, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

12
ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 53 ISSN: 2503-0221 42 Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di Gardu Induk Bandung Selatan Feri Siswoyo Hadisantoso Politeknik Enjinering Indorama e-mail: [email protected] Abstrak Peranan listrik sangat vital seiring dengan perkembangan suatu daerah. Kebutuhan akan listrik juga dapat dikatakan sebagai tolak ukur kemajuan suatu daerah. Daerah Bandung Selatan merupakan daerah yang terdiri dari perumahan, industri, pertokoan, sekolah serta universitas yang memerlukan efisiensi operasional yang optimal. Program ETAP (Electrical Transient Analysis Program) Power Station merupakan program untuk membantu perhitungan voltage drop dan losses dengan mudah. Dengan memasukkan data-data dan gambar single line diagram pada program dan disimulasikan maka sudah didapat hasil perhitungan voltage drop dan losses berupa data dan gambar. Sebagai media pembelajaran, perhitungan voltage drop dan losses dengan menggunakan ETAP diterapkan pada 19 penyulang di PLN GI Bandung Selatan. Rata-rata voltage drop untuk 19 penyulang GI Bandung Selatan adalah 0,59 kV (2,95 %) dengan tegangan operasi 20 kV. Dan losses total untuk 19 penyulang GI Bandung Selatan sebesar 965,93 kW dengan daya total sebesar 101290,3 kW, maka persentase losses adalah 0,95 %. Kata kunci: Penyulang 20 kV, drop tegangan, rugi-rugi, ETAP Abstract Electric vital role along with the development of an area. Demand for electricity can also be regarded as a benchmark of the progress of a region. South Bandung area is an area consisting of residential, industrial, shopping, schools and universities require optimal operational efficiency. ETAP program (Program Analysis Transient Electrical) Power Station is a program to assist in the calculation of voltage drop and losses easily. By entering the data and images on a single line diagram and simulated the program has been obtained on the calculation of voltage drop and losses in the form of data and images. As a medium of learning, the calculation of voltage drop and losses by using ETAP applied to the GI PLN 19 feeders in South Bandung. The average voltage drop to 19 feeders GI South Bandung was 0.59 kV (2.95%) with an operating voltage of 20 kV. And the total losses to 19 feeders GI South Bandung amounted to 965.93 kW with a total of 101,290.3 kW power, the percentage of losses was 0.95%. Keywords: feeder 20 kV, voltage drop, losses, ETAP Makalah dikirim 26 Februari 2016; Revisi 1 Mei 2016; Diterima 1 Juni 2016

Transcript of , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

Page 1: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 42

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi

(Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di Gardu Induk

Bandung Selatan

Feri Siswoyo Hadisantoso

Politeknik Enjinering Indorama

e-mail: [email protected]

Abstrak

Peranan listrik sangat vital seiring dengan perkembangan suatu daerah. Kebutuhan akan listrik juga dapat dikatakan sebagai tolak ukur kemajuan suatu daerah. Daerah Bandung Selatan merupakan daerah yang terdiri dari perumahan, industri, pertokoan, sekolah serta universitas yang memerlukan efisiensi operasional yang optimal. Program ETAP (Electrical Transient Analysis Program) Power Station merupakan program untuk membantu perhitungan voltage drop dan losses dengan mudah. Dengan memasukkan data-data dan gambar single line diagram pada program dan disimulasikan maka sudah didapat hasil perhitungan voltage drop dan losses berupa data dan gambar. Sebagai media pembelajaran, perhitungan voltage drop dan losses dengan menggunakan ETAP diterapkan pada 19 penyulang di PLN GI Bandung Selatan. Rata-rata voltage drop untuk 19 penyulang GI Bandung Selatan adalah 0,59 kV (2,95 %) dengan tegangan operasi 20 kV. Dan losses total untuk 19 penyulang GI Bandung Selatan sebesar 965,93 kW dengan daya total sebesar 101290,3 kW, maka persentase losses adalah 0,95 %.

Kata kunci: Penyulang 20 kV, drop tegangan, rugi-rugi, ETAP

Abstract

Electric vital role along with the development of an area. Demand for electricity can also be regarded as a benchmark of the progress of a region. South Bandung area is an area consisting of residential, industrial, shopping, schools and universities require optimal operational efficiency. ETAP program (Program Analysis Transient Electrical) Power Station is a program to assist in the calculation of voltage drop and losses easily. By entering the data and images on a single line diagram and simulated the program has been obtained on the calculation of voltage drop and losses in the form of data and images. As a medium of learning, the calculation of voltage drop and losses by using ETAP applied to the GI PLN 19 feeders in South Bandung. The average voltage drop to 19 feeders GI South Bandung was 0.59 kV (2.95%) with an operating voltage of 20 kV. And the total losses to 19 feeders GI South Bandung amounted to 965.93 kW with a total of 101,290.3 kW power, the percentage of losses was 0.95%.

Keywords: feeder 20 kV, voltage drop, losses, ETAP

Makalah dikirim 26 Februari 2016; Revisi 1 Mei 2016; Diterima 1 Juni 2016

Page 2: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 43

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

1. Pendahuluan

Sistem sarana penyampaian tenaga listrik dari titik sumber/pembangkit ke titik pusat beban/konsumen dapat diartikan secara sederhana sebagai “Sistem Distribusi Tenaga Listrik” [1]. Oleh karena supply tenaga untuk konsumen (beban) mempunyai kondisi-kondisi dan persyaratan-persyaratan tertentu. Jaringan distribusi secara umum terdiri dari tiga buah bagian, yaitu gardu induk distribusi, jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi sekunder. Kota Bandung, tepatnya daerah Bandung Selatan merupakan daerah yang terdiri dari perumahan penduduk, industri, pertokoan, sekolah serta universitas. Gardu induk-gardu induk di Bandung umumnya melayani daerah Bandung yang berkembang pesat dengan penyulang-penyulangnya. Karena berada di kota Bandung yang berkembang maka perlu dihitung penurunan tegangan (drop voltage) dan rugi-rugi (losses) masing-masing penyulang sehingga diperoleh efisiensi operasional yang optimal.

Perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) dan rugi-rugi (losses) memakai media ETAP di beberapa penyulang yang melayani kebutuhan listrik di daerah Bandung Selatan. Untuk mempermudah operasi pelayanan, maka data-data manual perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) dan rugi-rugi (losses) dihitung menggunakan ETAP sehingga dapat ditentukan service area penyulang-penyulang yang tetap dengan batasan sistem spindle. Batasan nilai voltage drop yang diperbolehkan adalah 5 % [2].

2. Metode Penelitian

Penelitian ini menjelaskan analisis penurunan tegangan dan rugi-rugi penyulang menggunakan ETAP. Data yang diperoleh dihitung menggunakan rumus dan diolah menggunakan program ETAP (Electrical Transient Analysis Program).

Dalam penelitian ini akan membahas hal-hal sebagai berikut: a. Seberapa besar penurunan tegangan (voltage drop) per penyulang dari GI dengan

perhitungan menggunakan ETAP. b. Seberapa besar rugi-rugi (losses) per penyulang dari GI dengan perhitungan

menggunakan ETAP. c. Seberapa besar hasil perbandingan penurunan tegangan (voltage drop) dengan standar

yang ada yaitu 5 %. d. Seberapa besar hasil perbandingan antara perhitungan rugi-rugi (losses) menggunakan

perhitungan rumus dengan rugi-rugi (losses) menggunakan ETAP. Metode yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi:

a. Studi literatur Mempelajari perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) dengan ETAP. Mempelajari perhitungan rugi-rugi (losses) dengan ETAP.

b. Pengambilan data Menghitung penurunan tegangan (voltage drop) tiap penyulang di PLN Gardu Induk

Bandung Selatan. Menghitung penurunan rugi-rugi (losses) tiap penyulang di PLN Gardu Induk Bandung

Selatan. c. Analisis data

Menganalisa hasil perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) tiap penyulang di PLN Gardu Induk Bandung Selatan kemudian membandingkan hasil perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) dengan standar 5% menggunakan ETAP.

Membandingkan hasil perhitungan penurunan tegangan (voltage drop) tiap penyulang di PLN Gardu Induk Bandung Selatan dengan rugi-rugi (losses) menggunakan ETAP.

Diagram alir proses penelitian digambarkan sesuai dengan Gambar 1.

Page 3: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 44

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Gambar 1. Diagram alir penelitian.

2.1. Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 20 kV

Sistem ini berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya besar (Bulk Power Source) sampai ke beban/pemakai tenaga listrik. Struktur sistem jaringan distribusi tenaga listrik 20 kV terdiri atas:

a. JTM (Jaringan Tegangan Menengah), terbagi menjadi: SUTM (Saluran Udara Tegangan Menengah) SKTM (Saluran Kabel Tegangan Menengah)

b. GTT (Gardu Trafo Tiang) c. JTR (Jaringan Tegangan Rendah)

SUTR (Saluran Udara Tegangan Rendah) SUTR (Saluran Udara Tegangan Rendah)

d. SR (Sambungan Rumah)

Komponen-komponen sistem jaringan distribusi terdiri dari: sistem sub-transmisi, gardu induk distribusi, penyulang primer, trafo distribusi, rangkaian sekunder dan service drop [3]. Gambar skema sistem jaringan distribusi [4] dapat dilihat seperti Gambar 2.

Untuk menyalurkan tenaga listrik dari suatu sumber daya listrik baik berupa pusat pembangkit atau Gardu Induk (GI) sampai ke pusat-pusat beban, dipergunakan jaringan tegangan menengah 20 kV (Jaringan Distribusi Primer).

Dalam pengoperasiannya, jaringan distribusi primer ini akan dibebani sesuai dengan pertumbuhan beban sampai pada kapasitas daya maksimum yang dialirkan pada jaringan tersebut.

Page 4: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 45

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Letak dari jaringan distribusi primer yaitu terletak diantara jaringan sub-transmisi dan jaringan distribusi tegangan rendah atau jaringan distribusi sekunder [5], seperti terlihat pada Gambar 3.

Gambar 2. Skema sistem jaringan distribusi.

Page 5: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 46

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Gambar 3. Jaringan distribusi primer.

2.2. Rugi-rugi (Lossses)

Adanya suatu penyusutan, sesuatu yang hilang selama proses pendistribusian melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem tersebut. Ini bisa terjadi karena adanya gesekan-gesekan mekanis, losses pada trafo maupun faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor pada kabel-kabel saluran distribusi.

Untuk mengitung losses menggunakan rumus sebagai berikut:

𝐿𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = kW 𝑙𝑜𝑠𝑠 = I2R

1000 (1)

% I2R =P LS

Prx 100 (2)

% I2R = I2R

Rx 100 (3)

Dengan: PLS = Losses penyulang (kW) Pr = Daya penyulang (kW)

2.3. Penurunan Tegangan (Voltage Drop)

Penurunan tegangan (Voltage Drop) adalah beda tegangan yang dihitung dari titik sumber

sampai ke titik yang dihitung (titik beban) sesuai dengan panjang penyulang.

Jika karakteristik beban resistansi (R) dan reaktansi (X) dari saluran distribusi diketahui dan juga power factor (Cos φ) beban diketahui maka dapat langsung dihitung Voltage Drop-nya.

Pada Gambar 4 terlihat bahwa beban pada saluran distribusi merupakan beban R (resistif) dan X (reaktif). Contoh beban ini adalah motor yang bersifat reaktif yang mengakibatkan arus lagging terhadap tegangan.

Gambar 4. Voltage drop pada saluran distribusi.

Page 6: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 47

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Penurunan tegangan sama dengan ES - ER. Jika diproyeksikan pada sumbu axis ER dapat dilihat

pada gambar bahwa penurunan teganganhampir sama dengan IR.R + IX.X dan komponen penurunan tegangan di luar fasa (-j IX.R dan j IR.X) tidak mempengaruhi hasil totalnya. Untuk alasan ini, persamaan berikut ini berlaku untuk hampir seluruh penggunaan:

𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 𝐷𝑟𝑜𝑝 = I (R cos θ + X sin θ) (4)

Gambar 5. Hubungan fasa dengan beban induktif.

Formula ini memberikan penurunan tegangan pada satu konduktor, line to netral. Satu fasa

penurunan tegangan adalah 2 kali nilai persamaan di atas. Tiga fasa line to line penurunan tegangan adalah

√3 kali dari nilai persamaan di atas. Dengan demikian persamaan untuk penurunan tegangan 3 fasa menjadi sebagai berikut:

𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 𝐷𝑟𝑜𝑝 = √3 x I x 𝑙 (R cos φ + X sin φ) (5) Dengan:

Voltage Drop = Penurunan tegangan (volt) I = arus (A) R = resistansi (Ω/km) X = reaktansi (Ω/km) φ = sudut power factor

2.4. ETAP (Electrical Transient Analysis Program)

ETAP merupakan suatu program komputer terintegrasi yang didesain untuk menyelesaikan permasalahan analysis transient, short circuits, harmonic, motor acceleration, optimal power flow, underground receway systems pada sistem tenaga listrik. Program ini menggunakan secara teknis model yang sebenarnya, menggunakan peralatan penghubung yang mudah dioperasikan, dan menggunakan data base umum [6].

Program ini dapat digunakan untuk menganalisis transien pada rangkaian yang mengandung parameter terkosentrasi (R, L dan C), saluran transmisi dengan parameter terdistribusi, saluran yang transposisi atau saluran yang tidak ditransposisi. ETAP sangat baik digunakan untuk menganalisis transient pada operasi switching surge karena program ini menyediakan fasilitas pemodelan untuk generator, Circuit Breaker (CB), transformator, MOV, dan pemodelan saluran transmisi baik untuk saluran yang tergantung frekuensi maupun tidak.

2.5. Pengambilan Data

Data penelitian diperoleh dari dari PT. PLN (Persero) Area Pelayanan Distribusi Jawa Barat dan Banten periode bulan Juni tahun 2015 [7].

Page 7: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 48

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

2.5.1. Data Beban Penyulang Gardu Induk Bandung Selatan Tabel 1. Data beban tiap penyulang dan panjang penyulang.

No. Nama

Penyulang

Kapasitas Trafo

CT (A) Beban

(A)

Panjang Penyulang

(kms) Rasio (KV)

Daya (MVA)

Primer Sekun

der

1. SBB (Selatan Banjaran Biru) 150/20 30 300 5 250 4,485 2. SBC (Selatan Banjaran Coklat) 150/20 60 300 5 160 13,640 3. SBH (Selatan Banjaran Hijau) 150/20 60 300 5 165 10,850 4. SBK (Selatan Banjaran Kuning 150/20 60 300 5 85 7,350 5. SBM (Selatan Banjaran Merah) 150/20 30 300 5 165 7,447 6. SMB (Selatan Malakasari Biru) 150/20 30 400 5 170 13,515 7. SPM (Selatan Papirus Merah) 150/20 30 400 5 250 5,777 8. SPU (Selatan Papirus Ungu) 150/20 60 400 5 195 4,560 9. SPH (Selatan Pengtai Hijau) 150/20 30 400 5 235 6,371 10. SPP (Selatan Pengtai Putih) 150/20 30 400 5 235 7,547 11. SSH (Selatan Soreang Hijau) 150/20 60 300 5 75 5,500 12. SSK (Selatan Soreang Kuning) 150/20 60 300 5 140 6,094 13. SSM (Selatan Soreang Merah) 150/20 30 400 5 245 14,958 14. ASRI (Arjasari) 150/20 60 400 5 125 2,314 15. BLED (Bale Endah) 150/20 60 400 5 120 7,400 16. CMNG (Cimaung) 150/20 60 400 5 115 5,987 17. CPLH (Cipolah) 150/20 60 400 5 280 8,610 18. DGSI (Desa Gandasoli) 150/20 60 400 5 185 10,176 19. SRNG (Soreang) 150/20 60 400 5 280 7,503

2.5.2. Data Konduktor

Tabel 2. Data teknis penghantar AAAC (A3AC).

Penampang Nominal

(mm2)

Jari-jari (mm)

Urat GMR (mm)

Impedansi Urutan Positif

(ohm/km)

Impedansi Urutan Nol (ohm/km)

150 6,9084 19 5,2365 0,2162 + j 0.3305 0,3631 + j 1,6180 185 7,6722 19 5,8155 0,1744 + j 0,3239 0,3224 + j 1,6114 240 8,7386 19 6,6238 0,1344 + j 0,3158 0,2824 + j 1,6033

Tabel 3. Data teknis kabel AL.

Penampang Nominal

(mm2)

R (ohm/km)

L (mH/km)

C (mF/km)

Impedansi Urutan Positif

(ohm/km)

Impedansi Urutan Nol (ohm/km)

150 0,206 0,330 0,260 0,206 + j 0,104 0,356 + j 0,312 240 0,125 0,310 0,310 0,125 + j 0,097 0,275 + j 0,029 300 0,100 0,300 0,340 0,100 + j 0,094 0,250 + j 0,282

3. Hasil Penelitian dan Pembahasan 3.1. Perhitungan Penurunan Tegangan Pada Penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru)

Perhitungan pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) pada tegangan 20 kV, dengan arus di penyulang pada waktu beban puncak adalah 250 Ampere.

Luas penampang penyulang = 150 mm2 R = 0,206 Ω/km X = 0,104 Ω/km l = 4,485 kms

Page 8: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 49

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Diperoleh: ∆V = √3 x I x 𝑙 (R cos φ + X sin φ) = √3 x 250 x 4,485 ((0,206 x 0,85) + (0,104 x 0,53)) = 1942,0619 x 0,23022 = 447,1015 V ∆V = 0,4471 kV

Besar Voltage Drop pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) adalah sebesar 0,4471 kV.

% ∆V = ∆V

20 x 100

= 0,4471

20 x 100

% ∆V = 2,23 %

Besar % Voltage Drop pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) adalah sebesar 2,23 %. Voltage Drop tidak dilakukan dengan pengukuran melainkan dengan perhitungn rumus. 3.2. Perhitungan Rugi-rugi Pada Penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru)

Perhitungan pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) pada tegangan 20 kV, dengan arus di penyulang pada waktu beban puncak adalah 250 Ampere.

Luas penampang penyulang = 150 mm2 R = 0,206 Ω/km X = 0,104 Ω/km l = 4,485 kms Diperoleh: Losses = I2R = 2502 x 0,206 Losses = 12875 Watt Dengan panjang penyulang I = 4,485 kms, maka diperoleh: Losses = 12875 x 4,485 = 57744,37 Watt Losses = 57,7443 kWatt Besar rugi-rugi pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) adalah sebesar 57,7443 kWatt. Daya penyulang = √3 x I x kV x cos φ = √3 x 250 x 20 x 0,85 = 7361,2459 kWatt Diperoleh:

% Losses = 𝐿𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠

Daya penyulang x 100

= 57,7443

7361,2459 x 100

% ∆V = 0,78 % Besar persentase (%) rugi-rugi pada penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) adalah

sebesar 0,78 %.

3.3. Perhitungan Penurunan Tegangan dan Rugi-rugi Penyulang Menggunakan ETAP

Perhitungan penurunan tegangan dan rugi-rugi penyulang SBB (Selatan Banjaran Biru) menggunakan ETAP adalah sesuai dengan Gambar 6.

Page 9: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 50

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Gambar 6 Perhitungan penurunan tegangan dan rugi-rugi penyulang menggunakan ETAP. 3.4. Analisis Perhitungan dan Evaluasi Penurunan Tegangan Pada Tiap Penyulang

Tabel 4 menunjukkan penurunan tegangan pada tiap penyulang setelah dilakukan perhitungan menggunakan rumus.

Dari data Tabel 4 dapat dilihat bahwa hasil analisa penurunan tegangan pada penyulang CPLH, SRNG, DGSI, dengan perhitungan menggunakan rumus masing-masing adalah 7,49 %, 6,53 %, 5,85 %. Kondisi ini melebihi batas surut tegangan yaitu sebesar 5 %. Semakin besar beban penyulang dan semakin panjang jaringan distribusi tegangan menengah penyulang, maka semakin besar penurunan tegangannya.

Tabel 4 Penurunan tegangan pada tiap penyulang dengan perhitungan rumus

No. Nama

Penyulang

Tegangan Operasi

(kV)

Panjang Penyulang

(kms)

Voltage Drop (kV)

Tegangan Setelah

Voltage Drop (kV)

Voltage Drop (%)

1. SBB 20 4,485 0,44 19,56 2,23 2. SBM 20 7,477 0,33 19,67 1,68 3. SPH 20 6,371 0,41 19,59 2,04 4. SPP 20 7,547 0,48 19,52 2,42 5. SPM 20 5,777 0,39 19,61 1,97 6. DGSI 20 10,176 1,17 18,83 5,85 7. SRNG 20 7,503 1,31 18,69 6,53 8. ASRI 20 2,314 0,18 19,82 0,89 9. CPLH 20 8,610 1,49 18,51 7,49 10. BLED 20 7,400 0,55 19,45 2,76 11. CMNG 20 5,987 0,42 19,58 2,14 12. SSM 20 14,958 1,00 19,00 5,00 13. SSK 20 6,094 0,23 19,77 1,16 14. SPU 20 4,560 0,24 19,76 1,21 15. SBH 20 10,850 0,71 19,29 3,57 16. SMB 20 13,515 0,62 19,38 3,14 17. SBK 20 7,350 0,25 19,75 1,24 18. SBC 20 13,640 0,87 19,13 4,35 19. SSH 20 5,500 0,11 19,89 0,56

Total penurunan tegangan untuk 19 penyulang sebesar 11,20 kV, kemudian didapat rata-

rata 0,59 kV dengan tegangan operasi 20 kV maka tegangan setelah penurunan tegangan adalah

Page 10: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 51

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

sebesar 19,41 kV.

Presentase penurunan tegangan untuk 19 penyulang adalah sebagai berikut:

% Voltage Drop 19 penyulang = 0,59

20x 100

= 2,95 % Dari Tabel 5 perbandingan hasil perhitungan voltage drop menggunakan ETAP dengan

perhitungan rumus memberikan hasil relatif sama. Analisa perhitungan voltage drop pada penyulang DGSI, SRNG, CPLH, SSM, tidak memenuhi standar voltage drop 5%. Sebagai solusinya diperlukan penyeimbangan beban atau dengan mengganti penyulang tersebut dengan penyulang baru agar dapat menekan atau mengurangi voltage drop ini dengan memperbesar ukuran penghantar penyulang dari 150 mm2 menjadi 240 mm2 (reconductor) atau dengan mengubah jaringan SUTM menjadi SKTM.

3.5. Analisa Perhitungan dan Evaluasi Rugi-rugi (Losses) Pada Tiap Penyulang

Dari Tabel 6 dapat dilihat bahwa rugi-rugi tertinggi terdapat pada penyulang CPLH pada tegangan 20 kV adalah sebesar 145,94 kW (1,77 %) dengan daya penyulang sebesar 8244,56 kW, karena merupakan jaringan SUTM dengan beban relatif tinggi. Sedangkan rugi-rugi terendah yaitu pada penyulang SSH yaitu sebesar 3,87 kW (0,17 %) dengan daya penyulang 2208,36 kW.

Berdasarkan Tabel 7 perhitungan rugi-rugi menggunakan ETAP mendapatkan hasil yang lebih besar dibandingkan dengan perhitungan rumus dan dapat kita lihat bahwa antara perhitungan rugi-rugi tiap penyulang menggunakan ETAP dengan perhitungan rumus sebagian besar mendapatkan selisih hasil yang mendekati sama. Contohnya pada penyulang SSH, berdasarkan perhitungan rumus diperoleh hasil sebesar 0,17 % sedangkan berdasarkan perhitungan ETAP diperoleh hasil 0,25 %.

Berdasarkan perhitungan rumus, maka rugi-rugi total untuk 19 penyulang adalah sebesar 965,93 kW. Daya total 19 penyulang sebesar 101290,3 kW.

% Losses 19 penyulang = 965,93

101290,3x 100

= 0,95 %

Tabel 5 Perbandingan perhitungan penurunan tegangan menggunakan rumus dengan ETAP

No. Nama Penyulang Voltage Drop

(%) Voltage Drop

ETAP (%) Standar Voltage

Drop (5 %)

1. SBB 2,23 3,65 Semua memenuhi 2. SBM 1,68 2,64 Semua memenuhi 3. SPH 2,04 3,40 Semua memenuhi 4. SPP 2,42 3,75 Semua memenuhi 5. SPM 1,97 3,42 Semua memenuhi 6. DGSI 5,85 6,06 Tidak memenuhi 7. SRNG 6,53 6,93 Tidak memenuhi 8. ASRI 0,89 1,27 Semua memenuhi 9. CPLH 7,49 7,77 Tidak memenuhi 10. BLED 2,76 3,04 Semua memenuhi 11. CMNG 2,14 2,44 Semua memenuhi 12. SSM 5,00 6,14 Tidak memenuhi 13. SSK 1,16 1,56 Semua memenuhi 14. SPU 1,21 1,77 Semua memenuhi 15. SBH 3,57 3,91 Semua memenuhi 16. SMB 3,14 4,03 Semua memenuhi 17. SBK 1,24 1,48 Semua memenuhi 18. SBC 4,35 4,61 Semua memenuhi 19. SSH 0,56 0,69 Semua memenuhi

Page 11: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 52

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

Tabel 6 Rugi-rugi pada tiap penyulangdengan perhitungan rumus

No. Nama

Penyulang Daya Penyulang

(kW) Losses (kW)

Losses (%)

1. SBB 7655,66 57,74 0,78 2. SBM 5888,97 25,44 0,52 3. SPH 4563,95 43,99 0,63 4. SPP 6919,54 52,09 0,75 5. SPM 7361,21 45,13 0,61 6. DGSI 5447,29 75,23 1,38 7. SRNG 8244,56 127,17 1,54 8. ASRI 3680,61 7,81 0,21 9. CPLH 8244,56 145,94 1,77 10. BLED 3533,38 23,04 0,65 11. CMNG 3386,16 17,12 0,50 12. SSM 7213,99 112,23 1,55 13. SSK 4122,28 14,93 0,36 14. SPU 5741,75 21,67 0,38 15. SBH 4858,40 60,85 1,25 16. SMB 5005,62 48,82 0,97 17. SBK 2502,81 10,93 0,44 18. SBC 4711,18 71,93 1,52 19. SSH 2208,36 3,87 0,17

Tabel 7 Perbandingan perhitungan rugi-rugi menggunakan ETAP dengan perhitungan rumus

No. Nama

Penyulang Losses

(%)

Losses

ETAP (%)

Keterangan

1. SBB 0,78 1,21 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,43 % 2. SBM 0,52 0,82 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,30 % 3. SPH 0,63 0,99 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,36 % 4. SPP 0,75 1,16 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,41 % 5. SPM 0,61 0,97 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,36 % 6. DGSI 1,38 2,00 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,62 % 7. SRNG 1,54 2,23 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,69 % 8. ASRI 0,21 0,32 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,11 % 9. CPLH 1,77 2,54 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,77 %

10. BLED 0,65 0,97 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,32 % 11. CMNG 0,50 0,76 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,26 % 12. SSM 1,55 2,29 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,74 % 13. SSK 0,36 0,55 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,19 % 14. SPU 0,38 0,57 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,19 % 15. SBH 1,25 1,82 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,57 % 16. SMB 0,97 1,46 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,49 % 17. SBK 0,44 0,65 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,21 % 18. SBC 1,52 2,20 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,68 % 19. SSH 0,17 0,25 Losses perhitungan ETAP lebih besar 0,05 %

4. Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Hasil perhitungan voltage drop dan losses menggunakan ETAP dan rumus diperoleh hasil perhitungan yang mendekati sama.

2. Terdapat 3 penyulang yang melebihi nilai batas maksimal voltage drop 5 %, yaitu pada

Page 12: , Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 ISSN: 2503-0221 Analisa ...

ELEKTRA, Vol.1, No.2, Juli 2016, Hal. 42 – 53 ISSN: 2503-0221 53

Analisa Penurunan Tegangan (Voltage Drop) dan Rugi-rugi (Losses) Penyulang Menggunakan ETAP di

Gardu Induk Bandung Selatan, Feri Siswoyo Hadisantoso

penyulang CPLH, SRNG, DGSI, dengan perhitungan menggunakan rumus masing-masing adalah 7,49 %, 6,53 %, 5,85 %.

3. Total voltage drop untuk 19 penyulang sebesar 11,20 kV, kemudian didapat rata-rata 0,59 kV dengan tegangan operasi 20 kV maka tegangan setelah voltage drop adalah sebesar 19,41 kV dengan persentase voltage drop sebesar 2,95 %.

4. Losses total untuk 19 penyulang adalah sebesar 965,93 kW. Daya total 19 penyulang sebesar 101290,3 kW, maka diperoleh persentase losses sebesar 0,95 %.

Referensi [1] Aris Munandar, Kuwahara S. Teknik Tenaga Listrik Jilid 2. Jakarta: PT. Prandya Paramita.

1993. [2] Persyaratan Umum Instalasi Listrik. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional. 2000. [3] Gonen, T. Electric Power Distribution System Engineering. Singapore: McGraw-Hill Co. 1986. [4] Burke, James J. Power Distribution Engineering-Fundamental And Aplications. New York:

Marcel Dekker Inc. 1994. [5] Pembekalan Teknis Tenaga Out Sourching Operator Gardu Induk Sisi 20 kV. Bandung: PT.

PLN (Persero) Distribusi Jawa Barat dan Banten. [6] ___.Electrical Transient Analysis Program (ETAP) Power Station 4.0 User Guide. Operation

Technology Inc. 2005. [7] ___. PT. PLN (Persero) Area Pelayanan Distribusi Jawa Barat dan Banten. 2005.