21_studi analisa pemilihan kawat konduktor pada penyulang

SEMINAR NASIONAL ELECTRICAL, INFORMATICS, AND IT’S EDUCATIONS 2009
STUDI ANALISA PEMILIHAN KAWAT KONDUKTOR PADA PENYULANG INDOMIE
RUNGKUT DI AREA PELAYANAN DAN JARINGAN SURABAYA SELATAN
Titiek Suheta, Kotima,Adi Badrus Zaman
Jurusan Teknik Elektro – ITATS
[email protected]
ABSTRAK
Seiring dengan meningkatnya kebutuhan energi listrik, maka kebutuhan penghantar listrik seperti
jaringan distribusi daya dan peralatan penunjang lainnya serta kebutuhan lahan untuk
pembangunan jaringan juga meningkat. Dengan adanya permasalahan tersebut, sementara daya
listrik yang disalurkan semakin besar, maka diperlukan jenis jaringan distribusi yang mempunyai
kapasitas daya hantar yang besar. Di dalam merancang suatu sistem distribusi 20 kV
memerlukan banyak langkah-langkah dari suatu perencanaan dan kepastian perhitungan.
Pemilihan konduktor yang optimal untuk meningkatkan kapasitas dan disain suatu sistem
distribusi adalah suatu bagian penting dalam proses perencanaan. Suatu konduktor ideal yang
terpasang perlu mempunyai optimasi baik segi teknik maupun ekonomi. Pada pembuatan tugas
akhir ini diharapkan dapat memilih konduktor yang optimal dan ekonomis untuk jaringan distribusi
20 kV penyulang Indomie pada GI Rungkut di APJ Surabaya Selatan yang dapat digunakan
meningkatkan kapasitas jaringan distribusi di APJ Surabaya Selatan.
Kata Kunci : konduktor, penyulang, luas penampang kawat.
I.
Pendahuluan
Seiring dengan meningkatnya kebutuhan
energi listrik, maka kebutuhan penghantar listrik
seperti jaringan distribusi daya dan peralatan
penunjang lainnya serta kebutuhan lahan untuk
pembangunan jaringan juga meningkat. Dengan
adanya permasalahan tersebut, sementara daya
listrik yang disalurkan semakin besar, maka
diperlukan jenis jaringan distribusi yang mempunyai
kapasitas daya hantar yang besar.
Di dalam merancang suatu sistem
distribusi 20 kV memerlukan banyak langkahlangkah dari suatu perencanaan dan kepastian
perhitungan. Pemilihan konduktor yang optimal
untuk meningkatkan kapasitas dan disain suatu
sistem distribusi adalah suatu bagian penting dalam
proses perencanaan. Suatu konduktor ideal yang
terpasang perlu mempunyai optimasi baik segi
teknik maupun ekonomi.
Di dalam perkembangan kebutuhan
dayanya perlu dilakukan perencanaan untuk memilih
konduktor yang optimal berdasarkan pertumbuhan
beban dan energi pada Penyulang Indomie 20 kV di
GI Rungkut APJ Surabaya Selatan.
tegangan rendah (380V atau 220V). Sistim jaringan
distribusi 20 KVditunjukkan pada pada gambar 1.
Pada sistem distribusi, penyaluran tenaga
listrik ke masing – masing konsumen dilakukan
dengan menggunakan jaringan distribusi penyaluran
tenaga listrik yang menggunakan bentuk atau
konstruksi saluran udara (over head) maupun
konstruksi saluran bawah tanah (under ground).
Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia Tahun
2000 (PUIL 2000) mengenai hantaran udara, sering
juga disebut saluran udara, merupakan penghantar
energi listrik tegangan menegah ataupun tegangan
rendah yang dipasang di atas tiang-tiang listrik di
luar bangunan. Sedangkan pada kabel tanah
penghantarnya dibungkus dengan bahan isolasi,
dipakai untuk tegangan menegah ataupun tegangan
rendah.
II. Tinjauan Pustaka
2.1 Sistim Jaringan Distribusi
Jaringan distribusi secara umum terdiri
dari dua buah bagian yaitu jaringan distribusi primer
: digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari
gardu induk distribusi ke pusat – pusat beban,
umumnya bertegangan menengah (20KV atau 6KV)
dan jaringan distribusi sekunder : digunakan untuk
menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke
beban – beban yang ada di konsumen, mempunyai
Gambar 1. Sistim Jaringan Distribusi
2.2 Kuat Hantar Arus Konduktor
Kuat hantar arus pada suatu penghantar
berupa konduktor merupakan nilai rating atau nilai
A1-83
SEMINAR NASIONAL ELECTRICAL, INFORMATICS, AND IT’S EDUCATIONS 2009
Vs = Tegangan pada sisi kirim
Vr = Tegangan pada sisi terima
maksimum dari konduktor tersebut yang dapat
dilalui oleh arus listrik. Kuat hantar arus pada suatu
konduktor dirumuskan sebagai berikut :
In =
Vn . A
ρ .l
Dengan :
In = Kuat Hantar Arus / Arus Nominal (A)
Vn = Tegangan Nominal (Volt)
2
ρ = Tahanan Jenis Penghantar (Ω.mm /m)
ℓ = Panjang saluran (m)
2
A = Luas Penampang Konduktor (mm )
2.3
Perencanaan Pemilihan Konduktor
Perencanaan pemilihan konduktor adalah
bagian dari perencanaan sistem distribusi dalam
mengatasi pertumbuhan kebutuhan energi listrik
yang cukup pesat. Perencanaan diperlukan sebab
berkaitan dengan tujuan pengembangan sistem
distribusi yang harus memenuhi beberapa kriteria
teknis namun juga layak dari segi investasi.
Tujuan umum perencanaan pemilihan
konduktor adalah untuk mendapatkan fleksibilitas
pelayanan yang optimum yang mampu dengan
cepat mengantisipasi pertumbuhan kebutuhan
energi listrik yang dikarakteristikkan oleh makin
tingginya konsumsi energi dan kerapatan beban
yang harus dilayani. Oleh sebab itu perencanaan
pemilihan konduktor itu harus dilakukan secara
sistematik dengan pendekatan yang didasarkan
pada peramalan beban dan pemilihan konduktor
untuk memperoleh suatu pola pelayanan yang
optimum.
A1-84
Luas Penampang Konduktor :
Kuat hantar arus pada suatu kawat konduktor
saluran distribusi tenaga listrik sangat dipengaruhi
oleh kapasitas daya hantar listrik dari suatu
konduktor, yang dalam hal ini dikenal dalam satuan
luas penampang konduktor. Rumus yang digunakan
untuk menentukan nilai luas penampang konduktor
adalah sebagai berikut:
q=
3 × I × l × cos ϕ
n × Vd
dengan:
2
q = Luas penampang (mm )
I
= Arus yg mengalir pada saluran (Ampere)
ℓ = Panjang saluran (m)
n
= Konduktivitas
1
 
ρ
Vd = Voltage Drop / Drop Tegangan (Volt)
III.
Metodologi Penelitian
Adapun diagram alir dari metodologi penelitian
ini adalah sebagai berikut:
IV.
Pembahasan Analisa pemilihan konduktor
Tahanan jaringan pada tegangan menengah
penyulang Indomie ditunjukkan dalam tabel
dibawah ini :
2.4 Perhitungan Pemilihan Konduktor
Faktor Daya : perbandingan antara daya nyata
dengan daya semu suatu beban yang
Cos ϕ =
P
S
Dimana :
Cos
= Faktor daya (Power Factor)
P
= Daya nyata (Watt)
S
= Daya semu (VA)
Tahanan pada Saluran :
l
R=ρ
A
(Ohm)
Dimana :
R = Tahanan saluran (Ohm)
ℓ = Panjang saluran (m)
2
A = Diameter penghantar (mm )
2
ρ = Tahanan jenis penghantar (Ω.mm /m)
Drop Tegangan Saluran : perbedaan nilai
tegangan kirim dan tegangan terima. Untuk
menentukan perhitungan drop tegangan saluran
menggunakan persamaan sebagai berikut :
Drop Tegangan =
Dengan :
(V
s
− Vr
Vr
)
× 100%
SEMINAR NASIONAL ELECTRICAL, INFORMATICS, AND IT’S EDUCATIONS 2009
A1-85
Menghitung Luas Penampang Konduktor
Ditunjukkan dalam tabel dibawah ini :
Menghitung Drop Tegangan Saluran
Ditunjukkan dalam table dibawah ini :
Dari tabel perbandingan luas penampang kawat
konduktor di atas diperoleh bahwa nilai hasil
perhitungan luas penampang konduktor yang baru
tidak sesuai dengan nilai yang ada pada standart
ukuran konduktor sehingga untuk pemilihan diambil
pembulatan ke atas, yaitu untuk luas penampang
2
2
220,84 mm maka dipilih ukuran 240 mm dan untuk
2
2
103,06 mm maka dipilih ukuran 120 mm .
Prosentase perbedaan atau kenaikan ukuran
konduktor tersebut adalah sebesar 60 % hingga
71,43 %.
V. Kesimpulan
Berdasarkan hasil perhitungan dan analisa
yang telah dilakukan dapat diambil beberapa
kesimpulan, bahwa :
1. Persentase peningkatan kelistrikan tiap
parameter pada Kecamatan Rungkut adalah
Pelanggan Rumah Tangga = 6,1 %;
Pelanggan Industri = 11,04 %; Pelanggan
Sosial = 13,45 %; Pelanggan Usaha/Bisnis =
3,81 %; Penduduk = 4,25 %; PDRB = 14,08
%.
2. Persentase peningkatan rata-rata kebutuhan
energi listrik untuk kecamatan Rungkut adalah
sekitar 8,24 % .
SEMINAR NASIONAL ELECTRICAL, INFORMATICS, AND IT’S EDUCATIONS 2009
3. Nilai hasil perhitungan luas penampang
4.
konduktor yang baru tidak sesuai dengan nilai
yang ada pada standart ukuran konduktor
sehingga untuk pemilihan diambil pembulatan
ke atas, yaitu untuk luas penampang 220,84
2
2
mm maka dipilih ukuran 240 mm dan untuk
2
2
103,06 mm maka dipilih ukuran 120 mm .
Prosentase perbedaan atau kenaikan ukuran
luas penampang kawat konduktor tersebut
adalah sebesar 60 % hingga 71,43 %.
DAFTAR PUSTAKA
1. Data Statistik PLN Distribusi Jawa Timur,
Surabaya Dalam Angka 2004, BPS Kota
Surabaya.
2. George J. Anders, Rating Of Electrik
Power Cable, McGraw-Hill, New York,
1997.
3. Gonen Turan, Electric Power Distribution
System Engineering, Mcgraw_Hill Book
Company, 1986.
4. Nono, Sistem Distribusi, Diktat Jurusan
Teknik Elektro FTI ITS, Surabaya, 1999.
5. Ontoseno, Prof. Dr. Ir, Aliran Daya dan
Rugi-Rugi Daya (buku diktat), Surabaya.
6. Pansini, J. Anthony, Electrical Distribution
Engineering, McGraw-Hill, New York, 1986.
7. Pabla, A. S, Sistem Distribusi Daya
Listrik, penerbit Erlangga, Jakarta, 1996.
8. Stevenson, W.D, Analisa Sistem Tenaga,
Penerbit Erlangga, Jakarta, 1996.
9. Steven C. Chapra, Ph.D. & Raymond P.
Canale Ph. D., Metode Numerik Untuk
Teknik, Universitas Indonesia (UI-Press),
Jakarta, 1991.
10. Zuhal,
Dasar
Teknik
Listrik
dan
Elektronika Daya, Penerbit PT. Gramedia,
Jakarta,1995.
A1-86