Perhitungan Losses Jaringan Listrik

I. LOSSES PADA JARINGAN DISTRIBUSI

Losses pada jaringan distribusi adalah perbedaan antara energi listrik yang disalurkan (Ns) dengan energi listrik yang terpakai (NI). Ns - NI Losses = ------------- x 100 % Ns Apakah penyebab terjadinya Losses

1.1. Terjadi rugi-rugi pada saluran (penghantar)

I = Arusnya yang mengalir pada penghantar r = Tahanan pada penghantar per km x = Reaktansi pada penghantar per km

Cos = Faktor daya beban L = Panjang penghantar

1.2. Kesalahan pada pengukuran

1.2.1. Kesalahan baca stan kWh meter (deviasi error)

1.2.2. Kesalahan pada rasio trafo ukur (Current Transformer & Potential Transformer)

Trafo ukur rusak (belitan hubung singkat, ini rusak) Trafo ukur jenuh Salah pada rating plate (seharusnya 150 / A, ditulis 100 / 5)

1.3. Beban tidak seimbang dan kawat netral mengalir arus

Pada konsisi beban tidak seimbang, maka arus pada netral akan nol. Sedangkan pada kondisi ideal pada kawat netral ini seharusnya "nol". Bila ada nilai tahanan pada kawat pentanahan netral, maka pada kawat netral akan bertegangan besarnya arus yang mengalir sepanjang kawat netral akan menyebabkan rugi daya di sepanjang kawat netral.

1.4. Kontak pada sambungan tidak baik (loss contact)

1.5. Penggunaan tenaga listrik yang tidak terukur.

Pencurian listrik

Kebocoran listrik

1.6. Variasi tegangan pelayanan

1.6.1. Tegangan standar sistem tegangan rendah Satu fasa : 127 V dan 220 V

Secara bertahap tegangan 127 V dihilangkan Tiga fasa : 127 / 220 V dan 220 / 380 V

Secara bertahap tegangan 127 / 220 V dihilangkan

1.6.2. Toleransi tegangan pelayanan Maksimal + 5 % minimal - 10 % ( untuk JTR 198 s/d 231 Volt sedangkan untuk JTM 18 s/d 21

kV )

II. RUGI TEGANGAN

2.1. Sepanjang hantaran SR

Maksimal 2 % bila disadapkan langsung dari JTR

Maksimal 12 % disadapkan langsung pada trafo Model SR, yang disadapkan langsung dari trafo

2.2. Perhitungan rugi tegangan

V = I (r . Cos Q + Sin Q) . L atau P elta V = ---- (r + X tg Q) I ......... V atau kV V

Untuk TM P dalam satuan MW Untuk TR P dalam satuan kV

Untuk TM dalam satuan kW Untuk TR dalam satuan V

P Pada TM = 100 (r + X . tg Q) ----- I ......... % V2 P Pada TR = 105 (r + X . tg Q) ----- I ......... % V2

2.3. Momen listrik Momen listrik dari beban tiga fasa seimbang P (kW) yang terletak pada jarak dari sumber daya L (km), maka momen listriknya : M = P . L ........................ kW . km Bila daya P total terdistribusi merata pada jaring sepanjang L, momen listriknya P . L M = -------- 2

2.4. Unit momen listrik V2 M1 = 10-5 -------------- R + x . tg Momen listrik suatu beban M1, unit momen listrik dari saluran M dan jatuh tegangan dihubungkan oleh persamaan berikut ini. M = M1 . D Tabel unit momen listrik

Untuk berbagai ukuran kabel twisted dan faktor daya beban (Cos ) tegangan dasar adalah 4000 V. Bila digunakan sistem 220 V harga skala M, yang dibaca dikalikan dengan 0,30.

Contoh Kasus Beban tiga fasa seimbang sebesar 30 kW pada faktor daya 0,8 harus dipasok melalui saluran 500 meter dari gardu 400 Volt. Tentukan ukuran kabel untuk suatu jatuh tegangan maksimal 6 %. Jawaban : Momen listrik dari saluran tersebut : M = P . L = 30.0,5 = 15 kW . km Unit momen listrik minimum untuk kabel tersebut adalah : M 15 M1 = ----- = ------- = 2,5 kW . km D 6 Titik 2,5 pada skala M1 memotong garis faktor daya 0,8 pada kabel 70 mm2 masih memnuhi batas-batas kemampuan kabel. Dalam kenyataan dapat mencapai 2,6. Jatuh tegangan sebenarnya ; 15 D = ----- 5,77 % 2,6 Arus salurannya adalah :

30.1.000 I = ------------------------------------- = 57,5 A 400 . (1 - 0,0577) 0,8 . 1,73 Dari tabel KHA kabel TIC TR, kabel ukuran 16 mm2 mampu melalui arus sebesar itu, tetapi jatuh tegangannya akan menjadi :

D = I (r Cos + x Sin ) . L = 57,5 (2,41 . 0,8 + 0,1 . 0,6) . 0,5 = 94,01 Volt atau : 94,01 D = -------- . 100 % = 23 % 400

Karakteristik Listrik Untuk Kabel Udara Twisted Alumunium

Penampang Nominal

Tahanan Pada 850C

Reaktansi pada 50

Hz

Arus yang diizinkan pada

200C 300C 400C

mm2 Ohm / km Ohm / km A A A

16 25 35 50 70

2,41 1,52 1,10 0,81 0,54

0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

85

110 135 160 200

80

100 125 145 185

70 95

110 135 170

Arus beban terus menerus maksimum, harus lebih kecil dari kuat hantar arus (KHA) dari penghantar. Besarnya KHA ini terlihat pada tabel. Tabel :

Daftar KHA penghantar yang dihitung atas dasar kondisi-kondisi berikut ; Kecepatan angin 0,6 m / detik

Suhu keliling akibat sinar matahari 300C Suhu penghantar maksimum 800C Bila tidak ada angin maka KHA dapat dikali dengan 0,7

Luas penampang (MM2)

KHA terus menerus, untuk penghantar

AAC (C)

KHA terus menerus, untuk penghantar

AAAC (A)

16 25 35 50 70 95 120 150 185 240

110 145 180 225 270 340 390 455 520 625

105 135 170 210 255 320 365 425 490 585

2.5. Memperbaiki Faktor Daya Jaringan

Beban listrik seperti motor, trafo dan lain-lain menyerap arus magnit sehingga menyebabkan arus

ketinggalan terhadap tegangan dengan sudut .

Sedangkan proyeksi daya-daya sebagai akibat pergeseran arus tersebut adalah :

P = V . I Cos Disebut daya aktip Q = V . I Sin Disebut daya reaktip S = V . I Disebut daya nyata

S = P2 + Q2 Q Sin = ---- S P Cos = ----- S Q Tg = ---- P

P akan didisipasikan sebagai energi mekanis atau panas yang dapat dimanfaatkan oleh pemakai listrik, sedangkan Q akan hilang sebagai energi elektro magnit. Semakin besar daya Q yang hilang maka sistem penggunaan energi menjadi tidak efisien. Untuk itu harus dibatasi dengan cara membatasi besarnya faktor daya antara 0,8 - 0,85.

Kehilangan-kehilangan pada jaringan sebagai akbat variasi harga Cos diperlihatkan pada tabel di bawah ini :

Cos Arus Kehilangan

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

1 1,111 1,251 1,431 1,671 2,01

1 1,22 1,56 2,04 2,77 1,0

Terlihat bahwa dengan Cos makin rendah, jaringan akan semakin parah keadaannya dan untuk memperbaikinya ada 2 (dua ) cara yaitu :

1. Pengaturan arus penguatan generator 2. Pemasangan batere kapasitor

Saluran udara selain menghasilkan daya reaktip juga menyerap daya reaktip, sedangkan saluran kabel tanah lebih banyak menghasilkan daya reaktip. Oleh karena itu saluran kabel tanahmemiliki

Cos yang lebih besar dari pada jaringan udara.

2.5.1. Perhitungan kapasitor

1. Ketahui terlebih dahulu besarnya Cos beban, caranya :

Mengukur dengan menggunakan Cos meter Mengukur besarnya tegangan arus dan daya aktip dan menghitung

S = V . I 3 P Cos = ---- S

2. Ketahui harga Sin dengan cara :

Menghitung

Sin = I - Cos 2

Mengukur daya reaktip menggunakan var meter dan menghitung : S Sin = ----- P

3. Hitung besarnya Tg :

Sin P Tg = -------- atau Tg v = ----- Cos S

4. Besarnya daya reaktip Q adalah :

Q = P . Tg

5. Menaikkan harga Cos berarti mengurangi harga daya reaktip dari Q menjadi Q1 besarnya daya reaktip yang dihilangkan :

Qc = Q - Q1 = P . Tg - P . Tg 1 = P (Tg - Tg 1) Qc diatas adalah besarnya daya reaktip yang dihasilkan oleh batere kapasitor

2.5.2. Kapasitas batere kapasitor Qc adalah daya reaktip yang dihasilkan kapasitor. Besarnya Qc berdasarkan tegangan dan arus adalah sebesar :

Qc = V . Ic Ic adalah arus yang diserap kapasitor V Qc = V . ----- Xc adalah reaktansi kapasitor Xc 1 Xc = ----- C adalah kapasitansi kapasitor . C

Qc = V2 . 3.4 . C = 2F = 2 . 3,14 . 50 = 314 Kapasitas kapasitor dapat dihitung menjadi : Qc C - --------- 314 . V2 Jaringan 20 kV dengan S = 100 kVA dan P = 45 kW jika faktor daya jaringan akan dinaikkan menjadi 0,857 berdasarkan kapasitas dari kapasitor yang harus dipasang. Jawaban : 45 Cos = ------- = 0,45 dan Tg = 2 100

Cos 1 = 0,857 Tg 1 = 0,6 Kapasitor yang perlu dipasang adalah sebesar

Qc = P . (Tg - Tg 1) = 45 (2 - 0,6) = 63 kVAr 63.1.00 C = ---------------- 314.20.0002 = 0,5 mikro Farad

Gambar contoh pemasangan kapasitor

Sumber : http://electra-motion.blogspot.co.id/2011/03/tes-awal.html