i

PENINGKATAN KUALITAS PROFIL TEGANGAN DENGAN

MEMPERBAIKI LOSSES DAYA MENGGUNAKAN

PENETRASI ENERGI TERBARUKAN PLTS KALIPUCANG

15 kWp

SKRIPSI

Disusun Oleh:

MAHMUD AFANDI

201310130311102

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PENINGKATAN KUALITAS PROFIL TEGANGAN DENGAN

MEMPERBAIKI LOSSES DAYA MENGGUNAKAN PENETRASI

ENERGI TERBARUKAN PLTS KALIPUCANG 15 kWp

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

MAHMUD AFANDI

201310130311102

Tanggal Ujian : 13 Oktober 2018

Tanggal Wisuda : 24 November 2018

Diperiksa dan disetujui oleh :

Pembimbing I,

Ir. Diding Suhardi, MT

NIDN. 0706066501

Pembimbing II,

Ir. Nurhadi, MT

NIDN. 0731126202

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PENINGKATAN KUALITAS PROFIL TEGANGAN DENGAN

MEMPERBAIKI LOSSES DAYA MENGGUNAKAN PENETRASI

ENERGI TERBARUKAN PLTS KALIPUCANG 15 kWp

Tugas Akhir ini Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

MAHMUD AFANDI

201310130311102

Tanggal Ujian : 13 Oktober 2018

Tanggal Wisuda : 24 November 2018

Disetujui Oleh:

1. Ir. Diding Suhardi, MT

NIDN. 0705056501

(Pembimbing I)

2. Ir. Nurhadi, MT

NIDN. 0718036502

(Pembimbing II)

3. Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT

NIDN. 0705056501

(Penguji I)

4. Novendra Setyawan, ST, MT

NIDN. 0719119201

(Penguji II)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT

NIDN. 0718036502

iv

LEMBAR PERNYATAAN

i. LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : MAHMUD AFANDI

Tempat/Tgl. Lahir : BANYUWANGI / 04 JUNI 1993

NIM : 201310130311102

Fakultas/Jurusan : TEKNIK/TEKNIK ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “PENINGKATAN

KUALITAS PROFIL TEGANGAN DENGAN MEMPERBAIKI LOSSES DAYA

MENGGUNAKAN PENETRASI ENERGI TERBARUKAN PLTS

KALIPUCANG 15 kWp” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan

bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali

dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk risiko/sanksi yang berlaku.

Mengetahui,

Malang, 18 Oktober 2018

Yang Membuat Pernyataan

Mahmud Afandi

Pembimbing I,

Ir. Diding Suhardi, MT

NIDN. 0705056501

Pembimbing II,

Ir. Nurhadi, MT

NIDN. 0718036502

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah S.W.T yang telah melimpahkan nikmat serta

hidayah-Nya. Sholawat serta salam tidak lupa selalu terucapkan kepada Nabi

junjungan kita Muhammad S.A.W., sehingga penulis berhasil menyelesaikan Tugas

Akhir ini yang berjudul:

“PENINGKATAN KUALITAS PROFIL TEGANGAN DENGAN

MEMPERBAIKI LOSSES DAYA MENGGUNAKAN PENETRASI

ENERGI TERBARUKAN PLTS KALIPUCANG 15 kWp ”

Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik (S.T.) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu

penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memperluas pustaka dan pengetahuan

utamanya dalam bidang analisis sistem kontrol.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih banyak

terdapat kekurangan. Oleh karena itu Penulis berharap saran yang membangun,

agar kedepannya menjadi lebih baik dan bermanfaat. Penulis mohon maaf apabila

terdapat kesalahan dalam penulisan baik yang sengaja maupun yang tidak

disengaja.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 18 Oktober 2018

Penulis

viii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Kepada kedua orang tua penulis yang selalu tidak berhenti memberi doa serta

dukungan secara materiil demi terselesaikannya Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Diding Suhardi, M.T dan Ir. Nurhadi, M.T yang telah menjadi

Dosen pembimbing yang luar biasa, selalu memberi nasehat, arahan,

bimbingan maupun motivasi untuk penulis.

3. Teman-teman seperjuangan Elektro B 2013 dimana pun kalian berada, yang

saya cintai.

4. Para sahabat penulis khususnya Arif Miftahul Huda dan siapa pun yang telah

merelakan untuk menjadi tempat bertukar pikiran dalam penyusunan Tugas

Akhir ini.

5. Seluruh civitas akademika (dosen, asisten, dan karyawan) Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah membekali ilmu dan membantu penulis

selama menempuh pendidikan.

6. Semua pihak yang telah membantu dan mendoakan penulis tanpa terkecuali.

Semoga Allah SWT memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya atas

segala kebaikan dan semoga kita semua selalu dalam lindungan serta tuntunan-Nya.

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv

ABSTRAK .............................................................................................................. v

ABSTRACT ........................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................ viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR SINGKATAN .................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................ 3

1.3. Tujuan ............................................................................................................... 3

1.4. Batasan Masalah ............................................................................................... 3

1.5. Sistematika Penulisan ....................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5

2.1. Penelitian Terdahulu ......................................................................................... 5

2.2. Profil Tegangan dan Losses Daya ..................................................................... 8

2.3. Studi Aliran Daya.............................................................................................. 8

x

2.3.1. Daya Aktif ............................................................................................... 9

2.3.2. Daya Reaktif ......................................................................................... 10

2.3.3. Daya Semu ............................................................................................ 10

2.3.4. Faktor Daya ........................................................................................... 10

2.4. Metode Newton Raphson ................................................................................ 11

2.5. Standar Performasi Jaringan ........................................................................... 14

2.6. Transformator (Trafo) 3 Fasa ......................................................................... 15

2.6.1. Hubungan Bintang (Y) .......................................................................... 17

2.6.2. Hubungan Segitiga/Delta (∆) ................................................................ 17

2.7. Jenis – Jenis Hubungan Trafo 3 Fasa .............................................................. 18

2.7.1. Hubungan Wye – Wye (Y-Y) ................................................................ 18

2.7.2. Hubungan Wye – Delta (Y - ∆) ............................................................. 19

2.7.3. Hubungan Delta – Wye (∆ - Y) ............................................................ 19

2.7.4. Hubungan Delta – Delta (∆ - ∆) ............................................................ 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 21

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................................... 21

3.2. Studi Literatur ................................................................................................. 22

3.3. Diagram Alir Analisis Aliran Daya ................................................................ 22

3.4. Bahan dan Alat Yang Digunakan.................................................................... 25

3.5. Sistem PLTS Kalipucang 15 kWp .................................................................. 25

3.6. Baterai ............................................................................................................. 26

3.7. Inverter ............................................................................................................ 26

3.8. Langkah Pengerjaan ........................................................................................ 27

3.8.1. Single Line Diagram Penyulang Ngembal ............................................ 28

xi

3.8.2. Data Trafo Penyulang Ngembal DJ 364 ............................................... 28

3.8.3. Data Beban Penyulang Ngembal DJ 364 .............................................. 31

3.8.4. Data Kabel Penghantar Penyulang Ngembal DJ 364............................ 33

3.8.5. Data Kapasitor Bank ............................................................................. 36

BAB IV HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN... ............................................ 38

4.1. Topologi Penyulang Ngembal ........................................................................ 38

4.1.2. Data Gardu Trafo Tiang (GTT) ............................................................ 38

4.1.3. Data Penghantar .................................................................................... 38

4.1.4. Data Beban ........................................................................................... 39

4.2. Hasil Analisis Aliran Daya Penyulang Ngembal ............................................ 39

4.2.1. Kondisi Eksisting .................................................................................. 39

4.2.2. Setelah Pemasangan Kapasitor Bank ................................................... 41

4.2.3. PLTS Kalipucang On Grid ................................................................... 43

4.3. Perbandingan Rugi-Rugi Daya (Power Losses) 3 Kondisi Pengujian ........... 47

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 49

5.1. Kesimpulan ..................................................................................................... 49

5.2. Saran ............................................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 50

LAMPIRAN .......................................................................................................... 51

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tegangan Sistem ................................................................................... 14

Tabel 2.2 Distorsi harmonic .................................................................................. 14

Tabel 2.3 Waktu Pemutusan Gangguan................................................................. 15

Tabel 3.1 Spesifikasi Panel Surya ......................................................................... 25

Tabel 3.2 Physical Spesification PLTS .................................................................. 25

Tabel 3.3 Data Sheet Kabel Penyulang Ngembal DJ 364 ...................................... 34

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Segitiga Daya................................................................................... 11

Gambar 2.2 Tipikal Bus Dari Sistem Tenaga ...................................................... 11

Gambar 2.3 Transformator 3 fasa hubungan bintang .......................................... 17

Gambar 2.4 Transformator tiga fasa hubungan segitiga/delta ............................ 18

Gambar 2.5 Transformator tiga fasa hubungan Y-Y ........................................... 19

Gambar 2.6 Transformator tiga fasa hubungan Y-∆ ........................................... 19

Gambar 2.7 Transformator tiga fasa hubungan ∆-Y ........................................... 20

Gambar 2.8 Transformator tiga fasa hubungan ∆-∆............................................ 20

Gambar 3.1 Topologi Penyulang Ngembal ......................................................... 21

Gambar 3.2 PLTS Kalipucang ............................................................................ 22

Gambar 3.3 Diagram Alir metode penelitian ...................................................... 24

Gambar 3.4 Baterai PLTS Kalipucang ................................................................ 26

Gambar 3.5 Inverter PLTS kalipucang................................................................ 27

Gambar 3.6 Single line diagram dari sebagian Penyulang Ngembal .................. 28

Gambar 3.7 Kotak dialog Info 2-winding transformer editor-DJ 364 ................ 29

Gambar 3.8 Kotak dialog rating 2-winding transformer editor-DJ 364 ............. 30

Gambar 3.9 Kotak dialog info static load editor ................................................. 31

Gambar 3.10 Kotak Dialog Loading Static Load editor-DJ 364 .......................... 32

Gambar 3.11 Kotak dialog cable editor Penyulang Ngembal DJ 364 .................. 33

Gambar 3.12 Kotak dialog library Quick Pick -Cable Penyulang Ngembal DJ

364 ................................................................................................... 35

Gambar 3.13 Kotak dialog kapasitor bank ............................................................ 36

xiv

DAFTAR SINGKATAN

PLTS : Pembangkit Listrik Tenaga Surya

SPLN : Standar Perusahaan Listrik Negara

P : Daya Aktif (Watt)

Q : Daya Reaktif (VAR)

E : Tegangan (Volt)

S : Daya Semu (VA)

δ : Sudut Fasa Tegangan

𝑖 : Arus armature (𝐴)

Permen : Peraturan Pemerintah

AC : Alternating Current

DC : Direct Current

kWp : kilo Watt pick

TM : Tegangan Menengah

JTM : Jaringan Tegangan Menengah

PF : Power Faktor

50

DAFTAR PUSTAKA

Zainuddin Muammar, Suyono Hadi dan Dachlan Soekotjo Harry, “Optimasi Injeksi

Photovoltaic Distributed Generations (PVDG) Menggunakan Metode Algoritma

Genetika,” Jurnal EECCIS Vol.8,No.2, December 2014.

Kementerian ESDM RI, “Aturan Jaringan Sistem Tenaga Listrik Jawa-Madura-

Bali,” Nomor 03, Jakarta 2007.

Cekdin Cekmas, ”Sistem Tenaga Listrik,” Yogyakarta : ANDI, 2007.

Muamar Zainudin, “Pengaruh Masuknya PLTS on Grid Skala Besar Pada Sistem

Distribusi 20kV Terhadap Kualitas Tegangan dan Rugi-rugi Daya” Prosiding

Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2017) ISBN 978 602-6204-24-0

Fakultas Teknik Universitas Negeri Gorontalo, 18 Oktober 2017

Hontong Jonal Nolki, Tuegeh Maickel ST, “ Analisa Rugi-Rugi Daya Pada Jaringan

Distibusi Di PT. PLN Palu”, E-Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, ISSN. 2301-

8402, (2015)

Ferdinan Rizky dan Warman Eddy,” Analisa Pemilihan Trafo Distribusi

Bedasarkan Biaya Rugi-rugi Daya Dengan Metode Nilai Tahunan,” vol 8, no 1, Juli

2014

Riadnyana Nata Agus Kadek, Giriantari Dwi Ayu Ida dan Sukerayasa Wayan I, “

Pengaruh Beroprasinya PLTS Kayubhi Terhadap Susut Energi dan Keandalan

Penyulang Bangli” E-Journal Spektrum vol.2, no.2 juni 2015.

Nigara Gustian Adib dan Primadiyono Yohanes, “ Analisis Aliran Daya Sistem

Tenaga Listrik pada Bagian Texturizing di PT Asia Pasific Fibers Tbk Kendal

Menggunakan Software ETAP POWER STATION 4.0,” juni 2015

Nugraha Rizki, “Analisis Rugi Daya Sistem Distribusi Dengan Peningkatan Injeksi

Jumlah Pembangkit Tersebar”, Publikasi Jurnal Skripsi 2014.

Muslimin, Suyono Hadi, Hasanah Nur, “Perbaikan Profil Tegangan pada Feeder

harapan Baru Lima (H5) Area Samarinda Untuk Pengurangan Susut Energi”, jurnal

EECCIS Vol. 7, No. 2, Desember 2013.