upaya mengatasi beban lebih pada gardu distribusi 160 kva pada

UPAYA MENGATASI BEBAN LEBIH PADA
GARDU DISTRIBUSI 160 KVA PADA
PENYULANG KELAN TUBAN
LAPORAN PENELITIAN
Putu Arya Mertasana
NIP. 196210231988031004
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN – BALI
Desember 2015
DAFTAR ISI
ISI
BAB I
BAB II
BAB III
BAB IV.
Halaman
PENDAHULUAN
1
1.1.Latar belakang
1.2.Tujuan
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.1 Jenis Gardu Distribusi
2.1.2 Pengertian Transformator
2.2.2 Sfesifikasi Transformator Distribusi
2.2.3 Transformator Distribusi Tiga Fasa
PEMBAHASAN BEBAN LEBIH
3.1. Gardu Distribusi 250 KVA KA 2559
3.2. Data Teknik Transformator KA 2559
3.2.1 Data pengukuran beban Transformator KA 2559
3.2.2 Pembebanan Transformator KA 2559
3.2.3 Persentase ketidakseimbangan beban KA 2559
3.3 Mengatasi Over Load pada Transformator KA 2559
PENUTUP
4.1 Simpulan
4.2 Saran
1
2
3
4
7
8
9
18
18
19
19
19
21
22
31
31
31
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang
Gardu Distribusi merupakan salah satu komponen salah satu komponen
dari suatu sistem distribusi tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan
jaringan ke konsumen atau untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen
atau pelanggan, baik itu pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan
tegangan rendah.
Pengertian Gardu Distribusi tegangan listrik yang paling di kenal adalah
sebuah bangunan yang berisi atau terdiri dari instalasi perlengkapan hubung bagi
tegangan menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan
Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) untuk memasok kebutuhan tenaga
listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV )
maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt ).
Dalam Gardu Distribusi ini biasanya digunakan Transformator Distribusi
yang berfungsi untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi
tegangan tinggi menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan
rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan
380 volt atau 220 volt. Sedangkan transformator yang digunakan untuk
menaikan tegangan listrik (step up transformator), hanya digunakan pada pusat
pembangkit tenaga listrik agar tegangan yang didistribusikan pada suatu jaringan
panjang (long line) tidak mengalami penurunan tegangan (voltage drop) yang
berarti, yaitu tidak melebihi ketentuan voltage drop yang diperkenankan 5% dari
tegangan semula.
Dalam sistem tenaga listrik, gangguan didefinisikan sebagai terjadinya
suatu kerusakan dalam penyaluran daya listrik yang menyebabkan aliran arus
listrik lebih besar dari aliran arus yang seharusnya seperti halnya pada
Transformator. Secara umum, gangguan pada transformator dapat dibagi menjadi
dua jenis yaitu gangguan internal dan gangguan eksternal. Gangguan internal
1
adalah gangguan yang berasal dari transformator itu sendiri sedangkan gangguan
eksternal adalah gangguan yang berasal dari luar transformator dan dapat terjadi
kapan saja dengan waktu yang tidak dapat ditentukan. Salah satu dari gangguan
external tersebut adalah gangguan beban lebih ( over load ), seperti yang terjadi
pada Tranformator pada Gardu Distribusi
160 KVA pada penyulang Kelan
Tuban. Adapun pembebanannya mencapai 97,5 %.
Transformator akan bekerja secara kontinyu apabila transformator
tersebut berada pada beban nominalnya. Namun apabila beban yang dilayani
mendekati 100 % bahkan lebih besar dari 100%, maka transformator tersebut akan
mendapat pemanasan lebih dan dapat memperpendek umur isolasinya. Mengingat
dampak yang ditimbulkan akibat beban lebih seperti yang terjadi pada Gardu
Distribusi Kelan Tuban, maka perlu kiranya dilakukan penelitian untuk dapat
mengatasi beban lebih tersebut.
1.2.Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengatasi beban lebih dari
Transformator yang terdapat pada Gardu Distribusi 160 KVA di Kelan Tuban
Badung Bali.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Gardu Distribusi
Gardu Distribusi Merupakan salah satu Komponen dari suatu sistem
distribusi PLN yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke Konsumen atau
untuk mendistribusikan tenaga listrik pada konsumen atau pelanggan, baik itu
pelanggan tegangan menengah maupun pelanggan tegangan rendah. Pengertian
Gardu Distribusi tegangan Listrik yang Paling di kenal adalah sebuah bangunan
Gardu Listrik yang berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi
Tegangan Menengah ( PHB-TM ), Transformator Distribusi, dan Perlengkapan
Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) Untuk memasok kebutuhan tenaga
listrik bagi para pelanggan baik dengan tegangan menengah ( TM 20 KV )
maupun Tegangan rendah ( TR 220/380 Volt )
Gardu Distribusi
Tegangan
Menengah
terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi
(PHB-TM),
Transformator
Distribusi
(TD)
dan
Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok
kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah
(TM 20 kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi Gardu
distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan
penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemda
setempat.
Secara garis besar gardu distribusi dibedakan atas :
1. Jenis pemasangannya :
a. Gardu pasangan luar : Gardu Portal, Gardu Cantol
b. Gardu pasangan dalam : Gardu Beton, Gardu Kios
2. Jenis Konstruksinya :
a. Gardu Beton (bangunan sipil : batu, beton
3
b. Gardu Kios
3. Jenis Penggunaannya :
a. Gardu Pelanggan Umum
b. Gardu Pelanggan Khusus
Khusus pengertian Gardu Hubung adalah gardu yang ditujukan untuk
memudahkan manuver pembebanan dari satu penyulang ke penyulang lain yang
dapat dilengkapi/tidak dilengkapi RTU (Remote Terminal Unit). Untuk fasilitas
ini lazimnya dilengkapi fasilitas DC Supply dari Trafo Distribusi pemakaian
sendiri atau Trafo distribusi untuk umum yang diletakkan dalam satu kesatuan.
2.1.1 Jenis-Jenis Gardu Distribusi
2.1.1.1 Gardu portal
Umumnya konfigurasi Gardu Tiang yang dicatu dari SUTM adalah T
section dengan peralatan pengaman Pengaman Lebur Cut-Out (FCO) sebagai
pengaman hubung singkat transformator dengan elemen pelebur (pengaman lebur
link type expulsion) dan Lightning Arrester (LA) sebagai sarana pencegah naiknya
tegangan pada transformator akibat surja petir. Contoh gardu portal dan bagan
satu garis di tunjukan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 2.1. Gardu Portal
Sumber : Gardu KA 2067 di jalan dewi sri
4
Untuk Gardu Tiang pada sistem jaringan lingkaran terbuka (open-loop),
seperti pada sistem distribusi dengan saluran kabel bawah tanah, konfigurasi
peralatan adalah π section dimana transformator distribusi dapat di catu dari arah
berbeda yaitu posisi Incoming – Outgoing atau dapat sebaliknya.
Guna mengatasi faktor keterbatasan ruang pada Gardu Portal, maka
digunakan konfigurasi switching/proteksi yang sudah terakit ringkas sebagai
RMU (Ring Main Unit). Peralatan switching incoming-outgoing berupa Pemutus
Beban atau LBS (Load Break Switch) atau Pemutus Beban Otomatis (PBO) atau
CB (Circuit Breaker) yang bekerja secara manual (atau digerakkan dengan remote
control).
Fault Indicator (dalam hal ini PMFD : Pole Mounted Fault Detector) perlu
dipasang pada section jaringan dan percabangan untuk memudahkan pencarian
titik gangguan, sehingga jaringan yang tidak mengalami gangguan dapat
dipulihkan lebih cepat .
2.1.1.2 Gardu Cantol
Pada Gardu Distribusi tipe cantol, transformator yang terpasang adalah
transformator dengan daya ≤ 100 kVA Fase 3 atau Fase 1. Transformator
terpasang adalah jenis CSP (Completely Self Protected Transformer) yaitu
peralatan switching dan proteksinya sudah terpasang lengkap dalam tangki
transformator.
Perlengkapan perlindungan transformator tambahan LA (Lightning
Arrester) dipasang terpisah dengan Penghantar pembumiannya yang dihubung
langsung dengan badan transformator. Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan
Rendah (PHB-TR) maksimum 2 jurusan dengan saklar pemisah pada sisi masuk
dan pengaman lebur (type NH, NT) sebagai pengaman jurusan. Semua Bagian
Konduktif Terbuka (BKT) dan Bagian Konduktif Ekstra (BKE) dihubungkan
dengan pembumian sisi Tegangan Rendah.
5
Gambar 2.2 Gardu Tipe Cantol
Sumber : Gardu di jalan kartika plaza
2.1.1.3 Gardu Beton
Seluruh komponen utama instalasi yaitu transformator dan peralatan
switching/proteksi, terangkai didalam bangunan sipil yang dirancang, dibangun
dan difungsikan dengan konstruksi pasangan batu dan beton (masonrywall
building). Konstruksi ini dimaksudkan untuk pemenuhan persyaratan terbaik bagi
keselamatan ketenagalistrikan.
Gambar 2.3 Gardu Beton
Sumber : Gardu di jalan dewi sri
2.1.1.4 Gardu Kios
Gardu tipe ini adalah bangunan prefabricated terbuat dari konstruksi baja,
fiberglass atau kombinasinya, yang dapat dirangkai di lokasi rencana
6
pembangunan gardu distribusi. Terdapat beberapa jenis konstruksi, yaitu Kios
Kompak, Kios Modular dan Kios Bertingkat.
Gambar 2.4 Gardu Kios
Sumber : Gardu di jalan kartika plaza
2.1.1.5 Gardu Pelanggan Umum
Umumnya konfigurasi peralatan Gardu Pelanggan Umum adalah π section,
sama halnya seperti dengan Gardu Tiang yang dicatu dari SKTM.
Karena keterbatasan lokasi dan pertimbangan keandalan yang dibutuhkan,
dapat saja konfigurasi gardu berupa T section dengan catu daya disuplai PHBTM gardu terdekat yang sering disebut dengan Gardu Antena. Untuk tingkat
keandalan yang dituntut lebih dari Gardu Pelanggan Umum biasa, maka gardu
dipasok oleh SKTM lebih dari satu penyulang sehingga jumlah saklar hubung
lebih dari satu dan dapat digerakan secara Otomatis (ACOS : Automatic Change
Over Switch) atau secara remote control.
2.2
Komponen Utama Gardu Distribusi
2.2.1 Pengertian Umum Transformator
Transformator merupakan suatu alat magnetoelektrik yang sederhana,
andal, dan efisien untuk mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke
tingkat yang lain. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti, yang
terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan
7
kumparan sekunder. Rasio perubahan tegangan akan tergantung pada rasio jumlah
lilitan pada kedua kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga
yang dibelit seputar “kaki” inti transformator. Secara umum dapat dibedakan dua
jenis transformator menurut konstruksinya, yaitu tipe inti, dan tipe cangkang.
Pada tipe inti terdapat dua kaki, dan masing-masing kaki dibelit oleh satu
kumparan. Sedangkan tipe cangkang mempunyai tiga buah kaki, dan hanya kaki
yang tengah-tengah dibelit oleh kedua kumparan. Transformator adalah alat statis
yang digunakan untuk mentransfer energi dari satu rangkaian AC ke rangkaian
yang lain.
Gambar 2.5. Kumparan Transformator
Sumber : power system and stability
2.2.2 Spesifikasi Transformator Distribusi
Transformator yang penggunaannya untuk keperluan pendistribusian
tenaga listrik dari pusat-pusat listrik ke pemakaian beban, fungsi transformator
distribusi untuk menurunkan tegangan menjadi tegangan rendah (step down)
sesuai dengan peralatan konsumen selain keperluan pusat-pusat listrik tersebut.
Spesifikasi transformator distribusi diatur dalam standar ketentuan (SPLN) yang
dimaksudkan untuk dijadikan pedoman dalam pemilihan, pengoperasian dan
pemeliharaan transformator distribusi.
8
2.2.3 Transformator Distribusi 3 fasa
Untuk transformator fase tiga , merujuk pada SPLN, ada tiga tipe vektor
grup yang digunakan oleh PLN, yaitu Yzn5, Dyn5 dan Ynyn0. Titik netral
langsung dihubungkan dengan tanah. Untuk konstruksi, peralatan transformator
distribusi sepenuhnya harus merujuk pada SPLN D3.002-1: 2007. Gambar dalam
tranformator 3 fasa dapat di lihat pada Gambar. 2.8. Transformator gardu
pasangan luar dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik.
Sedangkan Transformator gardu pasangan dalam dilengkapi bushing Tegangan
Menengah isolator keramik atau menggunakan isolator plug-in premoulded .
Gambar 2.6 Transformator Distribusi Fasa 3 yang dibelah
Sumber : http://electro.tneutron.com/2015/02/jenis-gardu-distribusi.html
2.2.3.1 Bagian – Bagian Utama Transformator :
A.
Inti Besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, magnetik yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempenganlempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi
besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current.
B.
Kumparan Transformator
Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang
membentuk suatu kumparan atau gulungan. Kumparan tersebut terdiri dari
9
kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi
maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan
lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
C.
Minyak Transformator
Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang
dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebagai bagian
dari bahan isolasi, minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan
tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu
meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka
minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan.
D.
Bushing
Hubungan antara kumparan transformator dengan jaringan luar melalui
sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing
sekaligus berfungsi sebagai penyekat atau isolator antara konduktor tersebut
dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian
kondisi bushing yang sering disebut center tap.
E.
Tangki dan Konservator
Untuk menampung pemuaian minyak transformator, maka tangki
dilengkapi konservator. Konservator adalah sebuah tabung yang mempunyai
sebagian
ruang
kosong
untuk
menampung
volume
pemuaian
minyak
transformator.
2.2.4 Pola Pembebanan Transformator
Transformator overload apabila beban transformator melebihi 80% dari
kapasitas transformator (nameplate) atau arus nominal (In). Beban transformator
rekondisi < 80% untuk semua merk transformator .
Berikut merupakan ketentuan pembebanan transformator dilihat dari arus
di sisi primer (Ip) dan di sisi sekunder (Is).
10
Tabel 2.2. Arus Nominal Berdasarkan Pola Pembebanan Transformator
No.
Daya (kVA) / Fasa
Ip (A)
Is (A)
80% x Is (A)
1
25 / 1
1.25
54.1
43.28
2
50 / 1
2.5
108.23
86.58
3
64 / 1
3.2
138.53
110.82
4
25 / 3
0.72
36.08
28.86
5
50 / 3
1.44
72.17
57.74
6
100 / 3
2.89
144.34
115.47
7
160 / 3
4.62
230.94
184.75
8
200 / 3
5.77
288.67
230.94
9
250 / 3
7.22
360.84
288.67
10
315 / 3
9.09
454.66
363.73
11
400 / 3
11.54
577. 35
461.88
Untuk mengetahui arus sisi primer (Ip) transformator, dapat menggunakan
persamaan :
Ip =
Dimana :
√ .
(2.1)
S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan primer (V) = 20 kV
Untuk mengetahui arus sisi sekunder (Is) transformator, dapat menggunakan
persamaan :
Is =
Dimana :
S
√ .
(2.2)
= Daya transformator (kVA)
11
V
= Tegangan primer (V) = 400 V
2.2.5 Arus Beban Penuh Transformator
Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat
diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
S = √3 .V. I (VA)
(2.3)
Dimana :
S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan sisi primer transformator (V)
I
= Arus (A)
Sehingga, untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan
persamaan :
IFL =
Dimana :
√
.
(2.4)
IFL
= Arus beban penuh (A)
S
= Daya transformator (kVA)
V
= Tegangan sisi sekunder transformator (V)
Menurut Frank D. Petruzella , dalam menghitung persentase pembebanan suatu
transformator dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
% Beban =
√
x 100%
(2.5)
Dimana :
V
: tegangan fasa-fasa (V)
I
: arus rata-rata (A)
2.2.6 Perhitungan pembebanan Transformator Pada Setiap Jurusan
Pembebanan transformator pada setiap jurusan dapat dihitung dengan
rumus daya semu, sebagai berikut:
S = V x Il
S = Daya Semu
12
V = Tegangan
Il = Arus jurusan yang akan dihitung
2.3
PHB sisi Tegangan Rendah (PHB- TR)
PHB-TR adalah suatu kombinasi dari satu atau lebih Perlengkapan Hubung
Bagii Tegangan Rendah dengan peralatan kontrol, peralatan ukur, pengaman dan
kendali yang saling berhubungan. Keseluruhannya dirakit lengkap dengan sistem
pengawatan dan mekanis pada bagian-bagian penyangganya.
Secara umum PHB TR sesuai SPLN 118-3-1–1996,untuk pasangan dalam
adalah jenis terbuka, PHB-TR dipasang sekurang-kurangnya 1,2 meter dari
permukaan tanah atau bebas banjir. Contoh peralatan bis dilihat seperti gambar
dibawah ini.
Gambar 2.7 PHB TR
Sumber : PHB pada gardu KA 2592 penyulang kelan
13
Rak TR pasangan dalam untuk gardu distribusi beton. PHB jenis terbuka
adalah suatu rakitan PHB yang terdiri dari susunan penyangga peralatan proteksi
dan peralatan Hubung Bagi dengan seluruh bagian-bagian yang bertegangan,
terpasang tanpa isolasi. Jumlah jurusan per transformator atau gardu distribusi
sebanyak-banyaknya 8 jurusan, disesuaikan dengan besar daya transformator dan
Kemampuan Hantar Arus ( KHA ) Penghantar JTR yang digunakan. Pada PHBTR harus dicantumkan diagram satu garis, arus pengenal dan kendali serta nama
jurusan JTR.
Sebagai peralatan sakelar utama saluran masuk PHB-TR, dipasangkan
Pemutus Beban (LBS) atau NFB (No Fused Breaker). Pengaman arus lebih (Over
Current) jurusan disisi Tegangan Rendah pada PHB-TR dibedakan atas :
2.3.1 No Fuse Breake (NFB)
No Fused Breaker adalah breaker/pemutus dengan sensor arus, apabila ada
arus yang melewati peralatan tersebut melebihi kapasitas breaker, maka sistem
magnetik dan bimetalic pada peralatan tersebut akan bekerja dan memerintahkan
breaker melepas beban. Contoh komponen dapat dilihat pada gambar 2.9
Gambar 2.8. No Fuse Breaker Type BH-K
Sumber : http://www.cmsquick.com/prod_24_mec.html
14
2.3.2 Pengaman Lebur (Sekring)
Pengaman lebur adalah suatu alat pemutus yang dengan meleburnya bagian
dari komponennya yang telah dirancang dan disesuaikan ukurannya untuk
membuka rangkaian dimana sekering tersebut dipasang dan memutuskan arus bila
arus tersebut melebihi suatu nilai tertentu dalam jangka waktu yang cukup (SPLN
64:1985:1). Contoh gambar komponen dapat dilihat pada gambar 2.11.
Fungsi pengaman lebur dalam suatu rangkaian listrik adalah untuk setiap saat
menjaga atau mengamankan rangkaian berikut peralatan atau perlengkapan yang
tersambung dari kerusakan, dalam batas nilai pengenalnya (SPLN 64:1985:24).
Berdasarkan konstruksinya Pengaman Lebur untuk Tegangan Rendah dapat
digolongkan menjadi :
1) Pelebur Tabung Semi Terbuka
Pelebur
ini
mempunyai
harga
nominal
sampai
1000
Ampere.
Penggunaannya sebagai pengaman pada saluran induk Jaringan Tegangan
Rendah, saluran induk Instalasi Penerangan maupun Instalasi Tenaga. Apabila
elemen lebur dari pelebur ini putus dapat dengan mudah diganti.
2) Pelebur Tabung Tertutup (tipe NH atau NT)
Jenis pengaman lebur ini paling banyak digunakan. Pemilihan besar rating
pengaman pelebur sesuai dengan kapasitas transformator dan dapat dilihat pada
tabel dibawah ini :
Tabel 2.3 Spesifikasi Teknis PHB-TR
No.
1.
2.
3.
Uraian
Arus pengenal saklar pemisah
KHA rel PHB
Arus pengenal pengaman
lebur
Spesifikasi
Sekurang-kurangnya 115 % IN
transformator distribusi
Sekurang-kurangnya 125 %
arus pengenal saklar pemisah
Tidak melebihi KHA
penghantar sirkit keluar
15
4.
Short breaking current (Rms)
5.
Short making current (peak)
6.
7.
Impulse voltage
Indeks proteksi – IP
(International Protection)
untuk PHB pasangan luar
Fungsi dari kapasitas
Transformator dan tegangan
impendasinya
Tidak melebihi 2,5 x short
breaking current
20 kV
Disesuaikan dengan
kebutuhan, namun sekurangkurangnya IP-45
2.4 Peralatan Switching dan Pengaman sisi Tegangan Menengah
2.4.1 Fused Cut Out (FCO)
Pengaman lebur untuk gardu distribusi pasangan luar dipasang pada Fused
Cut Out (FCO) dalam bentuk Fuse Link. Terdapat 3 jenis karakteristik Fuse Link,
tipe-K (cepat), tipe–T (lambat) dan tipe–H yang tahan terhadap arus surja.
Data aplikasi pengaman lebur dan kapasitas transformatornya dapat dilihat
pada tabel. Apabila tidak terdapat petunjuk yang lengkap, nilai arus pengenal
pengaman lebur sisi primer tidak melebihi 2,5 kali arus nominal primer
tranformator.
Jika sadapan Lighning Arrester (LA) sesudah Fused Cut Out, dipilih Fuse
Link tipe–H. jika sebelum Fused Cut Out (FCO) dipilih Fuse Link tipe–K. Sesuai
Publikasi IEC 282-2 (1970)/NEMA) di sisi primer berupa pelebur jenis pembatas
arus. Arus pengenal pelebur jenis letupan (expulsion) tipe-H (tahan surja kilat)
tipe-T (lambat) dan tipe-K (cepat) menurut publikasi IEC No. 282-2 (1974) –
NEMA untuk pengaman berbagai daya pengenal transformator, dengan atau tanpa
koordinasi dengan pengamanan sisi sekunder.
2.4.2 Lightning Arester (LA)
Untuk melindungi Transformator distribusi, khususnya pada pasangan luar
dari tegangan lebih akibat surja petir. Dengan pertimbangan masalah gangguan
pada SUTM, Pemasangan Arester dapat saja dipasang sebelum atau sesudah FCO.
Contoh komponen dapat dilihat pada gambar Gambar dibawah ini.
16
Gambar 2.9 Lighting Arrester (LA)
Sumber : http://indonesian.alibaba.com/product-gs/24kv-polymer-type-lighting-arrester60149709080.html
Untuk tingkat IKL diatas 110, sebaiknya tipe 15 KA. Sedang untuk
perlindungan Transformator yang dipasang pada tengah-tengah jaringan memakai
LA 5 KA, dan di ujung jaringan dipasang LA – 10 KA.
2.4.3 Konektor
Konektor adalah komponen yang dipergunakan untuk menyadap atau
mencabangkan kawat penghantar SUTM ke gardu.
Jenis konektor yang digunakan untuk instalasi gardu ini ditetapkan
menggunakan Live Line Connector (sambungan yang bisa dibuka- pasang) untuk
memudahkan membuka/memasang pada keadaan bertegangan. Penyadapan trafo
dari SUTM dan pencabangan harus di depan tiang peletakan trafo dari arah
Pembangkit Listrik / Gardu Induk.
17
BAB III
PEMBAHASAN BEBAN LEBIH
3.1 Gardu Distribusi 250 kVA KA 2559
Gardu distribusi tenaga listrik KA-2559 terletak di Jln Taman Sari Kelan.
Pada gardu ini terdapat sebuah transformator distribusi berkapasitas 160 kVA
yang mengalami trip/gangguan. Dari informasi yang diperoleh melalui laporan
masyarakat sekitar, sering sekali terjadi pemadaman listrik didaerah sana disaat
malam hari (waktu beban puncak). Kondisi ini lambat laun akan menyebabkan
kerusakan pada transformator apabila tidak dilakukan treathment atau
pemeliharaan serta akan berdampak terjadinya gangguan pada jaringan listrik di
area yang mendapat suplai dari transformator tersebut. Selain itu, hal ini juga akan
mempengaruhi kepuasan pelanggan terhadap kualitas pelayanan suplai tenaga
listrik dari PLN. Untuk itu setelah laporan gangguan transformator diterima, maka
selanjutnya akan dilakukan treathment atau pemeliharaan terhadap transformator
tersebut.
Gambar 3.1 : Gardu distribusi KA 2559
Sumber : Gardu distribusi KA 2559 di jalan Taman Sari Kelan
18
3.2 Data Teknis Transformator KA2559
Merek
: Trafindo
Kapasitas (kVA)
: 160 kVA
Tahun Pembuatan
: 2000
Jumlah Jurusan
:2
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.2.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559
Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Arus Transformator KA2559
Arus Jurusan (A)
Arus Induk
(A)
A
B
C
D
Kusus (A)
R
278
-
-
83
195
-
S
203
-
-
60
143
-
T
215
-
-
92
123
-
N
50
-
-
32
53
-
3.2.2 Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum
dibangun KA2952
Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 sebelum
dibangun KA2952 dapat dihitung dengan rumus pembebanan sebagai berikut :
19

arus rata - rata
Irata-rata
=
=

= 232 A
Perhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x ( IR C + IR D )
= 220V x (83A +295A)
= 61.160 VA

SS = 220V x ( ISC + IS D )
= 220V x (60A + 143A)
= 44.660 VA

ST = 220 x ( IT C + IT D )
= 220V x (92A + 123A)
= 47300 VA

Pembebanan total pada transformator :
STOT = SR + SS + ST
STOT = 61.160 VA + 44.660 VA + 47.300 VA
= 153120 VA
Jadi total pembebanan transformator KA2559 adalah sebesar 153,12 kVA
Prosentase pembebanan Transformator KA2559 dapat dihitung dengan
rumus Dengan perhitungan sebagai berikut :
20
% pembebanan
% pembebanan
153,12
% pembebanan = 95,7%
x 100%
100%
Gambar 3.2 singeline pembebanan KA 2559
Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan
3.2.3 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2559
sebelum dibangun KA 2952
R
x100%
119%
S
x100%
87%
T
x100%
92%
bebantakseimbang
| ,
,
| | ,
,
| | ,
,
0,4
x100%
3
|
x100%
x100%
13,33%
21
Jadi dari hasil perhitungan diatas prosentase pembebanan KA2559
didapatkan hasil sebesar 95,7% dari nilai nominal transformator yang berkapasitas
160 kVA, sesuai dengan ketentuan PLN yaitu sebuah transformator ideal dibebani
maksimal 80% dari kapasitas transformator. Sehingga tansformator KA2559
dinyatakan (Over Load).
3.3 Mengatasi over load pada KA 2559
Setelah dilakukan perhitungan prosentase pembebanan pada KA 2559 dan
hasilnya menunjukan bahwa KA 2559 mengalami Over Load karena total
prosentase beban beban trafo adalah 95,7 % sehingga harus dilakukan perbaikan.
Cara yang digunakan untuk memperbaiki pembebanan pada gardu distribusi ini
adalah dengan membangun gardu baru di dekat KA 2559 sehingga beban pada
KA 2559 dapat dibagi ke gardu yang baru.
3.3.1 Pembangunan Gardu KA 2952
Gardu
distribusi
KA2952
merupakan
gardu
distribusi
yang
pembangunannya dikarenakan oleh meningkatnya pembebanan pada gardu
distribusi KA2559. Beban awal transformator cukup tinggi yaitu 87,1 % dan
terjadi peningkatan pembebanan yang dikarenakan permintaan pasang baru dari
pelanggan sebesar 8,54% sehingga meningkat menjadi 95,7% sehingga dapat
menyebabkan over load pada gardu distribusi KA2559
Gambar 3.3 : Gardu distribusi KA 2952
Sumber : Gardu distribusi KA 2952 di jalan taman sari kelan
22
3.3.2 Data Teknis Transformator KA2952
Merek
: Starlite
Kapasitas (kVA)
: 250 kVA
Tahun Pembuatan
: 2013
Jumlah Jurusan
:3
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.3.3 Data Pengukuran BebaN Transformator KA2952
Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2952
Arus Jurusan (A)
Arus Induk (A)
Kusus (A)
A
B
C
D
R
175
48
-
55
72
-
S
108
37
-
35
36
-
T
107
29
-
33
45
-
N
43
33
-
37
22
-
23
3.3.4 Perhitungan pembebanan KA2952
Pembebanan KA2952 dapat dihitung dengan rumus
-
Perhitungan arus rata - rata
Irata-rata
=
=
-
= 130 A
Perhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x (IR A+ IR
c
+ IR d )
= 220V x (48A + 55A + 72A)
= 38500 VA

SS = 220V x (I S A+ IS
C
+ IS D )
= 220V x (37A + 35A + 36A)
= 23760 VA

ST = 220 x (I T A+ IT
C
+ IT D )
= 220V x (29A + 33A + 45A)
= 23540 VA
Pembebanan total pada transformator :
STOT = SR + SS + ST
STOT = 38.500 + 23.760 + 23.540
= 85800 VA
Jadi total pembebanan transformator KA 2952 adalah sebesar 85,8 Kva
24
Prosentase pembebanan Transformator KA 2952 dapat dihitung dengan
perhitungan sebagai berikut :
% pembebanan =
% pembebanan =
x 100%
,
x 100%
% pembebanan = 34,3%
3.3.5 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2952
R =
S =
=
=
T =
x 100% = 134%
x 100% = 83%
=
x 100% = 82%
beban tak seimbang =
=
=
| ,
,
| | ,
,
,
0,69
x 100%
3
| | ,
|
x 100%
x 100%
= 23 %
Dari hasil perhitungan pembebanan diatas, transformator KA2952
menanggung beban sebesar 85,8 kVA. Dan menanggung ketidak seimbangan
beban sebesar 23%. Beban tersebut merupakan pemindahan beban dari
transformator KA 2559
25
3.4 Pembebanan Gardu Distribusi KA 2559 Setelah Dilakukan Pemindahan
Beban
3.4.1 Data Teknis Transformator KA2559
Merek
: Trafindo
Kapasitas (kVA)
: 160 kVA
Tahun Pembuatan
: 2000
Jumlah Jurusan
:2
Jenis Trafo
: K- Kotak
Pemasangan trafo
: 1- diluar
Status Trafo
: T- Terpasang
Jumlah Tap
:3
3.4.1 Data pengukuran beban transformator untuk KA2559 setelah
pemindahan beban
Table 3.3 Hasil Pengukuran Arus dari Transformator KA 2559 Setelah Dibangun KA 2952
Arus Induk (A)
Arus Jurusan (A)
A
B
C
D
Kusus (A)
R
103
-
-
45
58
-
S
95
-
-
38
57
-
T
108
-
-
47
61
-
N
53
-
-
33
48
-
26
3.4.3 Pembebanan KA 2559 setelah pemindahan beban
Pembebanan yang ditanggung oleh Transformator KA2559 setalah
dibangun
gardu distribusi KA 2952 dapat dihitung dengan rumus
Irata-rata =
=
= 102 A
Perhitungan pembebanan per phasa

SR = 220V x ( IR C + IR D )
= 220V x (45A +58A)
= 22660 VA

SS = 220V x ( ISC + IS D )
= 220V x (38A + 57A)
= 20900 VA

ST = 220 x ( IT C + IT D )
= 220V x (47A + 61A)
= 23760 VA
Pembebanan total pada transformator :
STOT = SR + SS + ST
STOT = 22.660 + 20.900 + 23,760
= 67320 VA
Jadi total pembebanan transformator KA 2559 adalah sebesar 67,3
kVA
27
3.4.4 Prosentase pembebanan Transformator KA 2559
Prosentase pembebanan Transformator KA 2559 dapat dihitung dengan
rumus . Dengan perhitungan sebagai berikut :
% pembebanan =
x 100%
,
% pembebanan =
x 100
% pembebanan = 42,0 %
3.4.5 Persentase Ketidak Seimbangan Beban yang dialami KA 2952
R =
S =
T =
=
=
x 100% = 100%
x 100% = 93%
=
x 100% = 105%
beban tak seimbang =
=
=
| ,
| | ,
,
,
| | ,
|
x 100%
x 100%
0,1
x 100%
3
= 10 %
Setelah pemindahan beban transformator KA 2559 160 kVA ke KA 2952
250 kVA maka didapat kondisi pembebanan transformator yang ideal yaitu,
tansformator KA 2559 160 kVA dengan beban 67,3 kVA (42,0%) dan
transformator KA 2952 250 kVA dengan beban 85,8 kVA (34,3%) serta
persentase ketidak seimbangan beban yang dialami KA 2559 setelah dilakukan
28
pemindahan beban sebesar 10%. Kondisi pembebanan transformator ini adalah
kondisi pembebanan yang sangat ideal menurut ketentuan PLN.
Gambar 3.4 singeline pembebanan KA 2559 dan KA 2952
Sumber : Data PT.PLN (distribusi) Rayon Kuta Selatan
Tabel 3.4 data hasil pengukuran gargu KA 2559
29
Pada saat gardu distribusi KA 2952 sudah di bangun dan dilakukan
pemindahan beban dari KA 2559 sebesar 85,8 kVA. Sehingaa transformator dari
gardu distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar 67,3 kVA.
Dalam segi pembebanan tersisa terhadap pasang baru kedepannya sesuai
dengan SPLN NO. 50 TAHUN 1997 batas pembebanan trafo berada pada kisaran
50% -60% dan dapat dibebanin hingga batas ideal pembebanan trafo dengan
pertimbangan susut umur trafo, factor keragaman, dan
factor keserempakan
beban yaitu 80% .
30
BAB IV
PENUTUP
4.1 Simpulan
Dari pembahasan yang telahdilakukan diatas, maka dapat diperoleh
kesimpulan sebagai berikut :
1. Beban transformator pada Gardu 160 KVA KA 2559 adalah sebesar 153,12
kVA atau
95,7%. Dari hasil perhitungan prosentase itu maka dilakukan
perbaikan dengan membangun gardu 25- KVA KA 2952 untuk membantu
menyuplai beban pada KA 2559.
2. KA 2952 menanggung beban sebesar 85,8 kVA yang berasal dari
pemindahan beban dari KA 2559.
3. Setelah dipindahkan, gardu Distribusi KA 2559 menanggung beban sebesar
67,3 kVA.
4. Prosentase pembebanan pada KA 2559 setelah sebagian beban dipindah ke
KA 2952 adalah 42.0 % dan prosentase pembebanan pada KA 2952 adalah
34.3%. prosentase tersebut sudah sangat bagus karena jauh dari batas
pembebanan transformator yaitu 80%
4.2 Saran
Dengan meningkatnya jumlah pelanggan setiap tahunya, maka harus
dilakukan pengukuran prosentase pembebanan transformator secara rutin,.
sehingga sebelum terjadi gangguan atau trip, pihak PLN sudah bisa
mengantisipasinya dan pelanggan bisa puas atas kinerja dari PLN
31
DAFTAR PUSTAKA
Noerdayanto. 2007. Pemeliharaan Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat
Pandaan.
Rohmat, K. 2010. Pengoperasian Trafo Distribusi. Surabaya : PT PLN (Persero) Udiklat
Pandaan.
Wahyudiyanto, D.B. 2009. Pemeliharaan Trafo Distribusi dan Program Manajemen
Pendataan kVA Trafo PT PLN (Persero) APJ Bandung. Bandung : Fakultas Teknik
dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.
Dr.R.S Jha 1980. Power System Analysis And Stability .Bihas Institute of Technology,
Sindri, Bahar
helma silvian . 2011. System Distribusi Tenaga Listrik.
http://seputarbanjarpatroman.blogspot.co.id/2014/07/pengertian-dasar-gardu
distribusi-listrik.html .diakses pada tanggal 26 0kt0ber 2015.