari perhitungan dapat diketahui jumlah kWh yang hilang akibat dari losses trafo itu sendiri. Untuk data hasil ukur telah dikemukakan di bagian sebelumnya, yaitu data hasil ukur gardu di posko Bulungan. Di bawah ini adalah sebagian perhitungan losses teknis trafo / susut trafo distribusi dari data di bagian sebelumnya. 4.2.1

Gardu KL 173 Gardu ini memiliki trafo dengan kapasitas 400 kVA, berjenis gardu

portal dengan tingkat pembebanan sebesar 125.57 %. Kapasitas Trafo

=

400 kVA

Beban Trafo

=

502.26 kVA

% Beban

=

125.57 %

Rugi-rugi Besi

=

930 Watt

Rugi-rugi Tembaga

=

4600 Watt

Cos φ

=

0.85

LF

=

1.2557 %

LLF

=

(0.3 x 1.2557) + (0.7 x 1.25572)

Effisiensi =

= 1.48

400 × 0.85 × 1.2557 × 1000 × 100% ( 400 × 0.85 × 1.2557 × 1000) + 930 + (1.2557 2 × 4600 × 1.48)

= 97.34 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 97.34 %, maka didapat losses trafo distribusi 400 kVA sebesar 100 % - 97.34 % = 2.66 %.

Yosef Adymas



42

Tugas Akhir

•

Losses Trafo = 2.66 %, maka

•

E losses

= 2.66 % x 400 x 0.85 = 9.04 kW

Losses trafo untuk pembebanan sebesar 125.57 % di gardu KL 173 adalah sebesar 9.04 kW. 4.2.2

Gardu SN 74 Gardu ini memiliki trafo dengan kapasitas 630 kVA, berjenis gardu

beton dengan tingkat pembebanan sebesar 117.65 %. Kapasitas Trafo

=

630 kVA

Beban Trafo

=

719.18 kVA

% Beban

=

114.16 %

Rugi-rugi Besi

=

1300 Watt

Rugi-rugi Tembaga

=

6500 Watt

Cos φ

=

0.85

LF

=

1.14 %

LLF

=

(0.3 x 1.14) + (0.7 x 1.142)

Effisiensi =

= 1.25

630 × 0.85 × 1.14 × 1000 × 100% (630 × 0.85 × 1.14 × 1000) + 1300 + (1.14 2 × 6500 × 1.25)

= 98.09 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.09 %, maka didapat losses trafo distribusi 630 kVA sebesar 100 % - 98.09 % = 1.91 %. •


•

E losses

Yosef Adymas

= 1.91 % x 630 x 0.85



43

Tugas Akhir

= 10.2 kW Losses trafo untuk pembebanan sebesar 117.65 % di gardu SN 74 adalah sebesar 10.2 kW. 4.2.3

Gardu KB 16 Gardu ini memiliki trafo dengan kapasitas 1000 kVA, berjenis gardu

beton dengan tingkat pembebanan sebesar 105.58 %. Kapasitas Trafo

=

1000 kVA

Beban Trafo

=

1055.78 kVA

% Beban

=

105.58 %

Rugi-rugi Besi

=

2300 Watt

Rugi-rugi Tembaga

=

12000 Watt

Cos φ

=

0.85

LF

=

1.06 %

LLF

=

(0.3 x 1.06) + (0.7 x 1.062)

Effisiensi =

= 1.1

1000 × 0.85 × 1.06 × 1000 × 100% (1000 × 0.85 × 1.06 × 1000) + 2300 + (1.06 2 × 12000 × 1.1)

= 98.13 % Sehingga dengan effisiensi sebesar 98.13 %, maka didapat losses trafo distribusi 1000 kVA sebesar 100 % - 98.13 % = 1.87 %. •


•

E losses

= 1.87 % x 1000 x 0.85 = 15.9 kW

Losses trafo untuk pembebanan sebesar 105.58 % di gardu KB 16 adalah sebesar 15.9 kW.

Yosef Adymas



44

Tugas Akhir

Di bawah ini adalah table perhitungan losses teknis dari 38 gardu pada posko Bulungan.

Tabel 4.2 Losses Teknis 38 Gardu Posko Bulungan No

Gardu

kVA Trafo

Pi (Watt)

Pc (Watt)

Beban

% Beban

Effisiensi (%)

Susut Trafo (%)

Susut Trafo (kW)

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 38

1 KL 173 SN 74 KB 14 SN 26 KB 16 KB 242 KB 284 D 14B KB 8 KB 162 SN 21 KB 13D KB 283 KB 251 KB 93N SP 251 KB 218B D 79 KB 11 KB 451 KB 153P KB 14 KB 269 KB 75B KB 17B KB 268 KB 428 KB 13C SN 15 KB 372 KB 490 KL 165 KB 21A KB 162B KB 195 MG 107 KB 178 SN 94

2 400 630 630 630 1000 630 1000 1000 400 630 400 1000 1000 1000 1000 400 630 630 1000 315 400 630 1000 400 630 1000 315 630 630 400 400 315 630 630 1000 400 630 400

3 930 1300 1300 1300 2300 1300 2300 2300 930 1300 930 2300 2300 2300 2300 930 1300 1300 2300 770 930 1300 2300 930 1300 2300 770 1300 1300 930 930 770 1300 1300 2300 930 1300 930

4 4600 6500 6500 6500 12000 6500 12000 12000 4600 6500 4600 12000 12000 12000 12000 4600 6500 6500 12000 3900 4600 6500 12000 4600 6500 12000 3900 6500 6500 4600 4600 3900 6500 6500 12000 4600 6500 4600

5 502.26 719.18 683.98 681.12 1055.8 632.72 979 940.5 357.28 554.18 351.12 872.3 853.16 848.1 830.72 326.26 513.26 447.04 704.22 161.26 201.52 316.14 501.16 167.86 255.2 403.48 126.28 66.88 62.48 39.6 37.4 27.94 53.46 51.48 61.38 23.32 25.3 6.16

6 125.57 114.16 108.57 108.11 105.58 100.43 97.90 94.05 89.32 87.97 87.78 87.23 85.32 84.81 83.07 81.57 81.47 70.96 70.42 51.19 50.38 50.18 50.12 41.97 40.51 40.35 40.09 10.62 9.92 9.9 9.35 8.87 8.49 8.17 6.14 5.83 4.02 1.54

7 97.34 98.09 98.27 98.3 98.13 98.56 98.42 98.54 98.72 98.92 98.7 98.78 99.5 99 98.83 98.88 99.02 98.98 99.08 99.2 99.24 99.32 99.24 99.21 99.29 99.2 99.15 97.84 97.6 97.3 97.17 96.86 97.43 97.12 95.68 95.49 94.28 84.58

8 2.26 1.91 1.73 1.7 1.87 1.44 1.58 1.46 1.28 1.08 1.3 1.22 0.5 1 1.17 1.12 0.98 1.02 0.92 0.8 0.76 0.68 0.76 0.79 0.71 0.8 0.85 2.16 2.4 2.7 2.83 3.14 2.57 2.88 4.32 4.51 5.72 15.42

9 9.04 10.2 9.26 9.1 15.895 7.71 13.43 12.41 4.352 5.78 4.42 10.37 4.25 8.5 9.945 3.8 5.25 5.46 7.82 2.14 2.58 3.64 6.46 2.686 3.8 6.8 2.28 11.57 12.85 9.18 9.62 8.4 13.76 15.42 36.72 15.33 30.63 52.43

Dari table di atas diketahui bahwa total dari susut trafo distribusi / total losses trafo 38 gardu pada posko Bulungan adalah sebesar 403,29 kWatt.

Yosef Adymas



45

Tugas Akhir

4.3 Energi Yang Hilang Dengan adanya susut trafo distribusi / total losses trafo pada 38 gardu di posko Bulungan yang sebesar 403,29 kWatt, maka energi yang hilang dari 38 gardu tersebut adalah : kWh yang hilang =

Plosses x t

=

403,29 x 24

=

9678,96 kWh

Maka jumlah energi yang hilang selama sehari adalah sebesar 9678,96 kWh. Bila diasumsikan pemakaian energi rata-rata per kWh adalah sebesar Rp.700, maka nilai rupiah yang hilang dari data hasil ukur pada 38 gardu posko Bulungan ini adalah sebesar : Rupiah hilang/hari = 9678,96 kWh x Rp.700 = Rp.6.775.272,-

Yosef Adymas



46

Tugas Akhir

Di bawah ini adalah tabel perhitungan dari effisiensi, losses dan susut trafo distribusi dari pembebanan 10 % - 100 %. Tabel 4.3 Effisiensi, Losses Trafo dan Susut Trafo Distribusi

1

2

3

4

Ket Effisiensi Losses Susut Trafo (kWatt) Effisiensi Losses Susut Trafo (kWatt) Effisiensi Losses Susut Trafo (kWatt) Effisiensi Losses Susut Trafo (kWatt)

Daya Trafo (kVA)

Rugi Fe (Watt)

Rugi Cu (Watt)

315

770

3900

400

930

630

1300

1000

2300

4600

6500

12000

Persentase Beban Trafo ( % ) 10 97.19 2.81

20 98.56 1.44

30 98.98 1.02

40 99.15 0.85

50 99.19 0.81

60 99.15 0.85

70 98.96 1.04

80 98.85 1.15

90 98.60 1.40

100 98.29 1.71

7.52

3.86

2.73

2.27

2.16

2.27

2.78

3.08

3.75

4.58

97.33 2.67

98.63 1.37

99.04 0.96

99.19 0.81

99.24 0.76

99.19 0.81

99.09 0.91

98.93 1.07

98.69 1.31

98.39 1.61

9.08

4.66

3.26

2.75

2.58

2.75

3.09

3.64

4.45

5.47

97.63 2.37

98.78 1.22

99.14 0.86

99.29 0.71

99.32 0.68

99.29 0.71

99.19 0.81

99.04 0.96

98.83 1.17

98.56 1.44

12.69

6.53

4.55

3.80

3.64

3.80

4.34

5.14

6.27

7.71

97.36 2.64

98.64 1.36

99.04 0.96

99.19 0.81

99.24 0.76

99.19 0.81

99.08 0.92

98.89 1.11

98.65 1.35

98.35 1.65

22.44

11.56

8.16

6.89

6.46

6.89

7.82

9.44

11.48

14.03

Grafik Beban Terhadap Susut Trafo Distribusi 25 22,5 20 Susut Trafo (kW)

N0

17,5 Trf 315 kVA

15

Trf 400 kVA

12,5

Trf 630 kVA

10

Trf 1000 kVA

7,5 5 2,5 0 10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Beban (%)

Grafik 4.1 Beban Terhadap Susut Trafo Distribusi

Yosef Adymas



47

Tugas Akhir

Dari tabel dan grafik effisiensi beban terhadap susut trafo distribusi terlihat bahwa, susut trafo terbesar terjadi pada pembebanan 10 % sebesar 22.44 kWatt yang terdapat pada trafo dengan kapasitas 1000 kVA. Hal ini disebabkan minimnya pemakaian beban trafo pada beban rendah, adanya rugirugi inti besi dan rugi-rugi tembaga / rugi-rugi panas ( I2R ). Semakin tinggi beban trafo maka panas yang dihasilkan trafo juga semakin besar, sehingga losses yang ada pada trafo semakin meningkat pula. Apabila losses trafo masih di bawah standar yang diberlakukan pada Standar Desain Konstruksi Distribusi maka pemakaian trafo tersebut masih diijinkan.

Yosef Adymas



48

Tugas Akhir

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 1. Pembebanan trafo distribusi antara 40 – 60 % akan menghasilkan losses yang rendah berkisar dari 0.71 – 0.85 % ( dari analisa hasil perhitungan ). 2. Pembebanan yang rendah akan menghasilkan losses trafo yang tinggi. 3. Semakin besar effisiensi dari pemakaian trafo distribusi maka losses trafo akan semakin kecil. 4. Energi yang hilang dari sampel hasil perhitungan losses trafo dari 38 gardu pada posko Bulungan adalah ± 9678,96 kWh. 5. Untuk asumsi pemakaian energi listrik rata-rata per kWh sebesar Rp.700, maka besarnya rupiah yang hilang dalam sehari pada 38 posko Bulungan adalah ± Rp.6.775.272,-.

5.2 Saran 1. Beberapa alternatif untuk mengurangi losses teknis pada trafo distribusi adalah dengan melakukan pengalihan beban dari dan ke gardu terdekat. Alternatif ke dua dengan mutasi intern. Apabila tersedia investasi maka alternative lain dengan pembangunan gardu sisipan atau penambahan trafo distribusi.

Yosef Adymas



49

Tugas Akhir

2. Perencanaan beban yang lebih effisien dengan mempertimbangkan kondisi geografis, kerapatan dan pertumbuhan beban untuk pemakaian trafo yang berbeban rendah, sehingga kapasitas trafo dapat terpakai secara maksimal.

Yosef Adymas


DARTAF PUSTAKA

Buku Kursus Pengelolahan Ranting, Operasi Distribusi-Pusdiklat PLN, Jakarta, Tahun 1998.

Buku Kriteria Desain

Jaringan Distribusi, PLN Disjaya dan Tangerang,

Jakarta, Agustus 2004.

Distribution Data Book, General Electric.

Dasar-Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya, Zuhal, Penerbit PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1995.

Dasar-Dasar Mesin Listrik, Mochtar Wijaya, S.T, Penerbit Djambatan.

Teknik Listrik, Jilid II, PH. J. Kokelaar.

Handbook Of Electrical Power Calculations : Calculations Of Efficiency.

TUGAS AKHIR PENGARUH PEMBEBANAN TRAFO TERHADAP LOSSES TEKNIK

Recommend Documents