topik km cpr 1-2009

advertisement
PT.PLN (PERSERO) WILAYAH
SULSEL, SULTRA & SULBAR
CABANG PAREPARE
Certificate No. QEC24931
Alamat : Jl. Veteran No.32 Parepare 91114
Telp : 0421-25544
Nomor
Surat Sdr. No.
Sifat
Lampiran
Perihal
:
:
:
:
:
Facsimile : 0421-21697
180 /120/PR/2009
180/120/GM/2009
Segera
1 (satu) set
Penyampaian Topik Knowledge Sharing
21 April 2009
Kepada,
Tim Knowledge Manajement
Kantor Wilayah
(Bidang Perencanaan)
Di-
MAKASSAR
Menindaklanjuti surat General Manager PT PLN (Persero) Wilayah
Sultra dan Sulbar No. 180/120/GM/2009 perihal Penyiapan Materi
untuk Knowledge Sharing I tanggal 08 April 2009, maka dengan ini
Tim Knowledge Manajement PT PLN (Persero) Cabang Parepare
menyampaikan 1 (satu) Topik untuk diikutkan dalam Knowledge
Sharing tahap I tanggal 30 April 2009 dengan judul :
“PENYEIMBANGAN BEBAN TRAFO GARDU DISTRIBUSI DENGAN
METODE ALL RECONNECTING”
Demikian kami sampaikan,
diucapkan terima kasih.
atas
perhatian
dan
kerjasamanya
Manajer
ANDIK NOVIJANTO
PENYEIMBANGAN BEBAN
GARDU DISTRIBUSI DENGAN METODE
“ ALL RECONNECTING”
TIM CoP DISTRIBUSI
PT. PLN (PERSERO) CABANG PAREPARE
2009
ABSTRAK
Susut tertinggi pada Jaringan ada pada sisi Distribusi. Untuk itu perlu dilakukan
program-program kerja yang langsung dapat menekan susut penyaluran energi dengan
biaya yang sekecil-kecilnya. Salah satu bagian yang menjadi sebab terjadinya susut
jaringan pada sisi Distribusi adalah pada Gardu Distribusi 3 Phasa. Pada tarfo Distribusi
3 Phasa, disamping losses akibat rugi tembaga dan rugi inti juga akan timbul losses
akibat katidak seimbangan beban trafo.
Pada sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari R-S-T dan N sehingga apabila
terdapat selisih yang cukup besar antara beban Phasa R-S-T maka akan mengakibatkan
bergesernya titik Netral (N). Ketidakseimbangan ini (Unbalance) sangat dipengaruhi oleh
penentuan phasa pada penyambungan pelanggan di Jaringan Tegangan Rendah (JTR)
hal ini khusus untuk pelanggan 1 Phasa 2 kawat (biasanya Rumah Tangga). Selain
ketidakseimbangan memberikan kontribusi susut yaitu dengan mengalirnya arus In
melalui penghantar N dan Pentanahan. Ketidakseimbangan juga menyebabkan
kerusakan pada Trafo Distribusi. Sehingga selain InEffisiensi juga mengakibatkan
penambahan biaya perbaikan dan pemadaman. Untuk itu upaya penyeimbangan beban
trafo distribusi mutlak dilakukan.
Dalam pelaksanaannya diperlukan metode yang tepat sesuai kebutuhannya agar
dapat dilakukan secara lebih intensif dengan biaya serendah mungkin. Salah satu
metode yang dapat ditawarkan adalah ” All Reconnecting ”.
Pada metode ini dilakukan rencana penyeimbangan
secara menyeluruh
pada seluruh pelanggan asuhan gardu distribusi yang bersangkutan. Parameter yang
digunakan untuk menentukan kontribusi tiap pelanggan pada besarnya beban adalah
nilai
kWh
rata-rata
tiap
bulannya.
Kemudian
pelanggan
sesuai
kontribusinya
ditempatkan pada fasa penyambungan yang diupayakan merata pada setiap fasanya.
Selanjutnya dilaksanakan reconnecting sesuai dengan penetapan fasa untuk masingmasing pelanggan tersebut.
Metode ini dapat digunakan pada Gardu Distribusi dengan segmen pelanggan
yang tidak terlalu variatif misalnya pelanggan rumah tangga yang banyak terdapat di
pedesaan. Sifat beban dari segmen pelanggan seperti ini cenderung sama sehingga nilai
kWh rata-rata per bulan dapat merefleksikan kontribusi bebannya sepanjang hari.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Losses merupakan merupakan fenomena teknis dan non teknis yang sampai saat
ini masih merupakan masalah utama dan penyumbang kerugian mulai dari dari
sisi pembangkitan sampai dengan APP pelanggan. Sebahagian besar susut ini
terjadi di sisi Distribusi mulai dari sekunder trafo di Gardu Induk sampai dengan
APP pelanggan.
Salah satu bagian tersebut adalah pada trafo distribusi. Pada bagian ini beberapa
kemungkinan susut dapat terjadi akibat rugi tembaga dan rugi inti besi pada
trafo. Kemunkinan lain adalah adanya arus yang mengalir pada penghantar
netral. Tetapi kemungkinan terakhir ini masih kontrofersi sehingga memerlukan
pengujian dengan menggunakan alat pengukur energi.
Jika hal tersebut dapat dibuktikan secara ril maka progaram penyeimbangan
beban trafo dapat lebih fokus dan diikutkan pada program-program penurunan
susut, misalnya rekonekting SR, pemeliharaan gardu distribusi terpadu dan lain
lain.
1.2. Maksud Dan Tujuan
Maksud Metoda Penyeimbangan BebanTrafo Distribusi ”All Reconnecting” ini
adalah :
a.
Menekan susut teknis akibat ketidak seimbangan beban trafo distribusi.
b.
Menemukan metode yang tepat untuk penyeimbangan beban pada segmen
pelanggan tertentu.
c.
Pemeliharaan sambungan/titik sadapan pelanggan.
d.
Memperoleh
Pelanggan.
data
yang
akurat
mengenai
Fasa
Penyambungan
tiap
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Sistem 3 Phasa
Sistem 3 phasa adalah metode umum yang dipakai untuk menyalurkan tenaga
listrik yang merupakan salah satu tipe dari sistem poliphasa (phasa Banyak). Pada
sistem 3 phasa bisa menggunakan kawat netral maupun tanpa kawat netral atau lebih
dikenal dengan istilah 3 phasa 4 kawat untuk yang menggunakan kawat netral dan 3
phasa 3 kawat yang tanpa kawat netral.
A=R
C=T
B=S
(a)[1]
(b)[2]
Gambar 1. sistem 3 phasa umum dengan urutan ABC
Pada gambar diatas tampak bahwa terdapat perbedaan sudut sebesar 2/3
radians atau sebesar 120o antar phasanya. Secara mendasar persamaan sudut untuk
gelombang seperti yang tampak pada gambar 1-(b) adalah sebagai berikut :
Misal : besar sudut adalah = x ...................................................................... (1)[2]
Maka x = 2ft
........................................................................................ (2)[2]
Dimana f adalah frekuensi dan t adalah waktu
Apabila kita memasukkan persamaan (2) ke dalam persamaan tegangan maka
akan dihasilkan rumus dasar untuk tegangan perphasa adalah sebagai berikut :
.................................................................... ................................................ (3)[2]
............................................................................... (4)[2]
………………………………………………………………………….. (5)[2]
Dimana nilai A adalah amplitudo atau tegangan tertinggi pada Phasa 1, 2 dan 3.
2.2. Sistem 3 Phasa beban seimbang
Pada beban yang seimbang hubungan bintang empat kawat seperti pada jaringan
distribusi tegangan rendah arus yang mengalir pada setiap beban sama besarnya, baik
baik besar maupun sudutnya.
Seperti terlihat pada gambar di bawah. Arus yang
mengalir pada impedansi-impedansi adalah juga arus yang mengalir pada saluran.
Misalnya jika diketahui impedansi tiap beban sama ( ZR = ZS = ZT ) sebesar 20
30° Ω
, tegangan fasa-fasa saluran sebesar 169.7 V dan tegangan fasa netral sebesar
169.7/√3 = 98 V maka besarnya arus yang mengalir pada tiap tiap saluran dapat
dihitung.
Jika tegangan VRN diambil sebagai referensi maka VRN = 220
120° V , dan VTN = 220
0° V , maka VSN = 220
-120° V
IR 
VRN
22000

 11  30 Amp
Zr
20300
IS 
VSN
220120

 1190 Amp
ZS
2030
IT 
VTN
220  120

 11  150 Amp
ZT
2030
Maka besarnya IN dapat dihitung :
I N  I R  I S  IT
IN  110  1190  11  150
IN  (9.5  J 5.5)  (0  J 11)   9.53  J 5.5
IN  0  J 0
IN  0 Amp
Gambar fasor dari tegangan dan arus dari system tiga fasa yang
dihubungkan dengan beban seimbang seperti pada gambar berikut :
Dalam pelaksanaannya pengambilan data pengukuran dilakukan dengan mengukur
besarnya arus dan cos Ф beban pada tiap jurusan, sedang besarnya sudut cos Ф beban
merupakan lawan/konjugat dari sudut arus. Misalnya cos Ф beban = 0.8, maka
Ф=36.86° sehingga sudut arus =-36.86°
Misalnya pada contoh di atas arus lagging berarti factor beban positif ( beban induktif )
seperti gambar berikut :
S=ExI*
Q
Ф
P
Gambar beban induktif
E
Ф
I
Gambar arus lagging terhadap tegangan
2.3. Sistem 3 Phasa beban tidak seimbang
Jika terjadi beban tidak seimbang pada jaringan distribusi tegangan rendah maka
pada penghantar netral akan mengalir arus listrik. Hal ini akan mempertahankan
magnitudo tegangan ke titik netral yang melintasi setiap pasa ke beban. Arusarus saluran tidak sama dan arus pada diagram fasor tidak memiliki simetri.
Misalnya:
Data Beban PTTA 3 fasa 160 kVA Rtg. Tanrutedong
Pada fasa R terukur arus sebesar 146 Amp dengan cos Ф 0.85 ;
fasa S dengan arus sebesar 93 Amp cosФ 0.90;
fasa T dengan arus sebesar 126 Amp dengan cosФ 0.87
Dengan menjadikan fasa R sebagai referensi maka kita dapat menetukan
besarnya arus dan sudut untuk tiap fasa sbb:
Untuk fasa R : Ф = acos 0.80° = 18,19° , maka IR  146  18,19 Amp
Untuk fasa S : Ф = acos 0,90° = 26° , maka IS  93  26  120 Amp
Untuk fasa T : Ф = acos 0,87° = 29,54° , maka IT  126  29,54  120 Amp
Pada kondisi tidak seimbang tersebut ada arus yang mengalir pada penghantar
netral dengan persamaan simpul arus sebagai berikut :
IN + IR + IS + IT = 0
-IN = IR + IS + IT
 IN  146  18,19  93  146  12690,46 0
 IN  (139  j 46)  (77  j 52)  (1  j126)
 IN  61  j 28
 IN  66,929 Amp
IN  66,929 Amp
IN  66,9  1510 Amp
Gambar fasor dari tegangan dan arus dari system tiga fasa yang
dihubungkan dengan beban tidak seimbang seperti pada gambar berikut
:
Gambar 2. Diagram Phasor Sistem 3 Phasa beban tidak seimbang
Karena pada beban tidak seimbang akan muncul arus netral maka persamaan untuk
vector diatas adalah :
IN = IR + IS + IT ≠ 0
2.4. Losses (susut) Energi pada sistem 3 Phasa tidak seimbang
Dengan munculnya arus pada kawat netral maka akan mengakibatkan susut
energi yang terbuang di sepanjang penghantar pembumian ( earthing road ) dan
tahanan antara penghantar pembumian dan bumi.
Besarnya energi yang terbuang
merupakan perkalian antara besarnya arus yang mengalir dengan tegangan antara
penghantar pembumian dan tanah referensi serta faktor beban ;
P = E x I x t x Cos Ф (wh)
Dimana :
E
= Beda potensial antara penghantar pembumian dengan tanah referensi
(Volt)
I
= Besarnya Arus yang mengalir (Amp)
t
= waktu (jam)
CosФ = faktor beban pada penghantar pembumian
Jika diasumsikan besarnya tahanan pembumian adalah 5 ohm, kemudian faktor beban
sebesar 70 % maka kita dapat menghitung besarnya energi yang terbuang tersebut.
P=I²RtCosФ (wh)
P = -66,9² x 5 x Cos 29° x 0.70 x 24 =375.951 wh
P = 376 kWh
Jika harga produksi per kWh diasumsikan Rp. 700,-/kWh maka selama 30 hari nilai kWh
yang terbuang adalah :
376 kWh x 30 hr x Rp. 700/kwh = Rp. 7.896.000,-
BAB III
PEMBAHASAN
1.
Kondisi Sistem Pembebanan.
Kondisi pembebanan pada sebagian daerah khususnya di pedesaan mempunyai
grafik yang relatif seragam. Hal tersebut disebabkan karena pelanggan didominasi
oleh rumah tangga yang pemakaiannya relatif konstan setiap harinya.
420,0
400,0
380,0
360,0
340,0
320,0
300,0
280,0
260,0
240,0
220,0
200,0
180,0
160,0
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
6
5
3
2
1
2
3
4
5
6
7
4
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18 18,3 19 19,3 20 20,3 21 21,3 22
23
24
PUKUL
Contoh gambar grafik pembebanan
Dengan kondisi beban seperti itu memungkinkan untuk menentukan kontrusi beban
dari tiap pelanggan pada suatu asuhan gardu distribusi melalui parameter tertentu.
Salah satu paramater yang paling mendekati adalah pemakaian energi (kWh)
perbulannya.
Parameter
kontrusi
beban
ini
selanjutnya
digunakan
untuk
merencanakan dan menetapkan fasa titik sadapan setiap pelanggan.
2.
Penyeimbangan Beban dengan metode “ All Reconnecting “.
a. Umum
Masih banyaknya trafo distribusi yang tingkat ketidakseimbangan bebannya
cukup tinggi memerlukan metode penyeimbangan yang sederhana namun cukup
efektif
digunakan
pada
segmen
pelanggan
tertentu.
Dengan
demikian
penyeimbangan beban trafo dapat dilakukan secara intensif. Salah satunya sdalah
dengan “ All Reconnecting “
All Reconnecting dilakukan dengan merencanakan dan menetapkan ulang titik
sadapan dari seluruh pelanggan pada suatu asuhan gardu distribusi. Parameter/nilai
yang digunakan untuk penetapan tersebut adalah pemakaian kWh pelanggan per
bulannya.
b. Langkah Pelaksanaan
1. Membuat gambar Rayon Card
Gambar Rayon card mutlak dibuat untuk menentukan pelanggan-pelanggan yang
menjadi asuhan dari GD yang akan diseimbangkan. Gambar ini harus dibuat
dengan penomoran yang jelas pada tiang maupun pelanggan-pelanggannya.
Seperti contoh berikut :
Gambar Rayon Card Pelanggan pada sebuah Gardu Distribusi
2. Membuat Tabel Data Pelanggan
Tabel data ini diperlukan untuk merencanakan dan menetapkan fasa titik
sadapan pada pelanggan. Data terdiri atas :
a. No. Tiang
b. No. Idpel Pelanggan
c. No. Rayon card pelanggan
d. Pemakaian kWh Pelanggan per bulan
No. Tiang
B1
B2
B3
C1
C2
C3
No.
Rayon
Card
Plg
01a
01b
02
03a
03b
04a
04b
05
06a
06b
07a
07b
08
09
10a
10b
10c
10d
10e
10f
11
12a
12b
No. Idpel
PR0210000245
……..
kWh
per
bulan
Fasa Sadapan
250
223
200
240
215
52
45
145
315
56
212
254
246
58
79
115
241
110
85
96
145
224
250
250
223
200
R
S
T
240
215
52
45
145
315
56
212
254
246
58
79
115
241
110
85
96
145
224
250
…….
DST…………………………….
JUMLAH KONTRIBUSI
BEBAN (kWh)
3856
Contoh data pelanggan dan pembagian kontribusi kWh tiap fasa
1292
1292
1272
3. Pelaksanaan Penyeimbangan Beban Trafo
Pelaksanaan penyeimbangan beban dilakukan dengan mengikuti penetapan
fasa titik sadapan seperti pada tabel diatas. Misalnya untuk pelanggan dengan
nomor rayon card
: 01a, 01b, 02 disambung pada fasa R, demikian
seterusnya.
4. Pengukuran Kembali dan Evaluasi
Untuk mengevaluasi hasil penyeimbangan beban dilakukan pengukuran beban
pada gardu distribusi yang bersangkutan.
BAB IV
KESIMPULAN
Metoda penyeimbangan dengan sistem All reconnecting ini cukup efektif
dilakukan pada GD dengan segmen pelanggan yang hampir seragam seperti
pelanggan rumah tangga.
Selain beban yang seimbang juga diperoleh manfaat lain diantaranya data base
pelanggan yang akurat terutama fasa titik sadapan, pemeliharaan sambungan
pelayanan, dan lain-lain.
Download