5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

1/9

Susut pada Jaringan Distribusi 20 KV .. Agus AdiwismonoSUSUT PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV

Oleh : AlliS AdiwismonoStaffPengajar Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

l Profesor Soedharto, SH Tembalang 50275Abstrak

Dalam penyaluran energi listrik dari pembangkit menuju pelanggan, dipastikan ada energi yan ghilang. Secara umum energi yang hilang dinamakan susut. Walau tak bisa dihilangkan samasekali, P N terus berupaya meminimalkan angkasumt ini.Susut tertiiri atas susut teknis dan nonteknis. Susut teknis merupakan kehilangan energi listrik saat proses penyaluran. Umumnyadisebabkan jaringan listrik seperti penampang kabel yang terlalu kecil, sambungan antar kabelyan g tidak rapat, maupun sambungan kabel dengan tralo yang tidak kencang. Sedang susut nonteknis dibagi lagi menjadi dua kategori. Pertama adalah susu t non-teknis yang disebabkan olehmanusia, contohnya adalah kesalahan pembacaan meter atau penggunaan aliran listrik secarai1egal seperti pencurian listrik dan pengunaan P U (penerangan Jalan Umum) tidak resmi. Yangkedua adalah sumt non-teknis yang disebabkan oleh alam, contohnya seperti kabel yangmenempel [XIda ranting pohon, pengaruh gangguan di jaringan (misal burung yang hinggap dikabe/), maupun cuaca buruk seperti hujan dan angin.KATA KUNCI : Susut pada jaringan distribusi

1. PendahuluanKebutuhan akan energi listrik saat inimenjadi hal yang tidak dapat dipisahkandari kehidupan kita. Hampir semuakegiatan yang kita lakukan sehari-harimembutuhkan suplay energi tnt.Penyediaan energi listrik di Indonesiadikelola oleh PT .PLN ( Persero ).Karena kebutuhan akan energi listrik inisangat besar, maka pembangkitannyajuga dilakukan dengan besar-besaran.Pembangkitan energi listrik fitdilakukan di pusat pembangkit tenagalistrik yang letaknya tempat-tempattertentu yang letaknya jauh darikumpulan konsumen, sedangkanpemakai tenaga listrik atau konSUmentersebar disegala penjuru tempat.Dengan demikian maka penyalurantenaga listrik d ri tempatpembangkitannya ke tempat konsumenmemerlukan berbagai penangananteknis. Penyaluran energi listrik inidilakukan dalam berbagai tahapan, yaitu:d ri pembangkit ditransmisikan ke gardu

induk, d ri gardu induk didistribusikanke konsumen melalui trafo distribusi.Penyaluran energi listrik tersebut dapatdigambarkan dengan menggunakan blokdiagram sebagai berikut:

II 110 11nilE 1lRI lE

Gambar 1Blok diagram penyaluran energi listrik(Abdul Kadir,2000: )Energi listrik dibangktkan di PusatTenaga Listrik seperti PLTA, PLTU,PLTG, PLTG, PLTP, PLTD dan lain

104

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

2/9

CXR JjITJ( Vo1 6 No 1 Maret 2010 : 104 - 112lain. Dari pembangkit-pembangkittersebut, kemudian disalurkan melaluisaluran transmisi dengan terlebih dahuludinaikkan tegangannya menjaditegangan tinggi untuk dikirim ke garduinduk. Tegangan yang dipakai untuktransmisi ini antara lain 70 KV,150 KV,dan 500 KVSetelah sampai di Gardu Induk GI )sebagai pusat beban, tegangan tinggitersebut diturunkan menjadi teganganmenengan TM . Tegangan menengahyang biasanya dipakai antara lain: 6 KV,12 KV d n 20 KV.tetapi untuk saat iniPLNmengembangkan yangmenggunakan tegangan 20 KV Salurantegangan menengah keluaran dari trafoyang ada di gardu induk terse but disebutdengan saluran Distribusi Primer.Setelah energi listrik disalurkan melaluijaringan distribusi primer, makakemudian energi listrik itu diturunkantegangannya menjadi tegangan rendahTR) dengan standart tegangan380V/220V atau 220V1127V. tetapitegangan rendah yang sekarangdikenbangkan oleh PLN adalah tegangan380V/220V.Dalam penyaluran energi listrik tersebutterdapat perbedaan antara besarnyaenergi listrik yang dikirim d n energilistrik yang diterima. Selisih antarabesamya energi yang dikirim denganenergi yang diterima ini dikenal denganrugi susut energi, atau biasa disebutdengan lossis.Untuk PLN Distribusi yang melakukanusaha energi listrik dari output trafo diGI Gardu Induk) ke konsumen, lossisini dihitung dari pendistribusian energilistrik d ri GI Gardu Induk) tersebutsampi ke penerimaan kepada konsumen.Besarnya energi listrik yang dikirim d nditerima diukur oleh meter yang ada diGI dan meter yang ada di konsumen.Besarnya lossis n adalah selisih antara

nilai dari meter yang ada di GI d njumlah nilai dari meter yang ada disemua konsumen.Hal yang dapat menyebabkan terjadilossis dalam jaringan distribusi dapatdibedakan menjadi dua hal, yaitu yangbersifat teknis dan non teknis.Penyebab rugi yang bersifat teknisadalah enegi yang hHang sebagai panasdisepanjang penghantar pada jaringan,transfonnator serta peralatan lain padajaringan yang mengandung unsurresitifd n rektif. Yang tennasuk penyebab rugiyang besifat tekins antara lain : j aringanyang terlalu panjang, factor daya yangrendah, kualitas konektor d npemasangannya yang jelek, kesalahanrasio CT current transfonner), jaringanyang tersentuh pohon dan tLkuranpenghantar yang tidak sesuai.Sedangkan rugi yang bersifat non teknisdisebabkan oleh pencurian listrik,kesalahan pembacaan meter, PeneranganJalan Umum PJU) ilegal d n karenakesalahan administrasi.Lossis yang terlalu besar ini dapatmenyebabkan kerugian oleh pihakperusahaan karena energi listrik yangyang dibayarkan kepada pengtnmbesamya lebih besar dari pada jumlahenergi listrik yang dibayar oleh totalkonsumen.2 Sistim Distribusi Tenaga ListrikSistim adalah perangkat unsur-unsuryang saling ketergantungan yang disusununtuk mencapai suatu tujuan tertentudengan menampilkan fungsi yangditetapkan. Sedangkan sistim tenagalistrik adalah suatu rangkaian atauperalatan listrik yang saling berkaitanantara satu dengan yang lain denganmaksud untuk menyalurkan tenagalistrik dari pusat-pusat tenaga listrik kepusat beban atau konsumen. Jadi sistim

105

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

3/9

Susut pada Jaringan Distribusi 20 ... .................................... Agus Adiwismonodistribusi tenaga listrik merupakan salahsatu bagian dari suatu sistim tenagalistrik yang dimulai dari PMT incomingdi Gardu Induk sampai dengan AlatPenghitung dan Pembatas APP) diinstalasi konsumen yng berfungsi untukmenyalurkan dan mendistribusikantenaga listrik dari Gardu Induk sebagaipusat beban ke pelanggan secaralangsung atau melalui trafo distribusiDilihat dari tegangannya, sistimdistribusi tenaga listrik ini dapatdibedakan menjadi dua yaitu :

8. Sistim distribusi primer atauJaringan Tegangan Menengah JTM),adalah penyaluran energi listrik yangdimulai dari sekunder trafo di GarduInduk sampai ke trafo distribusi.Jaringan pada sistim distribusi primerini biasanya menggunakan teganganmenengah 2 KV.b. Sistim distribusi sekunder atauJaringan Tegangan Rendah JTR ),adalah penyaluran energi listrik yangdimulai dari sekunder trafo distribusi

sampai ke konsumen. Jaringan padasistim distribusi sekunder IDImenggunakan tegangan rendah380V/220V.Sistim distribusi primer tersebutmenggunakan beberapa macam pola.Tiga macam pola utama sistim distribusiprimer yang dikembangkan oleh PLN:a. Sistim distribusi pola 1 merupakansistim distribusi 2 KV fasa tigadengan penghantar tiga kawat. Sistimdistribusi pola semacam Inldikembangkan di PLN Distribusi JawaTimur. Pola sistim distribusi inimenggunakan sistim pentanahan netralmelalui tahanan tinggi yaitu netralkumparan Tegangan Menengah TM)dihubungkan secara bintang dari trafoutama ditanahkan melalui tahanantinggi dengan nilai 500 ohm. Sistim

yang menggunakan tahanan tinggi inidimaksudkan untukmemperoleh hasil yang optimumdengan mengutamakan keselamatanumum sehingga lebih layakmemasuki daerah perkotaan dengansaluran udara.b. Sistim distribusi pola 2,merupakan sistim distribusi 2 KVfasa tiga dengan penghantar empatkawat. Sistim distribusi polasemacam ini dikembangkan di PLNDistribusi Jawa Tengah danDI. Yogyakarta. Pola sistim distribusiini menggunakan sistim pentanahannetral secara langsung yaitu netralditanahkan sepanjang jaringan dankawat netral dipakai bersama untuksaluran tegangan menengah dansaluran tegangan rendah. Sistimpentanahan secara langsung inidimaksudkan untuk memperolehhasil yang optimum denganmengutamakan segi ekonomisehingga lebih layak digunakan diluar kota sampai ke daerah terpencil.c. Sistim distribusi pola 3,merupakan sistim distribusi 2 KVfasa tiga dengan penghantar tigakawat. Sistim distribusi polasemacam ini dikembangkan di PLNDistribusi Jawa Barat dan DKI Raya.Pola sistim distribusi mmenggunakan sistim pentanahannetral melalui tahanan rendah yaitunetral kwnparan TeganganMenengah TM) dihubungkan secarabintang dari trafo utama ditanahkanmelalui tahanan rendah dengan nilai12 ohm untuk sistim yangmenggunakan Saluran KabelTegangan Menengah SKTM) dan40 ohm untuk sistim yangmenggunakan saluran udaral ataucampuran. Sistim yangmenggunakan tahanan rendah ini

106

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

4/9

0'R J3Jfl J[ Vo1.6 No.1 Maret2010:104- 112dimaksudkan untuk memperolehhasil yang optimum dari kombinasiantara faktor ekonomi dankeselamatan umum sehingga layakuntuksaluranudarabagidaerahluarkota maupun saluran kabel bagidaerahperkotaan.

2.1 MacamDesainDistribusiPrimerMenurut jenis penghantar yangdigunakan, desain saluran distribusiprimer atau saluran distribusiteganganmenengah terbagimenjadi2macam :2.1.1 SaluranUdaraTeganganMenengah (SUTM), jaringan yangdipakaiuntukdesaininiadalah:

a. Jaringanradial Radialtanpasaklarseksi Radialdengansaklarseksimanuallokal,remote Radial dengan saklar seksiotomatik

b. Jaringanlingkar(loop) Loop dengan saklar seksimanuallocal,remote Loop dengan saklar seksiotomatik2.1.2 SaluranKabelTeganganMenengah(SKTM),jaringanyangdipakaiuntukdesaininiadalah:

a. Jaringangugusb. Jaringanspindlec. Jaringansimpul

2.2 Konfigurasi Sistem DistribusiPrimerSistim distribusi pimer memilikikonfigurasisebagaiberikut:

a. Sistimdistribusisimpul(network)

Gambar2Konfigurasisistimdistribusi simpul(AbdulKadir,2 : )b. Sistimdistribusispindle0)Sistimdistribusispindledengan

PengaturDistribusi0)SistimdistribusispindletanpaPengaturDistribusi~ :

1 L _

tf f R ~

NT IIIfPIIIT NTi

IR IIIfIfIIRPIT PIT

ISS

Gambar3KonfigurasiSistimdistribusispindledenganPengaturDistribusi(AbdulKadir,2 : )- Sistim distribusi gugus(cluster)

Gambar4

107

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

5/9

Susut pada Jaringan Distribusi 20 ... .................................... Agus AdiwismonoKonfigurasi Sistim distribusi gugus (

cluster)(Abdul Kadir, 2000: )- Sistim distribusi lingkar Iring (loop)

UT

Gambar 5Konfigurasi Sistim distribusi lingkar Iring (loop)(Abdul Kadir, 2000: )- Sistim distribusi radial

IiIIIA

III

Gambar6Konfigurasi Sistim distribusi radial(AbdulKadir,2000: )Pemilihan jenis konfigurasi untuk sistimdistibusi tegangan menengah tergantungkepada beberapa factor, antara lain:

faktor kawasan, kapasitas beban,danperuntukan.2 3 Parameter Jaringan DistribusiJaringan distribusi listrik menyalurkanenergi listrik dari suatu tempat ke tempatlain yang memiliki jarak yang berjauhan.Karena jarak yang jauh tersebut, padajaringan timbul impendansi. Impendansi

jaringan terse but besarnya dipengaruhioleh hambatan ( resistansi ) sertareaktannya. Impendansi saluran tersebutdapat sesuai dengan persamaan berikut :Z =R + jX .............................. (1)

(James J. Burke, 1994: )Reaktansi pada jaringan ini disebabkanoleh induktansi dan capasitansi padaJanngan.- Untuk resistansi saluran dapatdihitung dengan persamaan :R =.Q.. L .............................. (2)A

(James J. Burke, 1994: )Dimana :R = resistansi jaringan ( Qp =hambatanjenis penghantar ohmm/mm2L = panjang penghantar (m )A= diameter (mm2

- Untuk reaktansi induktifsaluran dapat dihitung denganpersamaan :XL =2 : fL ..............................(3)(James J. Burke, 1994: )

Dimana : XL = reaktansi induktif ohm (Qf = frekuensi HzL = induktansi H- Untuk reaktansi capasitif salurandapat dihitung dengan persamaan :

XC= 1 ............................(4)2 : fC( James J Burke, 1994: )

Dimana : XC = reaktansi capasitif( Qf = frekuensi HzC = capasitansi farad

3. Rugi-Rugi pada Saluran108

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

6/9

Oc RgjITJ{ Vo1.6 No.1 Maret 2010 : 104 - 112

Proses distribusi tenaga listrik sampai kekonsumen mengalami penurunanlsusutbesar tenaga listrik yang dikirim. Susutyang terjadi dalam pendistribusiantenaga listrik ini antara lain:a. Rugi Tegangan / Susut Tegangan /Jatuh TeganganSusut tegangan adalah besarnyategangan yang diakibatkan oleh arusyang mengalir pada suatu media yangmempunyai impedansi. Pada jaringandistribusi primer, susut tegangan inisebagian besar terjadi di saluran dantransformator. Oleh karena itu, salurandan transformator yang digunakan iniharus dipilih yang bias menghantarkanarus beban tanpa menyebabkan susuttegangan yang berlebihan. Denganmengabaikan capasitansi yang ada(untuk jaringan kurang d ri 80 km),suatu rangkaian listrik dapatdigambarkan sebagai berikut:

R Xc

---z... .....R

Gambar 7Diagram saluran distribusi tenaga listrikDari rangakaian tersebut, makadiperoleh persamaan:1= Vs ...........................(5)

ZsALZL)James J. Burke, 1994: )

Dimana :I=Arus bebanV s=tegangan sumber

ZSAL=impedansi salranZL=impedansi bebanDari persamaan tersebut nilai tegangandi sisi sumber mengalami penyusutandalam pendistribusiannya sebesar:L\V =IZSAL.................................... (6)

James J. Burke, 1994: )Dimana \V=besarnya susut teganganpada saluranI=arus bebanZSAL=impedansi salranKarena susut tersebut tegangan di SISIkonsumen akan berkurang, nilainyasama dengan:VL= IZL .............................................(7)

James J. Burke, 1994: )Dimana :V L=besarnya tegangan padakonsumenI=arus bebanZL=impedansi bebanb. Rugi Daya / Power Loss / SusutBesarnya energi atau beban listrik yangdigunakan ditentukan oleh beban yangtersambung yaitu beban resitif (R),beban induktif (XL) dan beban capasitif(XC). Ketiga beban listrik tersebutmemiliki sifat yang berbeda. Untukbeban resitif (R), besarnya searah atausefasa dengan tegangannya. Pada bebaninduktif (XL) nilainya mendahului 90dari tegangannya, sedangkan untukbeban kapasitif (XC) nilainya tertinggal90 dari tegangannya. Bila digambarkanpada bidang cartesius, nilai tersebutdapat digambarkan sebagai berikut:

109

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

7/9

Susut pada Jaringan Distribusi 2 KV... .................................... Agus Adiwismono

R V

Gambar 8Gambar beban R XL dan XC

( James J. Burke, 1994: )Beban pada konsumen terdiri darirangkaian ketiga beban tersebut yangdisebut impendansi (Z).Beban-beban tersebut menghasilkandaya yang berbeda-beda, yaitu:Beban resitif (R) menghasilkan dayaaktif (Pw) yang nilainya searah dengantegangan. Daya ini dinyatakan dengansatuan Watt (W). Daya ini melupakandaya yang dipakai oleh konsumenBeban induktif XL) dan beban kapasitif(XC) menghasilkan daya semu atau dayareaktif (PV R) yang nilainya tertinggal90 (untuk beban XL) dan mendahului90 (untuk beban XC) dari tegangannya.Daya ini dinyatakan dengan satuanVAR.Sedangkan untuk impendasi (Z)menghasilkan daya semu PVA) yangmerupakan jumlah dari daya aktif dandaya reaktif.Penjumlahan kedua daya antara dayaaktif dan daya reaktif akan menghasilkandaya nyata yang merupakan daya yangdisuplai untuk konsumen. Nilai dari dayareaktif PVAR) yang besar, dapatmenyebabkan nilai dari rugi-rugi dayamenjadi besar sedangkan nilai dari dayaaktif (Pw) dan tegangan yang sampai kesemu itu P = V.I, maka denganbertambah besarnya daya berarti terjadipenurunan harga V dan naiknya harga I.Dengan demikian daya aktif, dayareaktif dan daya nyata merupakan suatukesatuan yang kalau digambarkan sepertisegi tiga siku-siku berikut ini:

PwGambar9

Segitiga daya(James J. Burke, 1994: )

PVAR

Dari gambar tersebut dapat dilihatbahwa besarnya PV R dapatmempengaruhi besarnya sudut yangdibentuk antara PV dan pw. Sudutantara PV dan Pw tersebut kita kenaIsebagai factor daya (power factor / pt).Jika nilai dari daya semu PVA) adaIahPY =V . I ...................................... (8)

(James J. Burke, 1994: )Dimana:PV =daya semu VAV=tegangan VoltI=arus AmpereMaka dari gambar tersebut dapatdiperoleh persamaan sebagai berikut:Pw =V . I . cos., ........................(9)

(James J. Burke, 1994: )Dimana:Pw=daya aktifV=teganganVoltI=arusAmpere. Coscp=power factorSedangkan untuk daya reaktif Pv Rsesuai dengan persamaan sebagaiberikut:P V I . (AR - SID., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10)

110

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

8/9

O

5/27/2018 6-1-2010 Hal 104-112

9/9

Susut pada Jaringan Distribusi 20 KV... gus Adiwismono

Oleh karena itu, penghantar padajaringan tegangan rendah (JTR)sebaiknya diganti dengan penghantardengan diameter yang sesuai.b Penyambungan Saluran Rumah y ng~ k b m i k e r e n m a n S R r e n ~ n g )Jika menurut ketentuan yang berlakupenyambungan Sambungan Rumah (SR)dari pole tidak boleh lebih dari lima poled n jarak antara rumah maksimal 40meter. Jika penyambungan SambunganRumah tersebut melebihi dari ketentuantersebut maka tegangan pada sisikonsumen menjadi drop, hal ini dapatmenyumbang terjadinya lossis karenategangan yang masuk pada meterberkurang dan 1m menyebabkanputarannya tidak maksimal.Untuk menghindari hal tersebut, makadalam penyambungan SR yang jaraknyamelebihi ketentuan, harns dilakukanpenambahan pole untuk mengurangijumlah renteng SR dan panjang SR.4 KesimpulanDari uraian tersebut diatas dapatdisimpulkan sebagai berikut :4 1 Yang menyebabkan susut padajaringan distribusi tegangan menengahadalah :)- Susut pada Jaringan TeganganMenengahaJaringan terlalu panjang

b rus hubung singkat yang terjadikarena adanya gangguan

4.2 Yang menyebabkan susut padajaringan distribusi tegangan rendahadalah :)- Susut pada Jaringan TeganganRendaha Ukuran penghantar yang tidaksesuai dengan besamya beban padajaringan

b.Penyambungan Saluran Rumahyang melebihi ketentuan ( SRrenteng 5 rumah)4.3 Salah satu cara mengatasi susutarns netral adalah dengan membuatsama ukuran kawat netral dan fasa.

Daftar PustakaAbdul Kadir, Distribusi d n UtilisasiTenaga Listrik, Jakarta: UI - Press,2000.James Burke, Power DistributionEngineering - Fundamentals ndApplications, New York: MarcelDekker Inc., 1994.Sudaryatno Sudirham, Dr., PengaruhKetidakseimbangan Arus TerhadapSusut Daya pada Saluran,

Bandung : ITB, Tim PelaksanaKerjasama PLN-ITB, 1991..Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Bandung :ITB,1991.

112