Proposal Proyek Akhir 2012

Program Studi Teknik Listrik

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Bandung

RANCANG BANGUN SIMULATOR

JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH (JTM)

SISTEM SUTM DAN SKTM

Nama Mahasiswi : Yenny Yuniarti Putri NIM : 091321064

Pembimbing I : Dadang Hidayat, Ir. NIP : 19501006 197204 1 001

Pembimbing II : Toto Tohir, ST., MT. NIP : 19640417 198903 1 002

Abstrak

Pada Proyek Akhir ini akan dirancang dan direalisasikan simulator untuk

jaringan distribusi tegangan menengah dengan simulasi sistem saluran udara dan

saluran kabel. Pembuatan alat ini dipandang perlu agar dapat membuat simulator

yang diperlukan khususnya praktikum di semester V dan melengkapi simulator -

simulator distribusi dalam praktikum parameter impedansi jaringan sistem saluran

udara dan saluran kabel. Rancang bangun simulator jaringan distribusi tegangan menengah (JTM) sistem SUTM dan SKTM ini berbasis konfigurasi jaringan

radial.

Modul ini mensimulasikan sistem distribusi tenaga listrik menggunakan

SUTM dengan panjang saluran 20 km dan SKTM dengan panjang saluran 8,5 km.

Diharapkan modul ini menjadi salah satu penunjang kegiatan praktikum

mahasiswa dalam mata kuliah yang dilakukan di Laboratorium SDTL dan

penggunaan simulator ini dalam praktikum dapat memberikan gambaran dalam

sistem distribusi tenaga listrik di lapangan.

Kata Kunci : Jaringan Tegangan Menengah, Saluran Udara Tegangan Menengah

(SUTM), Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM).

Rancang Bangun Simulator

Jaringan Distribusi Tegangan Menengah (JTM)

Sistem SUTM dan SKTM

Penulis,

Nama Mahasiswa : Yenny Yuniarti Putri

N I M : 091321064

Proposal Proyek Akhir ini diusulkan untuk persetujuan Judul Proyek Akhir 2012 pada

Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung.

Bandung , Februari 2012

(Yenny Yuniarti Putri)

091321064

Pembimbing I Pembimbing II

(Dadang Hidayat, Ir.) (Toto Tohir, ST., MT.)

NIP : 19501006 197204 1 001 NIP : 19640417 198903 1 002

1. Latar belakang

Listrik merupakan bentuk energi yang cocok untuk dan nyaman bagi manusia

modern. Tanpa listrik infrastruktur masyarakat sekarang tidak akan menyenangkan.

Pemanfaatan secara optimum bentuk energi ini oleh masyarakat dapat dibantu dengan

sistem distribui yang efektif.

Energi listrik bisa sampai ke konsumen itu tentunya harus melalui jaringan. Jadi

jaringan listrik merupakan faktor yang penting dalam sistem tenaga listrik. Sedangkan

yang harus diperhatikan pada jaringan itu adalah masalah tegangan dan maksimal

pembebanan. Dan dengan melakukan analisa pada jaringan itu maka kondisi sistem

jaringan bisa diketahui sehingga dapat memberikan prediksi pada operasi sistem.

Sistem distribusi merupakan subsistem tersendiri yang terdiri dari : Pusat

Pengatur (Distribution Control Center, DCC), saluran tegangan menengah (6kV dan

20kV, yang juga biasa disebut tegangan distribusi primer) yang merupakan saluran udara

atau kabel tanah. Jaringan distribusi primer merupakan jaringan yang menghubungkan

gardu induk dengan gardu distribusi. Jaringan ini bekerja pada tegangan 6 kV sampai 20

kV yang biasa disebut dengan tegangan menengah. Sistem penyaluran daya listrik dari

pusat ke beban memiliki berbagai cara, hal ini disebabkan karena dalam proses

penyaluran daya listrik harus diperhatikan faktor keandalan, kestabilan, harga,

fleksibilitas, dan efisiensi.

2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah yang akan dibahas meliputi :

1. Bagaimana membuat hardware bentuk simulator jaringan tegangan menengah

untuk saluran udara.

2. Bagaimana membuat jobsheet sebagai petunjuk praktikum agar mudah

dipahami oleh penggunanya sebelum menggunakan modul tersebut.

3. Tujuan

1. Membuat simulator jaringan untuk saluran udara tegangan menengah untuk

keperluan penunjang kegiatan praktikum mahasiswa di laboratorium

distribusi tenaga listrik (SDTL) pada Semester V.

2. Membuat jobsheet agar mahasiswa yang akan melakasanakan praktikum pada

modul tersebut dapat memahami terlebih dahulu rangkaian yang harus dibuat.

4. Tinjauan Pustaka

4.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Gambar 1. Pembagian/pengelompokan Tegangan Sistem Tenaga Listrik

Sistem distribusi tenaga listrik adalah suatu sistem jaringan atau penyaluran

tenaga listrik dengan skala daya yang relatif besar yang menyalurkan daya listrik

mulai dari :

a. Gardu Induk Tegangan Menengah (GI-TM) menuju ke gardu Hubung

Tegangan menengah (GH-TM) dan Gardu Distribusi Tegangan Menengah (GD-

TM), hal semacam ini disebut dengan sistem jaringan distribusi primer.

b. Gardu Induk Tegangan Rendah (GI-TR), menuju ke titik-titk beben tegangan

rendah, hal semacam ini disebut dengan sistem jaringan distribusi rendah.

4.2 Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik

Menurut susunan rangkaiannya saluran distribusi terbagi menjadi :

a. Saluran Distribusi Primer.

Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari

gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat mengguna kan saluran

udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang

diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan

sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat

bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer.

1. Jaringan Distribusi Radial.

2. Jaringan Distribusi Ring (loop)

3. Jaringan Distribusi Jaring-jaring (NET)

4. Jaringan Distribusi Spindle

5. Saluran Radial Interkoneksi

b. Saluran Distribusi Sekunder

Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari

gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi

sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini

dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini

biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada

konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb:

1. Papan pembagi pada trafo distribusi,

2. Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder)

3. Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai)

4. Alat Pembatas dan pengukur daya (kWH. meter) serta fuse atau pengaman pada

pelanggan

Gambar 2. Komponen sistem distribusi

4.3 Sistem Jaringan Tegangan Menengah

Tenaga listrik yang bertegangan menengah (sistem 20 KV) dan tegangan tinggi

(sistem 150 KV) hanya dipergunakan sebagai sistem penyaluran (distribusi dan transmisi)

untuk jarak yang jauh. Hal ini bertujuan untuk kehandalan sistem karena dapat

memperkecil rugi-rugi daya dan memliki tingkat keandalan penyaluran yang tinggi,

disalurkan melalui saluran transmisi ke berbagai wilayah menuju pusat-pusat pelanggan.

Pasokan daya listrik pada system distribusi 20 KV PLN didapat dari sistem

penyaluran 150 KV atau 70 KV melalui trafo tenaga yang terpasang di Gardu Induk.

Keluaran trafo daya dikumpulkan dulu pada Bus 20 KV di kubikel Gardu Induk untuk

kemudian didistribusikan melalui beberapa penyulang 20 KV ke konsumen dengan

jaringan berupa Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) atau Saluran Kabel

Tegangan Menengah (SKTM). Khusus SUTM, jaringan bisa ditarik sepanjang puluhan

sampai ratusan Km termasuk percabangannya dan biasanya ada di kota besar. Di

sepanjang SUTM terdapat percabangan yang dibentuk di dalam Gardu Distribusi atau

Gardu Tiang.

Saluran tegangan menengah sering disebut juga jaringan distribusi primer yang

berfungsi untuk :

- Memberi suplai atau mencatu daya listrik terhadap gardu-gardu distribusi

yang letaknya berjauhan dan terpisah antara gardu dengan gardu

- Mencatu beban-beban motor industri

Penyaluran tersebut pada jaringan distribusi primer menggunakan dua cara, yaitu

selain dengan hantaran telanjang atau saluran udara tegangan menengah (SUTM), dapat

dengan kabel tegangan menengah/ saluran kabel tegangan menengah (SKTM).

Kabel tanah ialah satu atau beberapa bagian hantaran yang berisolasi,

berpelindung mekanis dan berselubung luar yang dalam penggunaannya ditaruh atau

dipasang di dalam tanah.

Keuntungan pemasangan saluran bawah tanah adalah :

1. Biaya pemeliharaan saluran kabel bawah tanah relatif murah.

2. Sambungan bawah tanah relatif tidak terganggu oleh pengaruh-pengaruh cuaca

seperti: hujan, angin, petir, salju, sabotase, pencurian kabel lebih sulit, gangguan

layang-layang.

3. Saluran bawah tanah tidak mengganggu keindahan pandangan, tidak semerawut

seperti saluran udara.

4. Cocok digunakan pada saluran transmisi tegangan rendah, kota-kota besar yang

banyak penduduknya

Kerugian pemasangan saluran bawah tanah adalah pembangunan transmisi SKTM

lebih mahal dan lebih rumit, karena harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding

penghantar udara dan dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta

berkoordinasi dengan banyak pihak. Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan)

transmisi SKTM relatif sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan

SUTM.

4.4 Impedansi Ekivalen Jaringan

Perhitungan yang akan dilakukan di sini adalah perhitungan besarnya nilai

impedansi ekivalen positif, negatif dan nol dari titik gangguan sampai ke sumber.

Karena dari sejak sumber ke titik gangguan impedansi yang terbentuk adalah

tersambung seri maka perhitungan Z1eq dan Z2eq dapat langsung dengan cara

menjumlahkan impedansi tersebut, sedangkan untuk perhitungan Z0eq di mulai dari

titik gangguan sampai ke trafo tenaga yang netralnya ditanahkan. Akan tetapi untuk

menghitung impedansi Z0eq ini, harus diketahui dulu hubungan belitan trafonya.

Sehingga untuk impedansi ekivalen jaringan dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

Urutan positif dan negatif (Z1eq = Z2eq )

(Z1eq = Z2eq = Zs1 + Zt1 + Z1 penyulang)

Dimana :

Z1eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan positif (ohm)

Z2eq = Impedansi ekivalen jaringan urutan negatif (ohm)

Zs1 = Impedansi sumber sisi 20 kV (ohm)

Zt1 = Impedansi trafo tenaga urutan positif dan negatif (ohm)

Z1 = Impedansi urutan positif dan negatif (ohm)

Urutan nol

(Z0eq = Zt0 + 3RN + Z0 penyulang)

Dimana :

Z0eq = Impedansi ekivalen jaringan nol (ohm)

Zt0 = Impedansi trafo tenaga urutan nol (ohm)

RN = Tahanan tanah trafo tenaga (ohm)

Z0 = Impedansi urutan nol (ohm)

5. Metodologi Penyelesaian Masalah

Metode pemecahan masalah yang digunakan berupa :

1. Studi Literatur

Penulis mengumpulkan bahan-bahan yang diperlukan terkait dengan jaringan

tegangan menengah yang akan penulis pelajari, baik dalam bentuk buku panduan,

media cetak maupun internet.

2. Perancangan

Melakukan pembuatan layout, mendata dan menghitung komponen-komponen yang

akan digunakan, dan merancang pembuatan jobsheet.

3. Observasi

Melakukan survey data sekunder meliputi data-data historis yang ada dan laporan

sebelumnya yang bersangkutan yang akan diolah dan dianalisa untuk mempermudah

penulis dalam menyusun laporan proyek akhir.

4. Realisasi

Setelah mendapat rancangan secara rinci, pada tahap ini penulis melakukan realisasi.

Membuat hardware dan mencetak layout-nya lalu diakhiri dengan penempatan,

perakitan komponen-komponen dalam box.

5. Pengukuran dan pengujian

Setelah perakitan selesai, penulis mencoba melakukan pengujian dan pengukuran

besaran listrik untuk didata agar dapat dianalisa.

6. Analisa dan Evaluasi

Hasil pendataan yang diperoleh dari pengukuran akan dilakukan analisa dan evaluasi

untuk mengetahui kinerja dan kehandalan maupun kendala yang terjadi pada alat

yang dibuat .

7. Perbaikan dan Penyempurnaan

Apabila terjadi kesalahan yang mempengaruhi kinerja alat dan masih dapat

diperbaiki, penulis akan sebisa mungkin berusaha memperbaikinya.

8. Propototipe

Setelah dilakukan perbaikan dan penyempurnaan, penulis membuat propototipe

mengubah ke bentuk yang lebih representative.

6. Jadwal

No Kegiatan

Jadwal Pelaksanaan Proyek Akhir 2012

Bulan

Februari

Bulan

Maret

Bulan

April

Bulan

Mei

Bulan

Juni

Bulan

Juli

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi Literatur

2 Pembuatan

Proposal

3 Bimbingan

4 Desain

5 Pembuatan

Alat/ Hardware

6 Analisa dan

Evaluasi

7 Penyusunan

Laporan

8 Sidang TA

9 Perbaikan

7. Biaya

No Nama Barang Jumlah Satuan Harga Keterangan

1 Rangka Box 1 buah Rp 200.000

2 Duplek 1 buah Rp 200.000

3 Triplek 1 buah Rp 80.000

4 Trafo 6,6 kV 1 buah Rp 15.000.000 sudah ada

5 Induktor 3 buah Rp 500.000

6 Kapasior 12 f 15 buah Rp 300.000

7 Tahanan 238 buah Rp 238.000

8 Kontaktor 1 buah Rp 350.000

9 Buzzer 1 buah Rp 100.000

10 MCB 1 Fasa 1 buah Rp 50.000

11 MCB 3 Fasa 8 buah Rp 1.200.000

12 Lampu Pijar 100 W 3 buah Rp 30.000

13 Receptacle 228 buah Rp 600.000

14 Sepatu Kabel 400 buah Rp 100.000

15 Fitting Lampu 3 buah Rp 30.000

16 Kertas A4 80 Gsm 2 rim Rp 70.000

17 Ampere Meter 2 buah Rp 300.000

18 Volt Meter 2 buah Rp 300.000

17 Tinta Printer 4 botol Rp 80.000

18 Penggandaan

laporan 6 buah Rp 120.000

19 Kabel NYF 1 roll Rp 250.000

20 lain-lain Rp 100.000

Jumlah RP 20.198.000

Total biaya yang di keluarkan

Rp 5.198.000 Untuk 3 orang

Rp 1.733.000 Per-orang

8. Daftar Pustaka

[1] Firman. 2010. Rancang Bangun Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM).

Bandung : Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung.

[2] Haristi Putri, Gita. 2010. Rancang Bangun Saluran Kabel Tegangan Menengah

(SKTM). Bandung : Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung.

[3] Tohir, Toto. 2005. Analisis Sistem Tenaga Listrik, Diktat Kuliah. Bandung :

Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Bandung.

[4] www.dunia-listrik.com (di unduh tanggal 12 februari 2012)

[5] ........ . Transmisi Tenaga Listrik. Depok : Fakultas Teknik Universitas

Indonesia