Politeknik Negeri Sriwijaya 1 SUSUT DAYA PADA JARINGAN
advertisement
Politeknik Negeri Sriwijaya SUSUT DAYA PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 KV PADA 6 PENYULANG DI PABUMULIH LAPORAN AKHIR Dibuat Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : RAHMAD PRATAMA 0612 3031 0879 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Kasmir, M.T. Nofiansah S.T, M.T. NIP. 19651110 199203 1 028 NIP. 19701116 199502 1 001 Mengetahui , Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani , S.T, M.Eng. NIP.19621207 199103 1 001 NIP. 19651001 199003 1 006 1 2 Politeknik Negeri Sriwijaya MOTTO - Jadikanlah shalat dan sabar sebagai penolongmu - Berusaha, shalat, dan berdoa - Dan juga jangan takut terlambat karna walaupun kamu terlambat tapi kamu masih tetap berusaha niscaya usaha mu tak akan sia sia 3 Politeknik Negeri Sriwijaya ABSTRACT POWER LOOSES IN MEDIUM VOLTAGE NETWORKING OF PRABUMULIH (2015 : xi + 60 Pages + List of Figures + List of Table + Enclosure) Rahmad Pratama 0612 3031 0879 Electrical Engineering Faculty State Polytecnich of Sriwijaya The process of distribution of electricity to consumers to allow losses. Losses in the form of a voltage drop or power loss and shrinkage. The loss is influenced by the length of the channel from the substation to the load center and also the magnitude of which is also influenced by the peak load day or night. This causes the electricity supplied to consumers will be smaller. Power loss can not be eliminated, because the equipment - equipment used in power distribution systems may not have the level of efficiency to 100%. The power losses in the discussion on the medium voltage network in each feeder in Prabumulih quite large because in Prabumulih channel length is long enough from the distribution substation to power the load so that the shrinkage that occurs quite large and also the magnitude of the peak load day and night Keywords: Power Losses and Losses Cause of existence Power in Prabumulih. 4 Politeknik Negeri Sriwijaya ABSTRAK SUSUT DAYA PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH PADA 6 PENYULANG DI PRABUMULIH (2015 : xi + 60 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran) Rahmad Pratama 0612 3031 0879 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Proses distribusi listrik ke konsumen untuk memungkinkan kerugian. Kerugian dalam bentuk drop tegangan dan susut atau rugi daya. Kerugian tersebut dipengaruhi oleh panjang saluran dari gardu ke pusat beban dan juga besarnya yang mana juga dipengaruhi oleh beban puncak siang atau malam hari. Hal ini menyebabkan listrik yang disalurkan kepada konsumen akan lebih kecil. Kerugian daya tidak dapat dihilangkan, karena peralatan – peralatan yang digunakan dalam sistem distribusi listrik tidak mungkin memiliki tingkat ke efesiensi 100%. Di dalam pembahasan susut daya pada jaringan tegangan menengah di tiap-tiap penyulang di Prabumulih cukup besar karna panjang saluran di Prabumulih cukup panjang dari gardu distribusi ke beban sehingga susut daya yang terjadi cukup besar dan juga besarnya beban puncak siang dan malam di Prabumulih sangat mempengaruhi besarnya susut daya yang terjadi. Kata kunci : Susut Daya dan Penyebab Adanya Susut Daya 5 Politeknik Negeri Sriwijaya KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya jualah pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini. Adapun tujuan dari penulisan laporan akhir ini adalah sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Sriwijaya, khususnya pada jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik. Penulis menyadari bahwa dalam penyususnan laporan akhir ini masih banyak kekurangan –kekurangan, baik dari segi isi, materi maupun pembahasannya, karena mengingat keterbatasan ilmu dan kemampuan penulis, untuk itu penulis tidak menutup diri terhadap saran –saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan akhir ini. Penyusunan laporan akhir ini tidak terlepas dari segala bantuan, bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak yang sangat membantu. Penulis untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada: 1. Bapak Rd. Kusumanto, S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 3. Bapak Ir.Siswandi, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya 5. Bapak Ir.Kasmir,M.T. selaku Pembimbing I 6. Bapak Nofiansah, S.T.M.T. selaku Pembimbing II 7. Teman-teman se-kelas dan se-angkatan di Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang 8. Dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Akhir kata semoga Allah SWT dapat melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada mereka semua dan membalas segala kebaikan dan pengorbanan yang 6 Politeknik Negeri Sriwijaya telah diberikan kepada penulis dan semoga laporan akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua, Amin. Palembang, Penulis Juni 2015 7 Politeknik Negeri Sriwijaya DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. i MOTTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................... ii ABSTRAK ......................................................................................................... iv KATA PENGANTAR.................... ................................................................... vi DAFTAR ISI......................................................................................... ...........viii DAFTAR TABEL..................................................................................... ......... xi DAFTAR GAMBAR................................................................................ ........ xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 .................................................................................................. La tar Belakang ................................................................................ 1 1.2 .................................................................................................. Ru musan Masalah................................................. .......................... .2 1.3 .................................................................................................. Tu juan dan Manfaat ......................................................................... 2 1.3.1 Tujuan..........................................................................................2 1.3.2 Manfaat........................................................................................2 1.4 .................................................................................................. M etode Penulisan............................................................................ 3 1.5 .................................................................................................. Si stematika Pembahasan ................................................................ 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 .................................................................................................. Si stem Tenaga Listrik ..................................................................... 6 2.2 .................................................................................................. Si stem Distribusi ............................................................................. 8 2.3 .................................................................................................. Pe ngelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ........................ 9 2.3.1 Menurut Ukuran Teganganya ...................................................... 9 2.3.2 Menurut Ukuran Arus ................................................................ 10 2.4 .................................................................................................. M acam – macam Jaringan Disribusi Primer ................................. 10 2.4.1 Jaringan Distribusi Tipe Radial ................................................. 10 8 Politeknik Negeri Sriwijaya 2.4.2 Jaringan Distribusi Primer Tipe Loop ...................................... 11 2.4.3 Jaringan Distribusi Primer Tipe Ring ........................................12 2.4.4 Jaringan Distribusi Primer Tipe Spindel ................................... 12 2.4.5 Jaringan Distribusi Primer Tipe grid/network ...........................13 2,4,6 Jaringan Distribusi Primer Tipe Cluster.....................................14 2.5 Macam - macam Saluran Jaringan Distribusi Primer ................ 15 Jaringan Hantaran Udara (Over Head Line)...............................15 Jaringan Hantaran Udara Bawah Tanah (Under Ground Line)..16 2.6 Parameter Saluran ...................................................................... 17 2.6.1 Resistansi Saluran...................................................................... 18 2.6.2 Induktansi Saluran ..................................................................... 19 2.6.3 Reaktansi Saluran ...................................................................... 20 2.7 Macam – macam Daya Listrik .................................................. 20 2.7.1 Daya Semu................................................................................. 20 2.7.2 Daya Aktif ................................................................................. 21 2.7.3 Daya Reaktif .............................................................................. 21 2.8 2.9 Segitiga Daya ................................................................. 22 Rugi-rugi Daya Dalam Jaringan .................................... 22 BAB III METODELOGI PENELITIAN Gardu Induk Simpang Bakaran ................................................. 26 Transformator Daya Gardu Induk Simpang Bakaran ................ 27 Penyulang ................................................................................. 28 Single Line GI Simpang Bakaran Praabumulih ........................ 29 Data GI Simpang Bakaran Prabumulih ..................................... 32 Jenis Penghantar ........................................................................ 33 Jarak Antar Konduktor .............................................................. 33 Faktor Daya (Cos ɸ), Faktor Beban (Load Factor) ................... 33 Arus Beban Puncak ................................................................... 36 BAB IV PEMBAHASAN Perhitungan Parameter Saluran ................................................ 37 4.1.1 Perhitungan Resistansi............................................................... 37 4.1.2 Perhitungan Reaktansi ............................................................... 41 4.1.3 Perhitungan Nilai LLF Penyulang Cut Nyak Dien.................... 52 Beban Puncak Siang........................................................................ 53 9 Politeknik Negeri Sriwijaya Beban Puncak Malam ............................................................... 58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ............................................................................... 59 Saran.......................................................................................... 60 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... LAMPIRAN ...................................................................................................... 10 Politeknik Negeri Sriwijaya DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Data Spesifikasi Transformator Daya 20 MVA ............................... 27 Tabel 3.2 Data Panjang Kabel Per Penyulang ..................................................32 Tabel 3.3 Data Jenis dan Resistansi Kabel ....................................................... 33 Tabel 3.4 Data Jarak Antar Konnduktor .......................................................... 33 Tabel 3.5 Data Faktor Daya (Cos ɸ), Faktor Beban (Load Factor)..................33 Tabel 3.6 Beban Penyulang - Penyulang Bulan April – Mei 2015 ................... 37 Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Susut Daya Pada Enam Penyulang Di Prabumulih.58 11 Politeknik Negeri Sriwijaya DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Diagram satu garis sistem tenaga listrik ........................................ 7 Gambar 2.2 Bagian-bagian distribusi primer....................................................8 Gambar 2.3 Konfigurasi jaringan distribusi radial...........................................11 Gambar 2.4 Konfigurasi jaringan distribusi tipe loop......................................11 Gambar 2.5 Konfigurasi jaringan distribusi ring ............................................ 12 Gambar 2.6 Konfigurasi jaringan spindel ....................................................... 13 Gambar 2.7 Konfigurasi jaringan tipe grid/network ......................................14 Gambar 2.8 Konfigurasi jaringan tipe cluster.................................................14 Gambar 3.1 Gardu Induk Simpang Bakaran Prabumulih. ............................... 26 Gambar 3.2 Trafo XIAN TRANSFORMER WORKS di Gardu Induk Simpang Bakaran...........................................................................27 Gambar 3.3 Single Line Penyulang – Penyulang .............................................29 12 Politeknik Negeri Sriwijaya DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lembar Bimbingan 1 Laporan Akhir Lampiran 2 Lembar Bimbingan 2 Laporan Akhir Lampiran 3 Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 4 Lembar Izin Pengambilan Data PT PLN (Persero) P3B Unit Pelayanan Transmisi Palembang Lampiran 5 Single Line G.I Simpang Bakaran Lampiran 6 Single Line Penyulang Cut Nyak Dien Lampiran 7 Single Line Penyulang Cut Mutia Lampiran 8 Single Line Penyulang Dewi Sartika Lampiran 9 Single Line Penyulang Herlina Lampiran 10 Single Line Penyulang Fatmawati Lampiran 11 Single Line Penyulang Express Feeder Lampiran 12 Beban Puncak G.I Simpang Bakaran 13 Politeknik Negeri Sriwijaya BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Energi listrik adalah salah satu kebutuhan pokok masyarakat pada zaman modern. Hampir seluruh peralatan-peralatan yang digunakan untuk membantu kehidupan manusia menggunakan energi listrik. Konsumen energi listrik bukan saja merupakan kalangan rumah tangga tetapi juga kalangan industri, komersial, maupun pelayanan umum dan jasa. Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik diperlukan sistem yang baik untuk menyalurkan energi listrik dari penyedia sampai ke konsumen energi listrik. Secara umum sistem tenaga listrik diawali dari unit pembangkit energi listrik, kemudian disalurkan melalui sistem transmisi tegangan tinggi dan kemudian melalui sistem distribusi disalurkan kepada konsumen. Sistem distribusi berhubungan langsung dengan konsumen,sehingga disinilah dituntut kehandalan dalam sistem yang harus diperhatikan oleh penyedia energi listrik. Energi yang disalurkan harus memenuhi tuntutan yang diminta yaitu adanya kuantitas dan kualitas daya yang baik, kontinuitas pelayanan, serta tegangan, faktor daya, dan frekuensi sistem yang berkualitas. Tuntutan-tuntutan tersebut harus dipenuhi oleh penyedia tenaga listrik, yang dalam hal ini adalah PLN. Dalam menghadapi berbagai macam tuntutan tersebut PLN menghadapi berbagai macam kendala. Salah satu kendala yang muncul adalah adanya susut atau rugi-rugi (Losses) daya pada saluran transmisi dan distribusi. Hal ini menyebabkan kerugian bagi penyedia dan 2 konsumen energi listrik. Berbagai upaya dilakukan untuk mengurangi susut daya yang terjadi di jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV. Seperti memperbaiki konfigurasi jaringan,memasang kapasitor dan menaikkan tegangan pada trafo gardu induk. Upaya-upaya perbaikan tersebut masih belum maksimal,sehingga diperlukan solusi lain untuk perbaikan susut daya yang terjadi di jaringan distribusi. Oleh karena adanya latar belakang tersebut dibuatlah penelitian dengan judul “ SUSUT DAYA PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20 KV DI PRABUMULIH “. 14 Politeknik Negeri Sriwijaya 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan dari latar belakang di atas dapat di dapatkan permasalahan – permasalahan yaitu : Menghitung besar susut daya yang terjadi di jaringan tegangan menengah 20 Kv di Prabumulih 1.3 Tujuan da Manfaat 1.3.1 Tujuan Adapun tujuan dalam penulisan laporan akhir ini,adalah: 1. Untuk mengetahui besar rugi daya yang terjadi pada penyulang – penyulang yang ada di Prabumulih. 2. Untuk mengetahui faktor yang menyebabkan terjadinya susut daya. 1.3.2 Manfaat Sedangkan manfaat yang dapat diambil dari pembahasan yang akan diterangkan dalam penulisan laporan akhir ini antara lain :. 1.Bisa menghitung rugi daya yang terjadi pada tiap - tipa penyulang – penyulang di Prabumulih yang di suplay dari GI Bakaran 2.Bisa mengetahui yang menjadi penyebab terjadi nya susut daya itu. 1.4 Metode Penulisan Penulis melakukan beberapa tahap di dalam pengerjaan termasuk pengumpulan data, adapun metode yang digunakan penulis adalah sebagai berikut 1. Metode Literatur Pada metode ini dengan membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh perpustakaan dan juga dari artikel – artikel jurnal , internet dan lain-lain 2. Metode Observasi Pada metode ini penulis melakukan kunjungan dan survey kelapangan tempat sumber informasi tentang permasalahan yang di bahas dalam laporan akhir 15 Politeknik Negeri Sriwijaya 3. Metode Wawancara Pada metode ini penulis melakukan wawancara dengan petugas atau karyawan di lapangan khususnya pada bidang distribusi dan pemeliharahan yang terkait dengan topik laporan akhir ini, dan juga berupa konsultasi dengan dosendosen pembimbing laporan akhir. 1.5. Sistematika Penulisan Untuk memudahkan sistematika penulisan, penulis membagi dalam beberapa bab pembahasan dengan urutan sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini menjelaskan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, dan manfaat penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan, dan sistematika penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan dipaparkan mengenai teori teori dasar yang menunjang melandasi pembahasan yang akan dibahas. BAB III METODELOGI PENELITIAN Pada bab ini berisi mengenai keadaan Gardu Induk Bakaran secara umum, seperti jenis,tahanan tiap-tiap penghantar, ataupun jumlah gardu distribusi yang ada BAB 1V PEMBAHASAN Pada bab ini menjelaskan tentang hasil dari permasalahan dari bab ini sebelumnya. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran yang merupakan hasil dari semua pembahasan dari bab-bab sebelumnya. 16 Politeknik Negeri Sriwijaya DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN