bab iv jatuh tegangan pada panel distribusi tenaga listrik

BAB IV
JATUH TEGANGAN PADA PANEL DISTRIBUSI TENAGA
LISTRIK
4.1. Sistem Distribusi Listrik
Dalam
sistem
distribusi
listrik
gedung
Emporium
Pluit
Mall
bersumber dari PT.PLN (Persero) distribusi DKI Jakarta & Tangerang
melalui gardu penyulang muara angke ke gardu distribusi yang diberi nama
B419 yang berada di area Pluit Selatan. Sistem distribusi menggunakan
saluran kabel tegangan menengah ( SKTM ) pada tegangan opersi 20 kV.
Jaringan yang didistribusikan menggunakan sistem ring, yaitu sistem jaringan
distribusi dengan konfigurasi berbentunk ring. Sistem jaringan ini memiliki
saluran cadangan karena titik bebannya di suplai dari dua penyulang yang
berbeda. Sehingga jika ada salah satu penyulang yang mengalami gangguan
maka pada titik beban tetap bisa menerima suplai dari penyulang yang lain.
Penghantar yang digunakan pada saluran kabel tegangan menengah
(SKTM) yaitu
dengan
menggunakan
jenis
dan
ukuran
penampang
N2XSEFGbY 3 x 240 mm² dengan isolasi XLPE ( Cross Link Poly
Etheline ). Nilai kuat arus pada penggunaan dalam tanah dapat mencapai
481 Ampere. Dengan nilai kuat arus tersebut masih sesuai engan ketentuan
PUIL 2000. Kabel penghantar tersebut didistribusikan ke gardu distribusi
PLN yang berupa bangunan dengan dinding beton yang didalam terdapat
panel utama tegangan menengah ( PUTM ) 20 kV yang berfungsi sebagai
penghubung dan pemutus aliran listrik ke panel utama tegangan menengah
ke sisi konsumen. Dibagian dalam ada saklar pemutus beban dengan
tegangan operasi 20 kV, selain itu terpasang alat pengaman dan pembatas
dengan sistem digital yang dapat diatur sesuai dengan kapasitas daya
terpasang
37
38
4.2 Panel Utama Tegangan Menengah ( PUTM ) 20 kV
Panel Utama Tegangan Menengah ( PUTM ) 20 kV selain terpasang dalam
gardu distribusi PLN, terpasang juga di dalam ruang gedung Emporium
Pluit mall yang terletak di lantai 6. Panel tersebut berfungsi untuk
penghubung dan pemutus aliran listrik dari gardu distribusi PLN ke sisi
konsumen. Aliran tenaga listrik disalurkan ke panel utama Tegangan
menengah ( PUTM ) 20 kV di sisi incoming ( Incoming cubicle ) yang
didalamnya terdapat saklar pemutus Breaker switch dengan tegangan 24 kV,
kemudian dikeluarkan dengan busbar yang terhubung antara panel utama
tegangan menengah ( PUTM ) ke sisi outgoing cubicle yang didalamnya
terdiri dari fuse/sikring dan saklar pemutus beban.
Tabel 4.1 Data Teknis Panel Utama Tegangan Menengah ( PUMT ) 20kV
Unit
Incoming MV
Outgoing MV
Merk
ABB
ABB
Model
HD4/524.06.16
HD4/524.06.16
In
630 A
630 A
Daya yang tersambung sebesar 10380 ( Kva ) sesuai dengan perjanjian
kontarak PT.PLN Persero dengan Pluit Propertindo ( Emporium Pluit Mall).
Dengan
daya
tersebut
termasuk
dalam
kategori
golongan
B3-TMtarif
Primatas. Untuk mengetahui besarnya arus yang tersambung , yang akan
diset pada alat pengaman dan pembatas, dapat dihitung dengan persamaan
2.4:
Sehingga kapasitas arus listrik yang akan diset dalam alat pengaman dan
pembatas yang terpasang pada panel PUTM 20 kV sisi PLN adalah:
39
Kapasitas arus listrik I dalam Ampere yang akan diset dalam alat
pengaman dan pembatas yang terpasang pada sisi tegangan rendah 400V,
batas maksimumnya adalah:
Berdasarkan data pengukuran pada panel utama tegangan menengah sisi
PLN, tingkat pembebanan mencapai sekitar 211 Amp
Maka
tingkat
pembebanan
tertinggi
dalam
satuan
kVA
berdasarkan
persamaan 2.10 adalah sebesar:
Atau dalam persentase (%) tingkat pembebanan terhadap daya tersambung
telah mencapai:
Maka kondisi saat ini kapasitas yang tersambung masih terdapat cadangan
daya listrik sebesar 29,58 % atau sekitar 3.070,75 kVA.
Mengenai jatuh tegangan pada kabel yaitu dengan jarak penyambungan
antara gardu distribusi dengan panel utama tegangan menengah mencapai
100 meter, maka jatuh tegangan dapat dihitung sesuai dengan persamaan
40
2.4, maka jatuh tegangan pada distribusi tenaga listrik dengan penghantar
kabel udara tegangan menegah dengan jenis dan ukuran penampang
N2XSEFGbY 3 x 240 mm² adalah sebesar:
Diketahui :
R = 0.098, X = 0.081
Berdasarkan perhitungan diatas bahwa besarnya nilai jatuh tegangan sekitar
hal ini masih dalam batas yang diperkenankan sesuai denga standart jatuh
tegangan yaitu ±5%.
4.3 Transformer
Tabel 4.2 Spesifikasi Transformer
Merk
Trafindo
Phase
3
Frequency
50 Hz
KVA
2500
Voltage
High Voltage
20.000
Low Voltage
400
Amperre
High Amperre
72,17
Low Amperre
3608,44
41
Unit transformer yang terpasang adalah jenis transformer dengan tegangan step
down ( 20 kV/400 V ), 20 kV disisi primer transformer dan 400 V disisi sekunder
transformer. Banyaknya transformer yang terpasang adalah 7 unit dengan kapasitas
masing-masing sebesar 2500 kVA.
Tenaga listrik yang dikeluarkan dari MVDP-TM-20 Kv sisi outgoing cubical yang
bertegangan 20 kV dikoneksikan pada sisi primer unit transformer menggunakan
kabel tegangan menengah dengan jenis dan ukuran N2XSEFGbY 3 x 95 mm².
Maka dapat diketahui besar arus listrik yang melalui unit transformer dengan
hitungan sesuai persamaan 2.11 dan berdasarkan data tabel 4.2 sebagai berikut:
Kuat arus disisi Primer
Kuat arus disisi Sekunder
Sampai saat ini pembebanan total unit transformer sudah mencapai sekitar
42
4.4 Low Voltage Main Distribution Panel ( LVMDP )
Tegangan keluaran dari transformer yaitu sebesar 400 volt yang dikeluarkan dari
sisi
sekunder
transformer,
kemudian
dikoneksikan
ke
Low
Voltage
Main
Distribution Panel/LVMDP 400 Volt dengan penghubung dan pembatas tegangan
berupa Air Circuit Breaker/ACB dengan kapasitas 4000A/400V, menggunakan
kabel penghantar tegangan rendah yang digunakan adalah NYY 4 x 1c x 300 mm²
sebanyak 8 jalur kabel untuk masing-masing pasha dan netral.
Pembebanan pada LVMDP dibagi menjadi:
4.4.1 LVMDP-R3 ( Mall ) Utilitas
Beban tertinggi pada LVMDP-R3 adalah 907 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 1 dengan
LVMDP-R3 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
=
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar
yang diperkenankan yaitu 5%.
, maka masih dalam batas standart PUIL 2000
43
4.4.2 LVMDP-CH.1
Beban tertinggi pada LVMDP-CH.1 adalah 2130 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 2 dengan
LVMDP-CH.1 dengan kabel NYY 4 x 1c x 300 sebanyak 8 Jalur dapat dihitung
berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 2130 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x 20/1000 x 8
= 1.732 x 2130 x 0.1104 x 0.0025
= 1.02 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 1.02 /400 x 100% = 0.25 % , maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.3 LVMDP-CH.2
Beban tertinggi pada LVMDP-CH.2 adalah 1410 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 2 dengan
LVMDP-CH.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1410 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8
= 1.732 x 1410 x 0.1104 x 0.0025
= 0.67 V
44
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 0.67/400 x 100% = 0.17 % ,maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.4 LVMDP-U.1
Beban tertinggi pada LVMDP-U.1 adalah 1783 Ampere dengan panjang kabel 20
Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 4 dengan
LVMDP-U.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1783 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8
= 1.732 x 1783 x 0.1104 x 0.0025
= 0.85 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 0.85/400 x 100% = 0.21 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.5 LVMDP-U.2
Beban tertinggi pada LVMDP-U.2 adalah 1856 Ampere dengan panjang kabel 20
Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 5 dengan
LVMDP-U.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1856 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8
45
= 1.732 x 1856 x 0.1104 x 0.0025
= 0.89 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 0.89/400 x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.6 LVMDP-R.1
Beban tertinggi pada LVMDP-R.1 adalah 1506 Ampere dengan panjang kabel 20
Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 6 dengan
LVMDP-R.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1506 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8
= 1.732 x 1506 x 0.1104 x 0.0025
= 0.72 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 0.72/400 x 100% = 0.18 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.7 LVMDP-R.2
Beban tertinggi pada LVMDP-R.2 adalah 2419 Ampere dengan panjang kabel 20
Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 7 dengan
LVMDP-R.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
46
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 2419 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8
= 1.732 x 2419 x 0.1104 x 0.0025
= 1.16 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar 1.16/400 x 100% = 0.29 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.5 Daya Cadangan ( Generator Set )
Catu daya cadangan yang digunakan adalah generator set untuk pembangkit tenaga
listrik sebagai tenaga cadangan atau pasokan sementara jika pasokan tenaga listik
dari PLN mengalami pemadaman. Generator set sebanyak 5 unit yang terpasang
sebagai tenaga listrik cadangan dengan kapasitas masing – masing unit Generator
set yaitu 2000 kVA/380 Volt.
Sesuai dengan data teknis generator set maka besarnya pembebanan arus listrik
yang dapat dilalui oleh masing-masing unit generator set tersebut dapat diketahui
dengan perhitungan sesuai persamaan :
kuat arus pembebanan untuk generator set 2000 kVA berdasarkan persamaan 2.11
adalah sebesar:
I = 2000.000
√3 . 380
= 3038.77 Amp
S
47
Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh setiap generator set disalurkan ke panel
kontrol genset ( PKG ) dengan kabel NYY 4 x 1c x 300 mm2 sebanyak 8 jalur
yang dikoneksikan melalui alat penghubung dan pemutus dengan pembatas berupa
air circuit Breaker ( ACB ) sebanyak 7 buah dengan kapasitas nominal masingmasing 3200 A pada setiap PKG dengan
jarak 22 meter, dapat dihitung
berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 3038.77 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
x 8
= 1.732 x 3038.77 x 0.1104 x 0.00275
= 1.60 V
Pendistribusian dari keluaran PKG menggunakan penghantar kabel tegangan rendah
dengan jenis dan ukuran penampang kabel NYY 4 x 1c x 300 mm2 sebanyak 8
jalur untuk masing-masing pasha dan netral, maka dengan generator set dengan
kapasitas
pembangkit
tenaga
listrik
sebesar
2000
kVA
dikali
5
Genset
dihubungkan untuk melayani 7 LVMDP.
4.5.1 LVMDP-R3 ( Mall ) Utilitas
Beban tertinggi pada LVMDP-R3 adalah 907 Ampere dengan panjang
kabel 17 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 1 dengan
LVMDP-R3 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v= 1.732 x 907 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
= 0.37 V
x 8
48
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang
sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar
x 100% = 0.09 %%,
maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.5.2 LVMDP-CH-1
Beban tertinggi pada LVMDP-C1 adalah 2130 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 2 dengan
LVMDP-C1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v= 1.732 x 2130 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
x8
= 1.02. V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang
sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar
x 100% = 0.25 %
4.5.3 LVMDP-CH.2
Beban tertinggi pada LVMDP-C1 adalah 1410 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 3 dengan
LVMDP-C2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v= 1.732 x 1410 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x
= 0.67 V
x8
49
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang
sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar
x 100% = 0.17 %, maka
masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.5.4 LVMDP-U.1
Beban tertinggi pada LVMDP-U.1 adalah 1783 Ampere dengan panjang
kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 4 dengan
LVMDP-U.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1783 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
x8
= 1.732 x 1783 x 0.1104 x 0.0025
= 0.85 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar
x 100% = 0.21 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.5 LVMDP-U.2
Beban tertinggi pada LVMDP-U.2 adalah 1856 Ampere dengan panjang kabel 20
Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 5 dengan
LVMDP-U.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
50
∆v = 1.732 x 1856 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x
x8
= 1.732 x 1856 x 0.1104 x 0.0025
= 0.89 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar
x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
4.4.6 LVMDP-R.1
Beban tertinggi pada LVMDP-R.1 adalah 1506 Ampere dengan panjang
kabel 17 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 6 dengan
LVMDP-R.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 1506 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
x8
= 1.732 x 1506 x 0.1104 x 0.0021
= 0.61 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar
x 100% = 0.15 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
51
4.4.7 LVMDP-R.2
Beban tertinggi pada LVMDP-R.2 adalah 2419 Ampere dengan panjang
kabel 15 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 7 dengan
LVMDP-R.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:
Diketahui, R = 0.078, X = 0.080
∆v = 1.732 x 2419 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x
x8
= 1.732 x 2419 x 0.1104 x 0.0019
= 0.87 V
Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder
transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel
adalah sebesar
x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL
2000 yang diperkenankan yaitu 5%.
52
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Tegangan Jatuh Panel Tegangan Rendah
Panel Tegangan
Arus
Rendah
(Ampere)
Tegangan Jatuh
Tegangan Jatuh
Distribusi PLN
Distribusi Genset
Panjang
Tegangan
Panjang
Tegangan
Kabel
Jatuh
Kabel
Jatuh
(Meter)
(%)
(Meter)
(%)
LVMDP- R.3
907
30
0.11
17
0.09
LVMDP- CH.1
2130
20
0.25
20
0.25
LVMDP-CH.2
1410
20
0.17
20
0.17
LVMDP-U.1
1783
20
0.21
20
0.22
LVMDP-U.2
1856
20
0.22
20
0.22
LVMDP-R.1
1506
20
0.18
17
0.15
LVMDP-R.2
2419
20
0.29
15
0.22
Berdasarkan hasil perhitungan jatuh tegangan pada distribusi tenaga listrik tegangan
menengah dan tegangan rendah dari kabel feeder, PLN ataupun Genset masih dibawah
standart yang telah ditetapkan dalam PUIL 2000 yaitu tidak melebihi 5%.