1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pada zaman modern ini tidak dapat dipungkiri bahwa seluruh umat
manusia saat ini memiliki ketergantungan yang sangat besar dengan energi listrik.
Listrik sudah menjadi salah satu kebutuhan pokok manusia dalam kehidupan
sehari-hari. Hampir semua peralatan yang menopang dan membantu kegiatan
sehari-hari manusia saat ini hanya akan berfungsi dengan adanya listrik. Dari
sektor rumah tangga, pemerintahan, fasilitas umum, industri, hingga fasilitas
sosial, semua membutuhkan listrik. Hal ini juga terjadi di salah satu Universitas
Negeri di Yogyakarta yaitu Universitas Gadjah Mada (UGM).
Untuk memenuhi kebutuhan listrik guna berlangsungnya sistem belajar
mengajar, Universitas Gadjah Mada tidak menghasilkan listriknya sendiri
melainkan mengambil pasokan listrik dari Perusahaan Listrik Negara (PLN).
Suplai listrik yang diberikan PLN berasal dari 2 Gardu Induk, yaitu dari Gardu
Induk Kaliurang dan Gardu Induk Gejayan. Pasokan tersebut lalu dikumpulkan
pada 2 Gardu milik UGM yang berlokasi di Fakultas Farmasi dan Gedung PAU.
Dari Gardu tersebut lalu listrik diturunkan tegangannya melalui transformator
untuk kemudian didistribusikan ke tiap-tiap Fakultas yang mayoritas juga
memiliki transformator tersendiri untuk beberapa gedung.
Namun dengan perkembangan zaman, beban yang dibutuhkan oleh UGM
tidak sama lagi dari awal perencanaannya hingga saat ini. Seiring berjalanya
1
2
waktu, Universitas Gadjah Mada pun melakukan pengembangan demi mendukung
proses belajar mengajar khususnya di sektor pembangunan, yang berarti
bertambah pula jumlah beban yang harus ditanggung, baik di sisi pembangkitan
listrik maupun di sisi peyaluran beban. Akibatnya, desain konfigurasi awal dari
sistem jaringan kelistrikan yang awalnya baik dan mampu melayani beban dengan
baik dengan nilai rugi-rugi daya dan jatuh tegangan yang kecil, bisa jadi menjadi
tak sesuai lagi dengan keadaan pembebanan saat ini.
Panjangnya saluran jaringan listrik mengakibatkan perbedaan tegangan
antara sisi kirim dan sisi terima menjadi berbeda, makin panjang saluran jaringan,
maka perbedaan tegangan semakin besar, begitu pula dengan rugi-rugi (losses)
pada jaringan tersebut. Turunnya tegangan sering terjadi pada sistem tenaga listrik
yang kapasitasnya terbatas, sehingga pada jam-jam tertentu pada waktu beban
puncak (WBP) tegangan pada ujung sisi penerima semakin rendah, bahkan
melampaui batas-batas toleransi, sedangkan pada jam-jam ketika beban listriknya
berkurang, tegangan listriknya akan kembali normal.
Tipe dari saluran yang digunakan di UGM saat ini mayoritas adalah
menggunakan jaringan distribusi dengan sistem ring yang difungsikan sebagai
sebuah jalur penyaluran atau jaringan ring terbuka. Sedangkan panjang saluran
distribusi akan sangat berpengaruh pada rugi-rugi, semakin panjang saluran maka
rugi-rugi yang timbul dan jatuh tegangan akan semakin besar. Kondisi ini tentu
tidak baik, karena pada sistem ketenagalistrikan, rugi-rugi atau kehilangan energi
listrik dan jatuh tegangan merupakan salah satu ukuran efisien atau tidak
efisiennya suatu pengoperasian sistem tenaga listrik tersebut.
3
Tentunya banyak cara untuk menghindari besarnya nilai rugi-rugi daya
dan jatuh tegangan pada sistem tenaga listrik, salah satunya dengan melakukan
evaluasi pada konfigurasi jaringan sehingga didapatkan konfigurasi yang lebih
efisien pada jaringan tegangan menengah (JTM) terkait dengan kenaikan beban
hingga saat ini. Diharapkan Tugas Akhir “Rekonfigurasi Jaringan Sistem Tenaga
Listrik Tegangan Menengah Untuk Memperkecil Jatuh Tegangan dan Rugi Daya
di Universitas Gadjah Mada” ini mampu memberikan solusi serta rekomendasi
yang valid terkait dengan apa yang tengah terjadi pada sistem tenaga listrik yang
ada di Universitas Gadjah Mada.
Evaluasi pada konfigurasi jaringan distribusi tenaga listrik di Universitas
Gadjah Mada (UGM) pada penelitian ini tidak hanya bertujuan untuk
memperkecil jatuh tegangan dan rugi daya di UGM namun juga dlakukan
berdasarkan peraturan mengenai masa berlaku sertifikat operasi instalasi tenaga
listrik untuk instalasi transmisi dan ditribusi tenaga listrik yang hanya berlaku 10
tahun. Evaluasi konfigurasi ini belum dilaksanakan oleh UGM lebih dari 10
tahun, oleh sebab itu hal ini juga menjadi salah satu dasar dilakukanya penelitian
ini.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka untuk melakukan rekonfigurasi
jaringan sistem tenaga listrik tegangan menengah untuk memperkecil jatuh
tegangan dan rugi daya di Universitas Gadjah Mada, maka masalah yang
diselesaikan pada penelitian ini adalah :
4
1.
Melakukan simulasi aliran beban (load flow) dengan software ETAP untuk
sistem kelistrikan tegangan menengah di Universitas Gadjah Mada
berdasarkan data pembebanan aktual di lapangan yang telah berhasil
dihimpun dengan kondisi pembebanan seimbang.
2.
Hasil simulasi pada point 1 (satu) dianalisis berupa kelayakan tiap penghantar
dalam melayani arus pembebanan dan penentuan titik jaringan yang memiliki
potensi untuk dilakukannya rekonfigurasi, serta besarnya jatuh tegangan yang
terjadi dan rugi-rugi daya yang ditimbulkan.
3.
Mendesain beberapa skenario rekonfigurasi jaringan sistem tenaga listrik
untuk mengurangi rugi-rugi daya dan jatuh tegangan.
4.
Melakukan simulasi aliran beban (load flow) dengan software ETAP untuk
sistem kelistrikan tegangan menengah di Universitas Gadjah Mada
berdasarkan beberapa skenario konfigurasi baru
5.
Hasil simulasi pada poin 4 (empat) dianalisis berupa rugi-rugi yang
ditimbulkan lalu dibandingkan dengan hasil simulasi pada poin 1. Dari dua
simulasi tersebut dibandingkan lalu dipilih kemungkinan konfigurasi yang
dapat menekan nilai rugi-rugi daya dan jatuh tegangan yang lebih baik.
1.3
Batasan Masalah
Untuk memfokuskan penelitian pada bagian yang dianggap paling penting,
maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut :
1.
Sistem kelistrikan yang menjadi objek penelitian adalah sistem kelistrikan
tegangan menengah (20-6 kV) di Universitas Gadjah Mada.
5
2.
Kondisi sistem diasumsikan dalam kondisi tunak.
3.
Simulasi dilakukan dengan kondisi pembebanan aktual yang telah berhasil
dihimpun pada sampel waktu tertentu yakni pada waktu beban puncak
(WBP).
4.
Simulasi dilakukan dengan kondisi pembebanan beban seimbang antar satu
fase dengan fase lainnya sehingga arus netral dianggap nol.
5.
Tegangan dan frekuensi keluaran dari PLN, yang bertindak sebagai swing bus
selalu konstan.
6.
Rekonfigurasi dilakukan pada jaringan-jaringan dengan tipe loop/ring yang
terdapat pada sistem kelistrikan tegangan menengah (20-6 kV) di Universitas
Gadjah Mada.
7.
Konfigurasi jaringan sistem kelistrikan terpasang yang disimulasikan ialah
konfigurasi yang digunakan saat penelitian dilakukan, karena sewaktu-waktu
bisa terjadi perubahan konfigurasi sesuai dengan kebutuhan sistem.
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1.
Mengetahui kondisi sistem tenaga listrik tegangan menengah yang ada di
Universitas Gadjah Mada.
2.
Mengetahui rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada penyaluran tenaga listrik
di Universitas Gadjah Mada dengan kondisi perkembangan beban terkini.
6
3.
Memberikan
rekomendasi
konfigurasi
baru
yang
sekiranya
dapat
memperbaiki kualitas dan meningkatkan efisiensi pada sistem jaringan listrik
tegangan menengah di Universitas Gadjah Mada.
1.5
Sistematika Penelitian
Skripsi ini disusun ke dalam lima bab. Bab I berisi pendahuluan yang berisi
latar belakang, rumusan masalah dan batasannya, serta tujuan dilakukan penelitian
ini. Teori-teori dasar mengenai jaringan distribusi, pembebanan, jatuh tegangan,
rugi-rugi daya dan konsep analisis aliran daya dijelaskan pada bab II. Bab
selanjutnya adalah bab III yang berisi metode penelitian yang digunakan dan
tahapan-tahapan dalam simulasi. Bab IV merupakan bab yang berisi tentang hasil
simulasi dan pembahasan. Skripsi ini ditutup dengan kesimpulan dan saran pada
bab V. Data tambahan dilampirkan pada bagian Lampiran.