REALISASI PENGHEMATAN BIAYA PENGGANTIAN KABEL INTI

REALISASI PENGHEMATAN BIAYA PENGGANTIAN KABEL INTI ALUMUNIUM
DI PT. CIPTA ABADI CAKUNG
Se ty o S upra t no
H . S uge ng
Setyo20 07@ ya hoo. co. id
Suge ng_p rata ma@ ya hoo.c o m
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Islam “45” (UNISMA)
Jl. Cut Meutia No. 83 Bekasi, Indonesia
Telp. 021-88344436, 021-8802015 Ext.124
Abstraks
Sekian banyak penghantar yang ada, tembaga dan alumunium adalah dua penghantar yang memenuhi
persyaratan baik teknis maupun ekonomis untuk difungsikan sebagai penghantar dalam sistem transmis,
distribusi, dan instalasi tenaga listrik. solusi lain menawarkan kabel berintikan alumunium yang murah
dan mudah didapat. Dari pengukuran dibeberapa ujung beban terdapat Drop voltase yang melebihi batas
ambang serta dari pengamatan terdapat unjuk kerja isolator kabel tersebut yang sudah mengkawatirkan.
Drop voltase atau susut tegangan yang mengacu pada PUIL ayat 4.2.3.1 PUIL 2000 tidak boleh
melebihi 5% dari syarat nilai nominal (220 Volt). Perhitungan KHA pada kabel dengan menggunakan
inti alumunium, didapatkan nilai luas penampang kabel lebih besar daripada luas penampang kabel inti
tembaga.
Kata kunci: Kabel alumunium, Penghematan, konversi penghantar dan susut tegangan.
Abstrac
The many existing conductors, copper and aluminum are two conductors that meet both technical and
economical requirements to work as a conductor in the transmis systems, distribution, and installation of
electrical power. Another solution offered cored aluminum wires are cheap and easy to come by. From
the end of the load contained in some measure the voltage drop exceeds the threshold limit of observation
and performance are the cable insulator is already alarming. Voltage drop or voltage shrinkage refers to
paragraph 4.2.3.1 PUIL PUIL 2000 should not exceed 5% of the nominal value terms (220 Volt). KHA
calculation on using core aluminum cable, cable cross-sectional area obtained value is greater than the
cross-sectional area of copper core cable.
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Beberapa faktor yang melatarbelakangi penelitian di PT. Cipta Abadi Cakung Adalah umur instalasi
kabel power yang sudah tua dan nilai susut tegangan yang melebihi dari 5 % . disamping itu juga
keandalan isolator listrik yang mengkawatirkan. Ada beberapa solusi untuk mengatasi permasalahan
tersbut yakni dengan mengganti kabel power instalasi. dari sumber literatur yang didapat bahwa kabel
tembaga merupakan penghantar yang sudah teruji keandalan dan banyak dipakai pada instalasi listrik di
industri maupun di perkantoran dengan penyambungan daya yang besar. Namun dengan semakin
mahalnya harga tembaga didunia dan meningkatnya permintaan akan tembaga, memungkinkan dalam
penelitian ini memberikan referensi kabel alumunium sebagai alternatif pengganti penghantar dalam
sistem distribusi di perusahaan tersebut. Dimana dengan beban daya yang sama diharapakan kabel
tembaga memenuhi aspek teknik maupun aspek ekonomis.
1.1 Tujuan peneltian
Adapun penelitian ini mempunyai beberapa tujuan diantaranya adalah mendapatkan kejelasan tentang
cara perhitungan, pemilihan, dan kemampuan teknis kabel inti tembaga yang dipergunakan sebagai
feeder listrik untuk tegangan AC 220-400 volt. Disamping itu cara perhitungan, pemilihan, dan
kemampuan teknis kabel aluminium dan tembaga juga menjadi tujuan dari penelitian ini. Di akhir
penelitian sesuai tema realisasi penghematan biaya akan terjawab dengan besarnya investasi awal dari
pemakaian kabel inti alumunium
1.2 Metode penelitian
Penelitian ini dilakukan di PT. Cipta Abadi, Jl. Tipar Cakung, Jak-Tim. Tanggal 01 Februari 2013 –
30 Mei 2013. Analisis yang dilakukan adalah membandingkan secara teknis dan ekonomis antara kabel
tembaga dan aluminium. Aspek teknis yang akan dibandingkan antara kabel tembaga dan aluminium
adalah kemampuan daya hantar, besarnya luas penampang, kuat arus, koefesien muai suhu dan tegangan
jatuh. Sedangkan secara ekonomis akan dibandingkan biaya instalasinya.
Pengumpulan data yang telah dilakukan akan memberikan gambaran besarnya tegangan di ujung beban
di PT. Cipta Abadi, terutama untuk mendapatkan data besaranya tegangan listrik yang lebih akurat, harus
dilakukan pengukuran menggunakan alat sesuai disain penelitian
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Instalasi Tenaga Listrik
Instalasi Tenaga Listrik adalah bangunan sipil, elektromekanik, mesin, peralatan, saluran, dan
perlengkapannya yang digunakan untuk pembangkitan, konversi, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan
tenaga listrik. (Pasal 1 Angka 20 UU Nomor 20 Tahun 2002 Tentang Ketenagalistrikan).
2.2 Arus Listrik
Arus listrik merupakan gerakan elektro-elektron yang mengalir ke satuan arah gerakan elektron
tersebut. Arus listrik diberi notasi I atau i, dalam satuan Ampere (A) yang diambil dari nama Andre Marie
Ampere (1975-1836) menyatakan bahwa : “Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 10 18
elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu dalam waktu satu detik”. Sedangkan 6,24 x 1018 sama
dengan satu Coulomb, yang dirumuskan sebagai berikut :
I=Q/t …………………………………..(1)
2.3 Kabel Listrik
Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator
dan konduktor. Isolator adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari karet atau plastik,
sedangkan konduktor terbuat dari serabut tembaga atau tembaga pejal
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
2.4 Kuat Hantar Arus (KHA)
Yang dimaksud dengan kuat hantar arus pada kabel adalah nilai nominal arus maksimal yang
diperolah dari perhitungan beban feeder ragangan rendah, dimana Penghantar yang dipakai sebagai
distribusi listrik harus mempunyai kemampuan untuk menghantarkan arus listrik dengan besar sekurangkurangnya sama dengan arus yang melaluinya dan ditentukan sesuai dengan kebutuhan arus maksimum.
Cara menentukan besarnya arus yang mengalir dalam penghantar adalah :
I = P /√3.V......................................(2)
Dimana :
I
= Kuat arus (Ampere)
P
= Daya terpasang (Watt)
√3
=1,732
VLL
= Tegangan antar fasa (Volt)
Cos φ (Phi) = Faktor daya ( Asumsi 0,8)
2.5 Nilai Susut Tegangan
Nilai susut tegangan dalam instalasi listrik dimaksudkan agar peralatan listrik yang bekerja atas
suplai tegangan tersebut tidak mengalami kerusakan. Nilai susut tegangan yang dimaksud diatas adalah
tidak boleh melebihi 5% dari nilai nominal yang ada (380 Volt/220 Volt).
2.6 Luas penampang kabel
Untuk menentukan luas penampang kabel yang akan dipakai salah satunya adalah dengan
mengetahui beban arus maksimal yang akan mengalir dalam suatu penghantar adapun persamaan yang
diapaki adalah :
RL = ∆V / √3 x I ..........................................(6)
Dimana:
RL
= Nilai resisitansi efektif
∆V
= Nilai susut tegangan (Volt)
√3
= 1,732 (Sistem 3 fasa)
I
= Arus maksimal yang mengalir dalam penghantar (Ampere)
l
= Panjang penghantar (Km)
3. HASIL dan PEMBAHASAN
Suplai daya listrik pada PT. Cipta Abadi Cakung Jakarta sepenuhnya dipasok dari perusahaan
listrik negara (PLN) dengan golongan tarif sedang. Penyaluran daya listrik dari perusahaan listrik negara
(PLN) ke gedung-gedung PT. Cipta Abadi Cakung Jakarta menggunakan jaringan tegangan rendah 380
Volt 3 fasa yang dicatu dari gardu distribusi indoor milik perusahaan listrik negara (PLN) dengan
kapasitas 2000 kVA.
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
Adapun bagian-bagian utama yang mendapat suplai daya adalah :
No
Nama Bagian
Kapasitas Daya
1
Maintenance
120 kW
2
Cromm
175 kW
3
Pont
150 kW
4
Produksi 4
120 kW
5
Asembling
130 kW
6
Kantor 1 dan 2
90 kW
7
Matres
100 kW
8
Die Cast
180 kW
9
Poles
100 kW
Jumlah
1165 kW
Pemakaian kabel tembaga di PT. Cipta Abadi Cakung
Lagkah pertama untuk mengganti Feeder kabel tembaga dengan kebel alumunimum adalah melakukan
perhitungan berdasarkan beban,kuat arus yang kemudian dicocokkan dengan tabel elektrical kabel
tembaga, Kemudian dikonversikan dengan tabel elektrical kabel alumunium
Berikut table electrical kabel tembaga:
Selanjutnya dengan memperhitungkan persyaratan beban terpasang, penyeimbangan beban, kemampuan
untuk menghantarkan arus listrik KHA (current carrying capacity), spare, serta besar susut tegangan
maka akan didapatkan data penampang kabel berintikan tembaga seperti di bawah ini.
Bagian Maintenance
Pada Panel Maintenance data beban yang ada sebesar 120 kW, berikut perhitungan yang didapatkan :
P = 120 kW (120.000 W)
cos φ= 0.8 (Asumsi)
Susut tegangan yang diinginkan = 3 %
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
Panjang kabel yang dinginkan
= 100 meter (0,1 kM)
Nilai susut tegangan yang didapatkan :
∆V% = V x 100%
VLL
∆V
= V%x VLL
100%
= 3% x 380 = 11, 4 Volt
100%
* Nilai arus yang didapatkan :
I = P/ √3.VLL. cos φ
= 120.000/1,732 x 380 x 0.8
= 227,95 A (I perhitungan)
Nilai yang didapatkan diatas belum termasuk nilai spare atau cadangan sehingga untuk nilai arus
cadangan perluasan kabel tembaganya adalah :
= 227,95 x 1.25
= 284,88 A
Untuk mendapatkan nilai resistansi DC maka digunakan persamaan sebagai berikut:
RL = ∆V / √3 x I x l
=
11,4/ 1,732 x 284,88 x 0,1
= 0,231
Dengan mempertimbangkan nilai susut tegangan sebesar 3% maka nilai resistansi 0,231 pada tabel 4.2,
didapatkan jenis kabel NYSY 4 x 95 mm² pada nilai resistansi 0,193 selanjutnya dievaluasi berapa
besar susut tegangan dengan cara sebagai berikut :
∆V = √3 . I. l. (RL. cos φ +XL. sin φ )
= 1,732 x 284,88 x 0,1 x 0,193
= 9,52 Volt
∆V% = 9,52 V
x 100 %
380 V
= 2,51 % (Masih dibawah 3%)
Langkah selanjutnya adalah mencari bentuk pengkonversian kekabel alumunium dengan cara yang sama,
Selanjutnya dengan memperhitungkan persyaratan beban terpasang, penyeimbangan beban, kemampuan
untuk menghantarkan arus listrik KHA (current carrying capacity), spare, serta besar susut tegangan
maka akan didapatkan data penampang kabel berintikan alumunium seperti di bawah ini.
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
Bagian Maintenance
Pada Panel Maintenance data beban yang ada sebesar 120 kW, berikut perhitungan yang didapatkan :
P
= 120 kW (120.000 W)
cos φ = 0.8 (Asumsi)
Susut tegangan yang diinginkan = 3 %
Panjang kabel yang dinginkan = 100 meter
(0,1 kM)
* Nilai susut tegangan yang didapatkan :
∆V% = V x 100%
VLL
∆V
= V%x VLL
100%
= 3% x 380
100%
= 11, 4 Volt
* Nilai arus yang didapatkan :
I = P
√3.VLL. cos φ
= 120.000
1,732 x 380 x 0.8
= 227,95 A (I perhitungan)
Nilai yang didapatkan diatas belum termasuk nilai spare atau cadangan sehingga untuk nilai arus
cadangan perluasan kabel alumuniumnya adalah :
= 227,95 x 1.25
= 284,88 A
Untuk mendapatkan nilai resistansi DC maka digunakan persamaan sebagai berikut:
RL = ∆V
√3 x I x l
= 11,4
1,732 x 284,88 x 0,1
= 0,231
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
Dengan mempertimbangkan nilai susut tegangan sebesar 3% maka nilai resistansi 0,231 pada tabel 4.3
didapatkan jenis kabel NA2XSY 4 x 150 mm² pada nilai resistansi 0,206 selanjutnya dievaluasi berapa
besar susut tegangan dengan cara sebagai berikut :
∆V = √3 . I. l. (RL. cos φ +XL. sin φ )
= 1,732 x 284,88 x 0,1 x 0,206
= 10,16 Volt
∆V% = 10,16 V
x 100 %
380 V
= 2,67 % (Masih dibawah 3%)
Untuk mempermudah kajian teknik dan ekonomis dari seluruh bagian lihat tabel perbandingan dibawah
ini
Kuat Arus (Ampere)
V Drop Tembaga V Drop Alum
Nama bagian Beban (kW)
RL DC
Tembaga/Alum Spare
Volt
%
Volt
%
Ǿ kabel
Tabel RL DC
(Tembaga/Alum)
Tembaga mm² Alum mm²
Maintenance
Cromm
120 kW
175 kW
227,90
332,36
284,88 9,52 2,51 10,16
415,45 10,70 2,81 10,97
2,67
2,84
0,231
0,11
0,193/0,206 NYSY 4 x 95 NA2XSY 4 x 150
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Pont
Produksi 4
Asembling
150 kW
120 kW
284,88
227,90
356,10 10,39 2,73 10,49
284,88 10,71 2,82 10,97
2,67
2,84
0,11
0,13
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
130 kW
246,89
308,62
9,35
2,46
0,12
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Kantor 1 dan 2
Matres
90 kW
100 kW
170,93
189,92
213,66 9,17 2,41 9,25
237,40 10,20 2,68 10,28
2,43
2,71
0,12
0,14
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
Die Cast
180 kW
341,85
427,32
2,90 11,10
2,92
0,11
0,0991/0,1 NYSY 4 x 185 NA2XSY 4 x 300
Poles
100 kW
189,92
237,40 10,20 2,68 10,28
2,71
0,14
0,124/0,125 NYSY 4 x 150 NA2XSY 4 x 240
9,27
11
2,44
Untuk melihat realisasi dari penghematan biaya dapat dilihat tabel
pembiayaan material sebagai berikut :
perbandingan pengadaan atau
1. Pembiayaan kabel tembaga
Harga per
meter
(Rp/Meter)
Tipe kabel
Panjang kabel
(meter)
NYSY 4 x 95
100
Rp348,000.00 Rp
2 Cromm
NYSY 4 x 185
150
Rp636,000.00 Rp
95,400,000.00
3 Pont
NYSY 4 x 185
170
Rp636,000.00 Rp
108,120,000.00
4 Produksi 4
NYSY 4 x 150
175
Rp532,000.00 Rp
93,100,000.00
5 Asembling
NYSY 4 x 185
175
Rp636,000.00 Rp
111,300,000.00
6 Kantor 1 dan 2
NYSY 4 x 185
250
Rp636,000.00 Rp
159,000,000.00
7 Matres
NYSY 4 x 150
200
Rp532,000.00 Rp
106,400,000.00
8 Die Cast
NYSY 4 x 185
150
Rp636,000.00 Rp
95,400,000.00
9 Poles
NYSY 4 x 150
200
Rp532,000.00 Rp
106,400,000.00
Rp
909,920,000.00
No
Nama bagian
1 Maintenance
Jumlah
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics
Total harga (Rp)
34,800,000.00
2. Pembiayaan kabel alumunium
No
Nama bagian
Tipe kabel
Panjang kabel
(meter)
Harga per
meter
(Rp/Meter)
Total harga (Rp)
1 Maintenance
NA2XSY 4 x 150
100
Rp88,000.00 Rp
8,800,000.00
2 Cromm
NA2XSY 4 x 300
150
Rp168,000.00 Rp
25,200,000.00
3 Pont
NA2XSY 4 x 300
170
Rp168,000.00 Rp
28,560,000.00
4 Produksi 4
NA2XSY 4 x 240
175
Rp134,000.00 Rp
23,450,000.00
5 Asembling
NA2XSY 4 x 300
175
Rp168,000.00 Rp
29,400,000.00
6 Kantor 1 dan 2
NA2XSY 4 x 300
250
Rp168,000.00 Rp
42,000,000.00
7 Matres
NA2XSY 4 x 240
200
Rp134,000.00 Rp
26,800,000.00
8 Die Cast
NA2XSY 4 x 300
150
Rp168,000.00 Rp
25,200,000.00
9 Poles
NA2XSY 4 x 240
200
Rp134,000.00 Rp
26,800,000.00
Rp
236,210,000.00
Jumlah
3. KESIMPULAN
Dari perbandingan diatas dapat kita simpulkan: untuk pengadaan kabel tembaga total pembiayaannya
adalah
Rp 909,920,000.00, sedangkan pembiayaan untuk pengadaan kabel alumunium sesuai tabel
4.6 adalah Rp 236,210,000.00, terdapat selis ih Rp 673,710,000.00 atau sekitar 74 % (nilai
penghematan). Nilai penghematan sebesar itu hanya pada pengadaan material berupa kabel, belum
termasuk biaya instalasi, tenaga kerja yang lain, maupun peralatan pendukung yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Basri, H. Sistem disitribusi daya listrik, 1997. ISTN, Jakarta,1997.
[2]. Hartono, P. Utilitas bangunan, cetakan kedua, Djambatan, 1995.
[3]. Ketut Sugirianta, I Ketut. Kajian Teknik dan Ekonomis penggunaan kabel tembaga dibandingkan
dengan Kabel Alumunium pada Sistem Instalasi dan Distribusi Kabel Power di Power House W
Hotel Retreat And Spa – Bali, Jurnal Logic, Poli Teknik Bali
[4]. Panitia Penyempurnaan PUIL – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Peraturan Umum Instalasi
Listrik Indonesia 1987, Standard Nasional Indonesia, Jakarta 1987
[5]. P. Van Harten, E. Setiawan, Instalasi arus kuat, Binacipta, 1980.
[6]. ----------------Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 ( PUIL 2000), Badan Standardisasi Nasional
, Jakarta 2002
[7]. Kadir, A. Pengantar teknik tenaga listrik, LP3ES, Jakarta, 1993.
[8]. --------------- Katalog PT. Kabelindo Murni
[9].----------------Katalog PT. KMI WIRE AND CABLE Tbk
[10].----------------Katalog PT. SUMI INDO KABEL Tbk.
[11].Suryanto, F. Teknik Listrik Instalasi Penerangan, Rineka Cipta,Jakarta, 1998.
[12]. Zuhal. Dasar teknik tenaga listrik, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1997.
2
JREC
Journal of Electrical and Electronics