UPAYA MENGATASI BEBAN LEBIH PADA GARDU DISTRIBUSI 160 KVA PADA PENYULANG KELAN TUBAN LAPORAN PENELITIAN
Putu Arya Mertasana NIP. 196210231988031004
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN – BALI Desember 2015
DAFTAR ISI
ISI BAB I
BAB II
BAB III
BAB IV.
Halaman PENDAHULUAN
1
1.1.Latar belakang 1.2.Tujuan TINJAUAN PUSTAKA 2.1.1 Jenis Gardu Distribusi 2.1.2 Pengertian Transformator 2.2.2 Sfesifikasi Transformator Distribusi 2.2.3 Transformator Distribusi Tiga Fasa PEMBAHASAN BEBAN LEBIH 3.1. Gardu Distribusi 250 KVA KA 2559 3.2. Data Teknik Transformator KA 2559 3.2.1 Data pengukuran beban Transformator KA 2559 3.2.2 Pembebanan Transformator KA 2559 3.2.3 Persentase ketidakseimbangan beban KA 2559 3.3 Mengatasi Over Load pada Transformator KA 2559 PENUTUP 4.1 Simpulan 4.2 Saran
1 2 3 4 7 8 9 18 18 19 19 19 21 22 31 31 31
DAFTAR PUSTAKA
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang Gardu Distribusi merupakan salah satu komponen salah satu komponen dari suatu sistem distribusi tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke konsumen atau untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen atau pelanggan, baik itu pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan tegangan rendah. Pengertian Gardu Distribusi tegangan listrik yang paling di kenal adalah sebuah bangunan yang berisi atau terdiri dari instalasi perlengkapan hubung bagi tegangan menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV ) maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt ). Dalam Gardu Distribusi ini biasanya digunakan Transformator Distribusi yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi tegangan tinggi menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan 380 volt atau 220 volt. Sedangkan transformator yang digunakan untuk menaikan tegangan listrik (step up transformator), hanya digunakan pada pusat pembangkit tenaga listrik agar tegangan yang didistribusikan pada suatu jaringan panjang (long line) tidak mengalami penurunan tegangan (voltage drop) yang berarti, yaitu tidak melebihi ketentuan voltage drop yang diperkenankan 5% dari tegangan semula. Dalam sistem tenaga listrik, gangguan didefinisikan sebagai terjadinya suatu kerusakan dalam penyaluran daya listrik yang menyebabkan aliran arus listrik lebih besar dari aliran arus yang seharusnya seperti halnya pada Transformator. Secara umum, gangguan pada transformator dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu gangguan internal dan gangguan eksternal. Gangguan internal
1
adalah gangguan yang berasal dari transformator itu sendiri sedangkan gangguan eksternal adalah gangguan yang berasal dari luar transformator dan dapat terjadi kapan saja dengan waktu yang tidak dapat ditentukan. Salah satu dari gangguan external tersebut adalah gangguan beban lebih ( over load ), seperti yang terjadi pada Tranformator pada Gardu Distribusi
160 KVA pada penyulang Kelan
Tuban. Adapun pembebanannya mencapai 97,5 %. Transformator akan bekerja secara kontinyu apabila transformator tersebut berada pada beban nominalnya. Namun apabila beban yang dilayani mendekati 100 % bahkan lebih besar dari 100%, maka transformator tersebut akan mendapat pemanasan lebih dan dapat memperpendek umur isolasinya. Mengingat dampak yang ditimbulkan akibat beban lebih seperti yang terjadi pada Gardu Distribusi Kelan Tuban, maka perlu kiranya dilakukan penelitian untuk dapat mengatasi beban lebih tersebut. 1.2.Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengatasi beban lebih dari Transformator yang terdapat pada Gardu Distribusi 160 KVA di Kelan Tuban Badung Bali.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Gardu Distribusi Gardu Distribusi Merupakan salah satu Komponen dari suatu sistem distribusi PLN yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke Konsumen atau untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen atau pelanggan, baik itu pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan tegangan rendah. Pengertian Gardu Distribusi tegangan Listrik yang Paling di kenal adalah sebuah bangunan Gardu Listrik yang berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) Untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV ) maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt ) Gardu Distribusi Tegangan
Menengah
terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi (PHB-TM),
Transformator
Distribusi
(TD)
dan
Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah (TM 20 kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi Gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemda setempat. Secara garis besar gardu distribusi dibedakan atas : 1. Jenis pemasangannya : a. Gardu pasangan luar : Gardu Portal, Gardu Cantol b. Gardu pasangan dalam : Gardu Beton, Gardu Kios 2. Jenis Konstruksinya : a. Gardu Beton (bangunan sipil : batu, beton 3
b. Gardu Kios 3. Jenis Penggunaannya : a. Gardu Pelanggan Umum b. Gardu Pelanggan Khusus
Khusus pengertian Gardu Hubung adalah gardu yang ditujukan untuk memudahkan manuver pembebanan dari satu penyulang ke penyulang lain yang dapat dilengkapi/tidak dilengkapi RTU (Remote Terminal Unit). Untuk fasilitas ini lazimnya dilengkapi fasilitas DC Supply dari Trafo Distribusi pemakaian sendiri atau Trafo distribusi untuk umum yang diletakkan dalam satu kesatuan. 2.1.1 Jenis-Jenis Gardu Distribusi 2.1.1.1 Gardu portal Umumnya konfigurasi Gardu Tiang yang dicatu dari SUTM adalah T section dengan peralatan pengaman Pengaman Lebur Cut-Out (FCO) sebagai pengaman hubung singkat transformator dengan elemen pelebur (pengaman lebur link type expulsion) dan Lightning Arrester (LA) sebagai sarana pencegah naiknya tegangan pada transformator akibat surja petir. Contoh gardu portal dan bagan satu garis di tunjukan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 2.1. Gardu Portal Sumber : Gardu KA 2067 di jalan dewi sri
4
Untuk Gardu Tiang pada sistem jaringan lingkaran terbuka (open-loop), seperti pada sistem distribusi dengan saluran kabel bawah tanah, konfigurasi peralatan adalah π section dimana transformator distribusi dapat di catu dari arah berbeda yaitu posisi Incoming – Outgoing atau dapat sebaliknya. Guna mengatasi faktor keterbatasan ruang pada Gardu Portal, maka digunakan konfigurasi switching/proteksi yang sudah terakit ringkas sebagai RMU (Ring Main Unit). Peralatan switching incoming-outgoing berupa Pemutus Beban atau LBS (Load Break Switch) atau Pemutus Beban Otomatis (PBO) atau CB (Circuit Breaker) yang bekerja secara manual (atau digerakkan dengan remote control). Fault Indicator (dalam hal ini PMFD : Pole Mounted Fault Detector) perlu dipasang pada section jaringan dan percabangan untuk memudahkan pencarian titik gangguan, sehingga jaringan yang tidak mengalami gangguan dapat dipulihkan lebih cepat . 2.1.1.2 Gardu Cantol Pada Gardu Distribusi tipe cantol, transformator yang terpasang adalah transformator dengan daya ≤ 100 kVA Fase 3 atau Fase 1. Transformator terpasang adalah jenis CSP (Completely Self Protected Transformer) yaitu peralatan switching dan proteksinya sudah terpasang lengkap dalam tangki transformator. Perlengkapan perlindungan transformator tambahan LA (Lightning Arrester) dipasang terpisah dengan Penghantar pembumiannya yang dihubung langsung dengan badan transformator. Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) maksimum 2 jurusan dengan saklar pemisah pada sisi masuk dan pengaman lebur (type NH, NT) sebagai pengaman jurusan. Semua Bagian Konduktif Terbuka (BKT) dan Bagian Konduktif Ekstra (BKE) dihubungkan dengan pembumian sisi Tegangan Rendah.
5
Gambar 2.2 Gardu Tipe Cantol Sumber : Gardu di jalan kartika plaza
2.1.1.3 Gardu Beton Seluruh komponen utama instalasi yaitu transformator dan peralatan switching/proteksi, terangkai didalam bangunan sipil yang dirancang, dibangun dan difungsikan dengan konstruksi pasangan batu dan beton (masonrywall building). Konstruksi ini dimaksudkan untuk pemenuhan persyaratan terbaik bagi keselamatan ketenagalistrikan.
Gambar 2.3 Gardu Beton Sumber : Gardu di jalan dewi sri
2.1.1.4 Gardu Kios Gardu tipe ini adalah bangunan prefabricated terbuat dari konstruksi baja, fiberglass atau kombinasinya, yang dapat dirangkai di lokasi rencana
6
pembangunan gardu distribusi. Terdapat beberapa jenis konstruksi, yaitu Kios Kompak, Kios Modular dan Kios Bertingkat.
Gambar 2.4 Gardu Kios Sumber : Gardu di jalan kartika plaza
2.1.1.5 Gardu Pelanggan Umum Umumnya konfigurasi peralatan Gardu Pelanggan Umum adalah π section, sama halnya seperti dengan Gardu Tiang yang dicatu dari SKTM. Karena keterbatasan lokasi dan pertimbangan keandalan yang dibutuhkan, dapat saja konfigurasi gardu berupa T section dengan catu daya disuplai PHBTM gardu terdekat yang sering disebut dengan Gardu Antena. Untuk tingkat keandalan yang dituntut lebih dari Gardu Pelanggan Umum biasa, maka gardu dipasok oleh SKTM lebih dari satu penyulang sehingga jumlah saklar hubung lebih dari satu dan dapat digerakan secara Otomatis (ACOS : Automatic Change Over Switch) atau secara remote control. 2.2
Komponen Utama Gardu Distribusi
2.2.1 Pengertian Umum Transformator Transformator merupakan suatu alat magnetoelektrik yang sederhana, andal, dan efisien untuk mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan
7
kumparan sekunder. Rasio perubahan tegangan akan tergantung pada rasio jumlah lilitan pada kedua kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga yang dibelit seputar “kaki” inti transformator. Secara umum dapat dibedakan dua jenis transformator menurut konstruksinya, yaitu tipe inti, dan tipe cangkang. Pada tipe inti terdapat dua kaki, dan masing-masing kaki dibelit oleh satu kumparan. Sedangkan tipe cangkang mempunyai tiga buah kaki, dan hanya kaki yang tengah-tengah dibelit oleh kedua kumparan. Transformator adalah alat statis yang digunakan untuk mentransfer energi dari satu rangkaian AC ke rangkaian yang lain.
Gambar 2.5. Kumparan Transformator Sumber : power system and stability
2.2.2 Spesifikasi Transformator Distribusi Transformator yang penggunaannya untuk keperluan pendistribusian tenaga listrik dari pusat-pusat listrik ke pemakaian beban, fungsi transformator distribusi untuk menurunkan tegangan menjadi tegangan rendah (step down) sesuai dengan peralatan konsumen selain keperluan pusat-pusat listrik tersebut. Spesifikasi transformator distribusi diatur dalam standar ketentuan (SPLN) yang dimaksudkan untuk dijadikan pedoman dalam pemilihan, pengoperasian dan pemeliharaan transformator distribusi.
8
2.2.3 Transformator Distribusi 3 fasa Untuk transformator fase tiga , merujuk pada SPLN, ada tiga tipe vektor grup yang digunakan oleh PLN, yaitu Yzn5, Dyn5 dan Ynyn0. Titik netral langsung dihubungkan dengan tanah. Untuk konstruksi, peralatan transformator distribusi sepenuhnya harus merujuk pada SPLN D3.002-1: 2007. Gambar dalam tranformator 3 fasa dapat di lihat pada Gambar. 2.8. Transformator gardu pasangan luar dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik. Sedangkan Transformator gardu pasangan dalam dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik atau menggunakan isolator plug-in premoulded .
Gambar 2.6 Transformator Distribusi Fasa 3 yang dibelah Sumber : http://electro.tneutron.com/2015/02/jenis-gardu-distribusi.html
2.2.3.1 Bagian – Bagian Utama Transformator : A.
Inti Besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, magnetik yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempenganlempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current. B.
Kumparan Transformator Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang
membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari 9
kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus. C.
Minyak Transformator Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang
dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan. D.
Bushing Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui
sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat atau isolator antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap. E.
Tangki dan Konservator Untuk menampung pemuaian minyak transformator, maka tangki
dilengkapi konservator. Konservator adalah sebuah tabung yang mempunyai sebagian
ruang
kosong
untuk
menampung
volume
pemuaian
minyak
transformator.
2.2.4 Pola Pembebanan Transformator Transformator overload apabila beban transformator melebihi 80% dari kapasitas transformator (nameplate) atau arus nominal (In). Beban transformator rekondisi < 80% untuk semua merk transformator . Berikut merupakan ketentuan pembebanan transformator dilihat dari arus di sisi primer (Ip) dan di sisi sekunder (Is).
10
Tabel 2.2. Arus Nominal Berdasarkan Pola Pembebanan Transformator
No.
Daya (kVA) / Fasa
Ip (A)
Is (A)
80% x Is (A)
1
25 / 1
1.25
54.1
43.28
2
50 / 1
2.5
108.23
86.58
3
64 / 1
3.2
138.53
110.82
4
25 / 3
0.72
36.08
28.86
5
50 / 3
1.44
72.17
57.74
6
100 / 3
2.89
144.34
115.47
7
160 / 3
4.62
230.94
184.75
8
200 / 3
5.77
288.67
230.94
9
250 / 3
7.22
360.84
288.67
10
315 / 3
9.09
454.66
363.73
11
400 / 3
11.54
577. 35
461.88
Untuk mengetahui arus sisi primer (Ip) transformator, dapat menggunakan persamaan : Ip = Dimana :
√ .
(2.1)
S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan primer (V) = 20 kV
Untuk mengetahui arus sisi sekunder (Is) transformator, dapat menggunakan persamaan : Is = Dimana : S
√ .
(2.2)
= Daya transformator (kVA)
11
V
= Tegangan primer (V) = 400 V
2.2.5 Arus Beban Penuh Transformator Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: S = √3 .V. I (VA)
(2.3)
Dimana : S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan sisi primer transformator (V)
I
= Arus (A)
Sehingga, untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan persamaan : IFL = Dimana :
√
.
(2.4)
IFL
= Arus beban penuh (A)
S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan sisi sekunder transformator (V)
Menurut Frank D. Petruzella , dalam menghitung persentase pembebanan suatu transformator dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : % Beban =
√
x 100%
(2.5)
Dimana : V
: tegangan fasa-fasa (V)
I
: arus rata-rata (A)
2.2.6 Perhitungan pembebanan Transformator Pada Setiap Jurusan Pembebanan transformator pada setiap jurusan dapat dihitung dengan rumus daya semu, sebagai berikut: S = V x Il
S = Daya Semu 12
V = Tegangan Il = Arus jurusan yang akan dihitung 2.3
PHB sisi Tegangan Rendah (PHB- TR) PHB-TR adalah suatu kombinasi dari satu atau lebih Perlengkapan Hubung
Bagii Tegangan Rendah dengan peralatan kontrol, peralatan ukur, pengaman dan kendali yang saling berhubungan. Keseluruhannya dirakit lengkap dengan sistem pengawatan dan mekanis pada bagian-bagian penyangganya. Secara umum PHB TR sesuai SPLN 118-3-1–1996,untuk pasangan dalam adalah jenis terbuka, PHB-TR dipasang sekurang-kurangnya 1,2 meter dari permukaan tanah atau bebas banjir. Contoh peralatan bis dilihat seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.7 PHB TR Sumber : PHB pada gardu KA 2592 penyulang kelan
13
Rak TR pasangan dalam untuk gardu distribusi beton. PHB jenis terbuka adalah suatu rakitan PHB yang terdiri dari susunan penyangga peralatan proteksi dan peralatan Hubung Bagi dengan seluruh bagian-bagian yang bertegangan, terpasang tanpa isolasi. Jumlah jurusan per transformator atau gardu distribusi sebanyak-banyaknya 8 jurusan, disesuaikan dengan besar daya transformator dan Kemampuan Hantar Arus ( KHA ) Penghantar JTR yang digunakan. Pada PHBTR harus dicantumkan diagram satu garis, arus pengenal dan kendali serta nama jurusan JTR. Sebagai peralatan sakelar utama saluran masuk PHB-TR, dipasangkan Pemutus Beban (LBS) atau NFB (No Fused Breaker). Pengaman arus lebih (Over Current) jurusan disisi Tegangan Rendah pada PHB-TR dibedakan atas :
2.3.1 No Fuse Breake (NFB) No Fused Breaker adalah breaker/pemutus dengan sensor arus, apabila ada arus yang melewati peralatan tersebut melebihi kapasitas breaker, maka sistem magnetik dan bimetalic pada peralatan tersebut akan bekerja dan memerintahkan breaker melepas beban. Contoh komponen dapat dilihat pada gambar 2.9
Gambar 2.8. No Fuse Breaker Type BH-K Sumber : http://www.cmsquick.com/prod_24_mec.html
14
2.3.2 Pengaman Lebur (Sekring) Pengaman lebur adalah suatu alat pemutus yang dengan meleburnya bagian dari komponennya yang telah dirancang dan disesuaikan ukurannya untuk membuka rangkaian dimana sekering tersebut dipasang dan memutuskan arus bila arus tersebut melebihi suatu nilai tertentu dalam jangka waktu yang cukup (SPLN 64:1985:1). Contoh gambar komponen dapat dilihat pada gambar 2.11. Fungsi pengaman lebur dalam suatu rangkaian listrik adalah untuk setiap saat menjaga atau mengamankan rangkaian berikut peralatan atau perlengkapan yang tersambung dari kerusakan, dalam batas nilai pengenalnya (SPLN 64:1985:24). Berdasarkan konstruksinya Pengaman Lebur untuk Tegangan Rendah dapat digolongkan menjadi : 1) Pelebur Tabung Semi Terbuka Pelebur
ini
mempunyai
harga
nominal
sampai
1000
Ampere.
Penggunaannya sebagai pengaman pada saluran induk Jaringan Tegangan Rendah, saluran induk Instalasi Penerangan maupun Instalasi Tenaga. Apabila elemen lebur dari pelebur ini putus dapat dengan mudah diganti.
2) Pelebur Tabung Tertutup (tipe NH atau NT) Jenis pengaman lebur ini paling banyak digunakan. Pemilihan besar rating pengaman pelebur sesuai dengan kapasitas transformator dan dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis PHB-TR No. 1. 2. 3.
Uraian Arus pengenal saklar pemisah KHA rel PHB Arus pengenal pengaman lebur
Spesifikasi Sekurang-kurangnya 115 % IN transformator distribusi Sekurang-kurangnya 125 % arus pengenal saklar pemisah Tidak melebihi KHA penghantar sirkit keluar
15
4.
Short breaking current (Rms)
5.
Short making current (peak)
6. 7.
Impulse voltage Indeks proteksi – IP (International Protection) untuk PHB pasangan luar
Fungsi dari kapasitas Transformator dan tegangan impendasinya Tidak melebihi 2,5 x short breaking current 20 kV Disesuaikan dengan kebutuhan, namun sekurangkurangnya IP-45
2.4 Peralatan Switching dan Pengaman sisi Tegangan Menengah 2.4.1 Fused Cut Out (FCO) Pengaman lebur untuk gardu distribusi pasangan luar dipasang pada Fused Cut Out (FCO) dalam bentuk Fuse Link. Terdapat 3 jenis karakteristik Fuse Link, tipe-K (cepat), tipe–T (lambat) dan tipe–H yang tahan terhadap arus surja. Data aplikasi pengaman lebur dan kapasitas transformatornya dapat dilihat pada tabel. Apabila tidak terdapat petunjuk yang lengkap, nilai arus pengenal pengaman lebur sisi primer tidak melebihi 2,5 kali arus nominal primer tranformator. Jika sadapan Lighning Arrester (LA) sesudah Fused Cut Out, dipilih Fuse Link tipe–H. jika sebelum Fused Cut Out (FCO) dipilih Fuse Link tipe–K. Sesuai Publikasi IEC 282-2 (1970)/NEMA) di sisi primer berupa pelebur jenis pembatas arus. Arus pengenal pelebur jenis letupan (expulsion) tipe-H (tahan surja kilat) tipe-T (lambat) dan tipe-K (cepat) menurut publikasi IEC No. 282-2 (1974) – NEMA untuk pengaman berbagai daya pengenal transformator, dengan atau tanpa koordinasi dengan pengamanan sisi sekunder. 2.4.2 Lightning Arester (LA) Untuk melindungi Transformator distribusi, khususnya pada pasangan luar dari tegangan lebih akibat surja petir. Dengan pertimbangan masalah gangguan pada SUTM, Pemasangan Arester dapat saja dipasang sebelum atau sesudah FCO. Contoh komponen dapat dilihat pada gambar Gambar dibawah ini.
16
Gambar 2.9 Lighting Arrester (LA) Sumber : http://indonesian.alibaba.com/product-gs/24kv-polymer-type-lighting-arrester60149709080.html
Untuk tingkat IKL diatas 110, sebaiknya tipe 15 KA. Sedang untuk perlindungan Transformator yang dipasang pada tengah-tengah jaringan memakai LA 5 KA, dan di ujung jaringan dipasang LA – 10 KA.
2.4.3 Konektor Konektor adalah komponen yang dipergunakan untuk menyadap atau mencabangkan kawat penghantar SUTM ke gardu. Jenis konektor yang digunakan untuk instalasi gardu ini ditetapkan menggunakan Live Line Connector (sambungan yang bisa dibuka- pasang) untuk memudahkan membuka/memasang pada keadaan bertegangan. Penyadapan trafo dari SUTM dan pencabangan harus di depan tiang peletakan trafo dari arah Pembangkit Listrik / Gardu Induk.
17
BAB III PEMBAHASAN BEBAN LEBIH
3.1 Gardu Distribusi 250 kVA KA 2559 Gardu distribusi tenaga listrik KA-2559 terletak di Jln Taman Sari Kelan. Pada gardu ini terdapat sebuah transformator distribusi berkapasitas 160 kVA yang mengalami trip/gangguan. Dari informasi yang diperoleh melalui laporan masyarakat sekitar, sering sekali terjadi pemadaman listrik didaerah sana disaat malam hari (waktu beban puncak). Kondisi ini lambat laun akan menyebabkan kerusakan pada transformator apabila tidak dilakukan treathment atau pemeliharaan serta akan berdampak terjadinya gangguan pada jaringan listrik di area yang mendapat suplai dari transformator tersebut. Selain itu, hal ini juga akan mempengaruhi kepuasan pelanggan terhadap kualitas pelayanan suplai tenaga listrik dari PLN. Untuk itu setelah laporan gangguan transformator diterima, maka selanjutnya akan dilakukan treathment atau pemeliharaan terhadap transformator tersebut.
Gambar 3.1 : Gardu distribusi KA 2559 Sumber : Gardu distribusi KA 2559 di jalan Taman Sari Kelan
18
3.2 Data Teknis Transformator KA2559 Merek
: Trafindo
Kapasitas (kVA)
: 160 kVA
Tahun Pembuatan
: 2000
Jumlah Jurusan
:2
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.2.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559 Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Arus Transformator KA2559
Arus Jurusan (A)
Arus Induk (A)
A
B
C
D
Kusus (A)
R
278
-
-
83
195
-
S
203
-
-
60
143
-
T
215
-
-
92
123
-
N
50
-
-
32
53
-
3.2.2 Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum dibangun KA2952 Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum dibangun KA2952 dapat dihitung dengan rumus pembebanan sebagai berikut :
19
arus rata - rata Irata-rata
= =
= 232 A
Perhitungan pembebanan per phasa
SR = 220V x ( IR C + IR D ) = 220V x (83A +295A) = 61.160 VA
SS = 220V x ( ISC + IS D ) = 220V x (60A + 143A) = 44.660 VA
ST = 220 x ( IT C + IT D ) = 220V x (92A + 123A) = 47300 VA
Pembebanan total pada transformator : STOT = SR + SS + ST STOT = 61.160 VA + 44.660 VA + 47.300 VA = 153120 VA
Jadi total pembebanan transformator KA2559 adalah sebesar 153,12 kVA Prosentase pembebanan Transformator KA2559 dapat dihitung dengan rumus Dengan perhitungan sebagai berikut :
20
% pembebanan % pembebanan
153,12
% pembebanan = 95,7%
x 100%
100%
Gambar 3.2 singeline pembebanan KA 2559 Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan
3.2.3 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2559 sebelum dibangun KA 2952 R
x 100%
119 %
S
x 100%
87%
T
x 100%
92%
beban tak seimbang
| ,
,
| | , ,
| | , ,
0,4 x 100% 3
|
x 100%
x 100% 13,33% 21
Jadi dari hasil perhitungan diatas prosentase pembebanan KA2559 didapatkan hasil sebesar 95,7% dari nilai nominal transformator yang berkapasitas 160 kVA, sesuai dengan ketentuan PLN yaitu sebuah transformator ideal dibebani maksimal 80% dari kapasitas transformator. Sehingga tansformator KA2559 dinyatakan (Over Load).
3.3 Mengatasi over load pada KA 2559 Setelah dilakukan perhitungan prosentase pembebanan pada KA 2559 dan hasilnya menunjukan bahwa KA 2559 mengalami Over Load karena total prosentase beban beban trafo adalah 95,7 % sehingga harus dilakukan perbaikan. Cara yang digunakan untuk memperbaiki pembebanan pada gardu distribusi ini adalah dengan membangun gardu baru di dekat KA 2559 sehingga beban pada KA 2559 dapat dibagi ke gardu yang baru. 3.3.1 Pembangunan Gardu KA 2952 Gardu
distribusi
KA2952
merupakan
gardu
distribusi
yang
pembangunannya dikarenakan oleh meningkatnya pembebanan pada gardu distribusi KA2559. Beban awal transformator cukup tinggi yaitu 87,1 % dan terjadi peningkatan pembebanan yang dikarenakan permintaan pasang baru dari pelanggan sebesar 8,54% sehingga meningkat menjadi 95,7% sehingga dapat menyebabkan over load pada gardu distribusi KA2559
Gambar 3.3 : Gardu distribusi KA 2952 Sumber : Gardu distribusi KA 2952 di jalan taman sari kelan
22
3.3.2 Data Teknis Transformator KA2952 Merek
: Starlite
Kapasitas (kVA)
: 250 kVA
Tahun Pembuatan
: 2013
Jumlah Jurusan
:3
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.3.3 Data Pengukuran BebaN Transformator KA2952 Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2952
Arus Jurusan (A)
Arus Induk (A)
Kusus (A)
A
B
C
D
R
175
48
-
55
72
-
S
108
37
-
35
36
-
T
107
29
-
33
45
-
N
43
33
-
37
22
-
23
3.3.4 Perhitungan pembebanan KA2952 Pembebanan KA2952 dapat dihitung dengan rumus -
Perhitungan arus rata - rata Irata-rata
= =
-
= 130 A
Perhitungan pembebanan per phasa
SR = 220V x (IR A+ IR
c
+ IR d )
= 220V x (48A + 55A + 72A) = 38500 VA
SS = 220V x (I S A+ IS
C
+ IS D )
= 220V x (37A + 35A + 36A) = 23760 VA
ST = 220 x (I T A+ IT
C
+ IT D )
= 220V x (29A + 33A + 45A) = 23540 VA Pembebanan total pada transformator : STOT = SR + SS + ST STOT = 38.500 + 23.760 + 23.540 = 85800 VA Jadi total pembebanan transformator KA 2952 adalah sebesar 85,8 Kva
24
Prosentase pembebanan Transformator KA 2952 dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : % pembebanan = % pembebanan =
x 100% ,
x 100%
% pembebanan = 34,3%
3.3.5 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2952 R = S =
= =
T =
x 100% = 134% x 100% = 83%
=
x 100% = 82%
beban tak seimbang = =
=
| ,
,
| | ,
,
,
0,69 x 100% 3
| | ,
|
x 100%
x 100%
= 23 %
Dari hasil perhitungan pembebanan diatas, transformator KA2952 menanggung beban sebesar 85,8 kVA. Dan menanggung ketidak seimbangan beban sebesar 23%. Beban tersebut merupakan pemindahan beban dari transformator KA 2559
25
3.4 Pembebanan Gardu Distribusi KA 2559 Setelah Dilakukan Pemindahan Beban 3.4.1 Data Teknis Transformator KA2559 Merek
: Trafindo
Kapasitas (kVA)
: 160 kVA
Tahun Pembuatan
: 2000
Jumlah Jurusan
:2
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.4.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559 setelah pemindahan beban Table 3.3 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2559 Setelah Dibangun KA 2952
Arus Induk (A)
Arus Jurusan (A) A
B
C
D
Kusus (A)
R
103
-
-
45
58
-
S
95
-
-
38
57
-
T
108
-
-
47
61
-
N
53
-
-
33
48
-
26
3.4.3 Pembebanan KA 2559 setelah pemindahan beban Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 setalah dibangun gardu distribusi KA 2952 dapat dihitung dengan rumus Irata-rata = =
= 102 A
Perhitungan pembebanan per phasa
SR = 220V x ( IR C + IR D ) = 220V x (45A +58A) = 22660 VA
SS = 220V x ( ISC + IS D ) = 220V x (38A + 57A) = 20900 VA
ST = 220 x ( IT C + IT D ) = 220V x (47A + 61A) = 23760 VA
Pembebanan total pada transformator : STOT = SR + SS + ST STOT = 22.660 + 20.900 + 23,760 = 67320 VA Jadi total pembebanan transformator KA 2559 adalah sebesar 67,3 kVA
27
3.4.4 Prosentase pembebanan Transformator KA 2559 Prosentase pembebanan Transformator KA 2559 dapat dihitung dengan rumus . Dengan perhitungan sebagai berikut : % pembebanan =
x 100% ,
% pembebanan =
x 100
% pembebanan = 42,0 %
3.4.5 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2952 R = S = T =
= =
x 100% = 100% x 100% = 93%
=
x 100% = 105%
beban tak seimbang = =
=
| ,
| | , ,
,
| | ,
|
x 100%
x 100%
0,1 x 100% 3
= 10 %
Setelah pemindahan beban transformator KA 2559 160 kVA ke KA 2952 250 kVA maka didapat kondisi pembebanan transformator yang ideal yaitu, tansformator KA 2559 160 kVA dengan beban 67,3 kVA (42,0%) dan transformator KA 2952 250 kVA dengan beban 85,8 kVA (34,3%) serta persentase ketidak seimbangan beban yang dialami KA 2559 setelah dilakukan
28
pemindahan beban sebesar 10%. Kondisi pembebanan transformator ini adalah kondisi pembebanan yang sangat ideal menurut ketentuan PLN.
Gambar 3.4 singeline pembebanan KA 2559 dan KA 2952 Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan
Tabel 3.4 data hasil pengukuran gargu KA 2559
29
Pada saat gardu distribusi KA 2952 sudah di bangun dan dilakukan pemindahan beban dari KA 2559 sebesar 85,8 kVA. Sehingaa transformator dari gardu distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar 67,3 kVA. Dalam segi pembebanan tersisa terhadap pasang baru kedepannya sesuai dengan SPLN NO. 50 TAHUN 1997 batas pembebanan trafo berada pada kisaran 50% -60% dan dapat dibebanin hingga batas ideal pembebanan trafo dengan pertimbangan susut umur trafo, factor keragaman, dan
factor keserempakan
beban yaitu 80% .
30
BAB IV PENUTUP 4.1 Simpulan Dari pembahasan yang telahdilakukan diatas, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Beban transformator pada Gardu 160 KVA KA 2559 adalah sebesar 153,12 kVA atau
95,7%. Dari hasil perhitungan prosentase itu maka dilakukan
perbaikan dengan membangun gardu 25- KVA KA 2952 untuk membantu menyuplai beban pada KA 2559. 2. KA 2952 menanggung beban sebesar 85,8 kVA yang berasal dari pemindahan beban dari KA 2559. 3. Setelah dipindahkan, gardu Distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar 67,3 kVA. 4. Prosentase pembebanan pada KA 2559 setelah sebagian beban dipindah ke KA 2952 adalah 42.0 % dan prosentase pembebanan pada KA 2952 adalah 34.3%. prosentase tersebut sudah sangat bagus karena jauh dari batas pembebanan transformator yaitu 80%
4.2 Saran Dengan meningkatnya jumlah pelanggan setiap tahunya, maka harus dilakukan pengukuran prosentase pembebanan transformator secara rutin,. sehingga sebelum terjadi gangguan atau trip, pihak PLN sudah bisa mengantisipasinya dan pelanggan bisa puas atas kinerja dari PLN
31
DAFTAR PUSTAKA Noerdayanto. 2007. Pemeliharaan Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan. Rohmat, K. 2010. Pengoperasian Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan. Wahyudiyanto, D.B. 2009. Pemeliharaan Trafo Distribusi dan Program Manajemen Pendataan kVA Trafo PT PLN (Persero) APJ Bandung. Bandung : Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia. Dr.R.S Jha 1980. Power System Analysis And Stability .Bihas Institute of Technology, Sindri, Bahar helma silvian . 2011. System Distribusi Tenaga Listrik. http://seputarbanjarpatroman.blogspot.co.id/2014/07/pengertian-dasar-gardu distribusi-listrik.html .diakses pada tanggal 26 0kt0ber 2015.
