laporan tugas akhir analisis sistem distribusi daya
advertisement
LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISIS SISTEM DISTRIBUSI DAYA LISTRIK UNTUK KAWASAN TAKENGON PT PLN (PERSERO) CABANG LHOKSEUMAWE Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Konversi Energi Oleh : DIKA OKTAVIANDA PRATAMA SITEPU NIM. 1005052060 JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2012 INTISARI Sistem distribusi daya listrtik meliputi semua Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 kV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220 volt hingga ke meteran pelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan dengan menarik kawat distribusi melalui penghantar udara. Penghantar bawah tanah dari gardu induk hingga pusat beban, tenaga listrik dihasilkan di pusat pembangkit seperti PLTD dengan tegangan pada umumnya merupakan tegangan menengah (TM). Trafo yang dipakai pada sistem distribusi daya adalah trafo distribusi. Dimana dengan menggunakan trafo sistem step down. Dimana trafo step down terdiri dari trafo step down 20/380 V. Beban puncak untuk Tie Line ke PP-5/PP-2 Transaksi KBT & PLTD adalah 3.810 kW, Jrs RSU adalah 795 kW, dan Tie Line DD 02 adalah 2.801 kW. Kata kunci : sistem distribusi daya listrik, trafo, gardu induk ABSTRACT Listrtik power distribution system includes all the Medium Voltage Network (JTM) 20 kV and all Low Voltage Network (JTR) 380/220 volt meter to the customer. Distribution of electric power distribution is done by pulling the wire through air conduction. Underground conductors from the substation to the load center, electric power generated in the plant such as power plant, power plant, power plant, MHP, and diesel and the other, the voltage is generally a medium voltage (TM). Transformers used in power distribution systems is the distribution transformers. Where by using the step-down transformer system. Where consists of a step-down transformer step down transformer 20/380 V. Peak load to Tie Line to PP-5/PP-2 Transactions KBT & diesel is 3,810 kW, 795 kW Jrs RSU is, and Tie Line DD 02 is 2,801 kW. Keywords : electrical power distribution systems, transformers, substations KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT. Atas berkat rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir ini berjudul Analisis Sistem Distribusi Daya Listrik Untuk Kawasan Takengon PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe. Disusun untuk menyelesaikan Mata Kuliah Tugas Akhir Semester VI Program Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya maka penulis akan membahas Dalam penulisan laporan ini penulis telah banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Baik secara langsung ataupun tidak secara langsung, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin ST.M.T., sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Ir. Gidion Sembiring, M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Isman Harianda, M.T., sebagai Kepala Progam Studi Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Ir. Roket Angkasa.M.T., sebagai Dosen Pembimbing; 5. Seluruh Dosen dan Staf Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 6. Teristimewa untuk kedua oranga tua tercinta Ayahanda dan Ibunda yang selalu mendoakan, memberikan semangat dan bantuan baik secara moril maupun materil kepada penulis sejak awal perkuliahan hingga selesai laporan tugas akhir ini; 7. Rekan-rekan penulis yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini; 8. Para Staf PT PLN (Persero) Kawasan Takengon dan karyawan lainnya yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu atas bimbingan dan perhatiannya selama penulis praktik kerja lapangan; 9. Dan semua pihak yang telah banyak membantu dalam penulisan laporan tugas akhir ini yang namanya tidak bisa penulis tuliskan satu persatu. Walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin, namun penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna. Oleh sebab itu penulis mengharapkan kritikkan dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya, baik sebagai bahan masukkan maupun sebagai bahan perbandingan. Terima kasih. Medan, Agustus 2013 Penulis, DIKA OKTAVIANDA P. SITEPU NIM. 1005052060 DAFTAR ISI Halaman SPESIFIKASI TUGAS AKHIR ................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iv INTISARI ...................................................................................................... v ABSTRACT .................................................................................................. vi KATA PENGANTAR .................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................. ix DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ................................................................................... 1 B. Batasan Masalah ................................................................................ 2 C. Tujuan Penulisan ................................................................................ 2 D. Manfaat ............................................................................................. 3 E. Metode Pengumpulan Data ............................................................... 3 F. Sistematika Penulisan ........................................................................ 4 BAB II TRAFO DISTRIBUSI A. Transformator ............................................................................... 5 1. Definisi Transformator ............................................................. 5 2. Sejarah Transformer ................................................................. 5 3. Simbol Transformator .............................................................. 6 4. Macam – Macam Trafo ............................................................ 7 a. Trafo Radio .......................................................................... 7 b. Trafo Pengukuran ................................................................ 7 1) Current Transformer........................................................ 7 2) Potensial Transformer ..................................................... 7 c. Trafo Tenaga ........................................................................ 8 B. Prinsip Kerja Transformator ......................................................... 13 1. Rangkaian Ekuivalen Transformer .......................................... 15 2. Rugi - Rugi Transformer .......................................................... 16 a. Rugi Arus Pusar (Eddy Current) .......................................... 16 b. Rugi Hysterisis ..................................................................... 18 c. Rugi Tembaga ...................................................................... 19 3. Efisiensi Transformer............................................................... 20 C. Transformer Tiga Fasa ................................................................. 20 1. Formulasi Trafo Tiga Fasa ....................................................... 21 D. Jenis – Jenis Pendingin Pada Transformator ................................ 24 BAB III SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK A. Sistem Distribusi Daya Listrik ..................................................... 28 B. Peralatan Saluran Distribusi Tegangan Menengah....................... 32 C. Prosedur Pengoperasian Sistem Distribusi ................................... 36 BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS A. Jenis trafo distribusi yang dipakai pada PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe ................................................................ 45 B. Parameter - parameter yang dipakai pada trafo distribusi PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe .................................. 45 C. Data Pengukuran Tegangan Ujung Jaringan Tegangan Menengah .................................................................................... 45 D. Data Jenis Penampang Tegangan Menengah .............................. 47 E. Data Trafo Tegangan Menengah ................................................. 47 BAB V PENUTUP A. Kesimpulan .......................................................................................... 49 B. Saran ..................................................................................................... 49 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Transformasi Energi ........................................................................ 5 Gambar 2 Sejarah Perkembangan Trafo .......................................................... 6 Gambar 3 Simbol Transformer 1 fasa .............................................................. 6 Gambar 4 Simbol Transformer 3 fasa .............................................................. 6 Gambar 5 Metering Current Transformer ........................................................ 7 Gambar 6 Rangkaian Transformer................................................................... 13 Gambar 7 Grafik arus, tegangan dan fluks yang terjadi .................................. 15 Gambar 8 Rangkaian ekuivalen transformer ................................................... 15 Gambar 9 Rangkaian ekuivalen yang telah disederhanakan ............................ 16 Gambar 10 Arus pusar yang berputar pada material inti ................................. 17 Gambar 11 Grafik hysterisis Iex terhadap F .................................................... 18 Gambar 12 Konstruksi trafo tiga fasa .............................................................. 20 Gambar 13 Rangkaian Terhubung Bintang ..................................................... 21 Gambar 14 Arah Vektor Tegangan Terhubung Bintang.................................. 22 Gambar 15 Rangkaian Terhubung Delta ......................................................... 22 Gambar 16 Arah Vektor Arus Terhubung Delta.............................................. 23 Gambar 17 Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik ............................................... 29 Gambar 18 Saluran Konfigurasi Horizontal .................................................... 31 Gambar 19 Saluran Konfigurasi Vertikal ........................................................ 32 Gambar 20 Saluran konfigurasi Delta.............................................................. 32 Gambar 21 Komponen Sistem Distribusi ........................................................ 33 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Penggunaan energi listrik di Indonesia meningkat dengan sangat cepat, hampir semua aspek kehidupan baik industri, maupun rumah tangga kemajuannya ditunjang oleh energi listrik. Bahkan dewasa ini listrik menjadi kebutuhan primer bagi industri untuk tercapainya efisiensi pemanfaatan waktu dan kinerja para pekerjanya. Dengan meningkatnya permintaan konsumen akan energi listrik, maka pihak pengelola atau penjual PT PLN (Persero) berupaya memberikan pelayanan serta suplai yang handal kepada konsumen. Melatar belakangi sistem distribusi daya listrik cakupan yang akan dibahas mulai dari jenis transformator / trafo yang digunakan, definisi trafo, prinsip kerja hingga analisa sistem yang terjadi di lapangan. Transformator atau lebih dikenal dengan sebutan trafo karena kata ini sudah akrab di telinga masyarakat umum serta mudah dalam pengucapannya. Pengertian trafo adalah sebuah komponen elektronika yang mampu mengubah tegangan (menaikkan dan menurukan) tegangan listik. Sedangkan distribusi adalah penyaluran energi listrik dari pembangkit sampai ke konsumen dengan skala tegangan menengah sampai tegangan rendah. Tenaga listrik dihasilkan dari pusat – pusat pembangkit listrik seperti Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), Pembangkit Listrik Tenaga Disel (PLTD), dan lainnya, dengan tegangan yang pada umumnya merupakan tegangan menengah (TM). Untuk daerah Takengon tegangan yang digunakan adalah 20 kV, catu tegangan tidak menggunakan jaringan transmisi, ini dikarenakan faktor daerah perbukitan dan jurang yang curam. Transformator harus memiliki kehandalan yang tinggi dalam melayani beban, apabila transformator tidak dipelihara maka akan lebih cepat terjadinya proses kerusakan pada transformator dan efisiensi transformator akan semakin rendah, sehingga pelayanan terhadap beban tidak stabil. Distribusi adalah penyaluran energi listrik dengan terlebih dahulu menurunkan tegangan sistem distribusi primer (20 kV) yaitu tegangan yang dapat langsung digunakan oleh pelanggan dengan menggunakan trafo distribusi, maka penulis memilih mengangkat judul atau topik dari pada laporan tugas akhir ini yaitu : “ Analisa Sistem Distribusi Daya Listrik Untuk Kawasan Takengon PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe “. A. Batas Masalah Agar tujuan penulisan tugas akhir ini menjadi terarah dan sesuai dengan apa yang diharapkan maka penulis akan membatasi permasalahan yang akan dibahas yaitu : 1. Membahas tentang jenis – jenis trafo distribusi yang digunakan oleh PT PLN (Persero) Kawasan Takengon, Aceh Tengah. 2. Membahas tentang parameter – parameter yang digunakan pada trafo distribusi. 3. Membahas tentang daya pada trafo distribusi. B. Tujuan Penulisan Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Untuk mengetahui besar daya yang diperoleh 2. Mengetahui prinsip kerja trafo distribusi 3. Untuk perlengkapan studi pembelajaran 4. Manfaat Penyusunan laporan tugas akhir ini diharapkan dapat bermanfaat bagi : 1. Penulis ; menambah pengetahuan dan wawasan, khususnya pada Sistem Distribusi Daya Listrik Untuk Kawasan Takengon PT PLN (Persero) Cabang Lhoukseumawe. 2. Para pembaca yang ingin mengetahui berapa besar daya di Takengon, Aceh Tengah. 3. Untuk mahasiswa yang akan membahas hal yang sama. 4. Dapat meningkatnya kerjasama antara Politeknik Negeri Medan dengan PT PLN (Persero). 5. Metode Pengambilan Data Sebagai bahan dalam penyusunan tugas akhir ini, maka penulis dapat menerapkan beberapa metode untuk mendapatkan data yang dibutuhkan antara lain : 1. Studi Literatur yaitu dengan membaca teori – teori yang berkaitan dengan topik tugas akhir ini dari buku – buku referensi baik dimiliki sendiri oleh penulis atau di perpustakaan dan juga dari artikel – artikel, jurnal maupun internet dan lain – lain. 2. Studi Lapangan yaitu dengan melaksanakan pengambilan data hasil Sistem Distribusi Daya Listrik Kawasan Takengon PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe. 3. Studi Bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik tugas akhir ini dengan dosen pembimbing yang telah ditunjuk oleh Kepala Jurusan dan orang – orang yang memahami tentang masalah sistem distribusi daya. 6. Sistematika Penulisan Untuk mengetahui secara singkat isi laporan ini, maka penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut : Bab I Pendahuluan Dalam bab ini penulis menguraikan tentang latar belakang, batas masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, metode penulisan dan sistematika penulisan. Bab II Trafo Distribusi Bagian ini berisikan definisi transformator, prinsip kerja transformator, hubungan primer – sekunder, klasifikasi transformator tenaga, fungsi bagian – bagian transformator, peralatan bantu transformator, dan peralatan proteksi. Bab III Sistem Distribusi Tenaga Listrik\ Bagian ini berisikan mengenai sistem distribusi daya listrik, pembagian jaringan distribusi, distribusi primer, distribusi sekunder, peralatan sistem distribusi, transformator distribusi, dan prinsip kerja transformator distribusi. Bab IV Pembahasan Bagian ini berisikan mengenai jenis – jenis yang dipakai pada PT PLN (Persero) Cabang Lhokseumawe dan alat – alat proteksi dan lainnya. Bab V Kesimpulan dan Saran Bagian ini berisikan kesimpulan dari pembahasan serta saran.
