TUGAS MAKALAH SISTEM DISRTIBUSI TENAGA LISTRIK

D

I

S

U

S

U

N

OLEH :

NAMA : FERI HATOROPAN PASARIBU

NIM :201131104

PRODI : TEKNIK LISTRIK

POLITEKNIK SANTHO THOMAS MEDAN

2012/2013

Sistem Tiga Phasa Tiga Kawat dan tiga phasa empat kawat

3 Phase dengan 4 kawat ataupun sistem 3 Phase dengan 3 kawat. Jika listrik 3 Phase

dengan 4 kawat yang di hasilkan oleh generator maka generator tersebut umumnya kumparan

stator dihubungkan secara bintang, sedangkan jika sistem kelistrikan 3 phase dengan 3 kawat

maka generator tersebut umumnya kumparan stator dihubungkan secara delta. Sistem 4 kawat

yang dimaksud adalah untuk menciptkan 3 buah Phase dengan 1 titik netral, jika tegangan

antar Phase yang di hasilkan oleh generator sebesar 380 Volt maka secara otomatis tegangan

Phase ke netral sebesar 220 Volt. Berikut ini gambaran dari output sebuah generator listrik 3

phase :

Dari dua gambar diatas menjelaskan dua buah hubungan kumparan stator yang dihubungkan

secara delta maupun dengan hubungan star. Untuk output generator listrik dengan hubungan

delta seperti gambar diatas biasanya dengan daya yang besar sehingga perlu menggunakan

trafomator step-up dengan hasil akhir menggunakan trafo distribusi dengan menghasilkan

titik Netral sehingga bisa disalurkan pada konsumen dengan kebutuhan tegangan standard

Indonesia. Untuk output generator listrik 3 Phase dengan hubungan star seperti gambar diatas

merupakan Output yang bisa langsung di gunakan oleh konsumen sebab output sudah sesuai

standard tegangan yang ada di indonesia dan sudah menghasilkan titik Netral.

Sistem Jaringan Distribusi Radial.

Bentuk jaringan ini merupakan bentuk yang paling sederhana, banyak digunakan dan

murah. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang

merupakan sumberdari jaringan itu dan dicabang – cabangkan ke titik – titik beban yang

dilayani, seperti terlihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Jaringan Distribusi Radial

Catu daya berasal dari satu titik sumber dan karena adanya pencabangan –

pencabangan tersebut, maka arus beban yang mengalir disepanjang saluran menjadi tidak

sama sehingga luas penampang konduktor pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak

sama sehingga luas penampamg konduktor pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak

sama karena arus yang paling besar mengalir pada jaringan yang paling dekat dengan

gardu induk. Sehingga saluran yang paling dekat dengan gardu induk ini ukuran

penampangnya relatif besar dan saluran cabang – cabangnya makin ke ujung dengan arus

beban yang lebih kecil mempunyai ukuran konduktornya lebih kecil pula. Spesifikasi dari

jaringan bentuk radial ini adalah :

a. Bentuknya sederhana.

b. Biaya inverstasinya murah.

c. Kualitas pelayanan dayanya relatif jelek, karena rugi tegangan dan rugi daya yang

terjadi pada saluran relatif besar.

d. Kontinuitas pelayanan daya kurang terjamin sebab antara titik sumber dan titik beban

hanya ada satu alternatif saluran sehingga bila saluran tersebut mengalami

pemadaman total, yaitu daerah saluran sesudah atau dibelakang titik gangguan

selama gangguan belum teratasi.

Untuk melokalisisr gangguan pada bentuk radial ini biasanya dilengkapi dengan

peralatan pengaman, fungsinya untuk membatasi daerah yang mengalami pemadaman

total, yaitu daerah saluran sesudah atau dibelakang titik gangguan selama gangguan belum

teratasi.

Klasifikasi Pelanggan

A.    Pengertian pelanggan

Perusahaan sering melakukan kegiatan analisis pelanggan, sehingga akan menentukan

peluang baru yang terbuka dan perlu ditindak lanjuti. Peluang baru dapat mendorong dalam

meningkatkan omzet penjualan.

Untuk itu ketika menjalin hubungan baik dengan para pelanggan, alangkah baiknya jika

perusahaan dan para penjual telah mempersiapkan diri dengan catatan, sehingga dapat

mengumpulkan informasi tetang peluang-peluang baru yang sangat penting.

Bagi perusahaan yang memproduksi barang dan jasa, keberadaan pelanggan adalah

mahapenting. Sehingga pelanggan merupakan asset perusahaan.

Sebelum melakukan analisis pelanggan, kita perlu tahu terlebih dahulu apa pelanggan

itu? Pelanggan adalah rekan atau mitra yang telah sekian lama menjalin kerja sama dalam

melakukan usaha.

Secara umum pelanggan dibedakan menjadi dua yaitu:

1.     Pelanggan internal adalah pelanggan yang berasal dari dalam perusahaan. Contoh bagian

akuntansi melayani jasa penyusunan laporan keuangan bagi bagian pemasaran.

2.    Pelanggan eksternal adalah pelanggan yang berasal dari luar perusahaan, atau pelanggan

yang terakhir. Contoh masyarakat membeli produk

B.     Klasifikasi pelanggan

1.     Pelanggan dari segi banyaknya terdiri dari pelanggan individu dan pelanggan family

2.    Pelanggan dari segi usia

3.    Pelanggan dari segi jenis kelamin

4.    Pelanggan dari segi tingkat penghasilan

5.    Pelanggan dari segi pendidikan

6.    Pelanggan dari segi waktu pembelian

7.    Pelanggan dari segi geografis

8.    Pelanggan dari segi agama

Fluktuasi Permintaan

Definisi fluktuasi atau pengertian fluktuasi adalah lonjakan atau ketidaktetapan segala sesuatu yang bisa digambarkan dalam sebuah grafik. Contohnya seperti fluktuasi harga barang, guncangan atau fluktuasi dalam pengukuran gelombang listrik, dll.

Beberapa penyebab tegangan listrik naik turun.

1. Bersumber dari PLNnya sendiri2. Jarak Gardu Travo ke rumah jauh3. Beban yang disuplay travo lebih besar dari kemampuan travo gardunya.4. Dll

Gambar grafik tegangan yang tidak stabil.

Pengertian, devenisi dan besaran dari ; SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI, dan ASAI.

SAIDI didefinisikan dengan “System Average Interruption Duration Index”. Dijelaskan lebih lanjut SAIDI adalah : “Total duration of sustained interruption in a year“. Kalimat tersebut di atas, mungkin kita bisa terjemahkan secara bebas dengan “Index lama pemutusan (pemdaman) rata-rata dari sistem” atau dalam bahasa Indonesia dapat disebut sebagai Frekuensi Padam Rata-rata Konsumen dinyatakan dengan:

Mungkin Istilah ini masih sulit dimengerti oleh orang awam. Untuk lebih sederhananya simak contoh sebagai berikut :

Sebuah Cabang PLN mempunyai jumlah Pelanggan/Konsumen 100.000. Suatu saat pada suatu bulan (katakan bulan Januari 2013) sebuah Gardu terganggu sehingga terjadi pemadaman sebanyak 100 pelanggan yang dipasok dari Gardu tersebut. Karena harus mengganti Trafo, maka diperlukan waktu penggantian selama 2 jam atau 2 kali 60 menit atau 120 menit. Ini berarti Lama (Duration) pemadaman adalah 120 menit. Untuk mengetahui SAIDI bulan Januari 2013, dipakai Rumus :

Artinya secara rata-rata (average) setiap pelanggan pada Cabang tersebut mengalami pemadaman selama 0,12 menit.

Contoh lain : Pada tahun 2015,  PLN Cabang Antahberantah yang mempunyai pelanggan sebanyak 150.000, mengalami pemadaman sebagai berikut :

1. Bulan Januari 2015,  sebuah Gardu meledak mengakibatkan pemadaman konsumen 200 pelanggan dengan waktu pemulihan 156 menit.

2. Bulan Juni 2015, terjadi Underfrequency sehingga sebuah penyulang dilepas. Jumlah konsumen padam 1000 pelanggan selama 15 menit.

3. Bulan Desember 2015 terjadi angin kencang sehingga sebuah sirkit JTM putus, jumlah peklanggan pada 500 pelanggan. Waktu pemulihan 200 menit.

Mari kita coba hitung  SAIDI PLN Cabang Antahberantah tahun 2015. (semoga saja hitungnya benar)

SAIFI  didefinisikan dengan “System Average Interruption Frequency Index”. Dijelaskan lebih lanjut SAIFI adalah “(Total number of sustained in interruption a year) / (Total number of consumer)”  atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Frekuensi Padam Rata-rata, dinyatakan melalui persamaan berikut:

Kita langsung saja menghitung SAIFI dari 2 contoh di atas. Dalam hal contoh pertama, pemadaman terjadi hanya SATU kali saja, berarti Frekuensi (kita tulis saja dalam bahasa Indonesia) untuk semua konsumen yang 100.000 itu adalah :

Akan halnya pada Contoh Nomor 2, adalah :

Itulah tadi penjelasan mengenai Apa itu SAIDI dan SAIFI? Pengertian & Penjelasan SAIDI dan SAIFI. Selain istilah SAIDI dan SAIFI, masih ada lagi istilah-istilah serupa yang memiliki arti berbeda. Berikut penjelasan singkat beberapa istilah yang dimaksud :

CAIFI (Customer Average Interruption Frequency Index)

CAIFI atau yang dalam bahasa Indonesia dapat disebut sebagai Frekuensi Padam Rata-rata Konsumen dinyatakan melalui formula:

CAIDI

The Customer Average Interruption Duration Index (CAIDI) is a reliability index commonly used by electric power utilities . It is related to SAIDI and SAIFI, and is calculated as

where is the failure rate, is the number of customers, and is the annual outage time for location . In other words,

CAIDI gives the average outage duration that any given customer would experience. CAIDI can also be viewed as the average restoration time.

CAIDI is measured in units of time, often minutes or hours. It is usually measured over the course of a year, and according to IEEE Standard 1366-1998 the median value for North American utilities is approximately 1.36 hours.

The Average Service Availability Index (ASAI)[1][2] is a reliability index commonly used by electric power utilities . ASAI is calculated as

where is the number of customers and is the annual outage time (in hours) for location . ASAI can be represented in relation to SAIDI (when the annual SAIDI is given in hours)

CTAIDI (Costumer Total Average Interruption Duration Index)

CTAIDI yang dalam bahasa Indonesia adalah Total Lama Padam Rata-rata Konsumen dirumuskan sebagai:

MAIFI (Momentery Average Interruption Frequency Index)

MAIFI atau Frekuensi Padam Rata-rata Sesaat Konsumen dinyatakan sebagai:

CALCI (Costumer Average Load Curtailment Index)

CALCI atau Pembatasan Beban Rata-rata Konsumen dinyatakan dengan:

Dimana Jumlah seluruh pelanggan yang dibatasi adalah Lamanya padam dikali dengan kVA yang tak  terlayani

Contoh Soal

Kita masuk ke contoh soalnya:

Suatu sistem distribusi dipasok oleh 3 buah gardu distribusi dengan kondisi jumlah konsumen dan kejadian terjadinya padam untuk kurun waktu 1 bulan adalah sebagai berikut:

Gardu A (50 konsumen) terjadi padam 3 kali selama 1 jam pada 25 konsumen dengan jumlah daya 200 kVA

Gardu  B (100 konsumen) terjadi padam 2 kali selama masing-masing 1,5 jam pada 75 konsumen dengan jumlah daya 500 kVA

Gardu  C (150 konsumen) terjadi padam 1 kali selama masing-masing 2 jam pada 100 konsumen dengan jumlah daya 700 kVA

maka:

SAIFI:

(3 x 25 + 2 x 75 + 1 x 100)/(50+100+150) = 1,083 kali/bulan

CAIFI

(3 x 25 + 2 x 75 + 1 x 100)/(25+75+100) = 1,625 kali/bulan

SAIDI

(3 x 1 x 25 + 2 x 1,5 x 75 + 1 x 2 x 100 )/(50+100+150) = 1,667 jam/bulan

CTAIDI

(3 x 1 x 25 + 2 x 1,5 x 75 + 1 x 2 x 100 )/(25+75+100) = 2,5 jam/bulan

Beban Pada Sistem Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

Dalam sistem listrik arus  bolak-balik, jenis beban dapat diklasifikasikan menjadi 3

macam, yaitu :

1. Beban resistif (R)

2. Beban induktif (L)

3. Beban kapasitif (C)

1. Beban Resistif (R)

Beban resistif (R) yaitu beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja

(resistance), seperti elemen pemanas (heating element) dan lampu pijar. Beban jenis ini

hanya mengkonsumsi beban aktif saja dan mempunyai faktor daya sama dengan satu.

Tegangan dan arus sefasa. Persamaan daya sebagai berikut :

P = V.I

Dengan :

P = daya aktif yang diserap beban (watt)

V = tegangan yang mencatu beban (volt)

I  = arus yang mengalir pada beban (A)

Gambar 1 Rangkaian ResistifGambar 2 Grafik Arus dan Tegangan

Pada Beban Resistif

Contoh beban resistif adalah lampu pijar dan peralatan yang memiliki elemen pemanas

seperti pemanas air atau setrika.

2. Beban Induktif (L)

Beban induktif (L) yaitu beban yang terdiri dari kumparat kawat yang dililitkan pada

suatu inti, seperti coil, transformator, dan solenoida. Beban ini dapat mengakibatkan

pergeseran fasa (phase shift) pada arus sehingga bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh

energi yang tersimpan berupa medan magnetis akan mengakibatkan fasa arus bergeser

menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan daya reaktif.

Persamaan daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut :

P = VI cos φ

Dengan :

P = daya aktif yang diserap beban (watt)

V = tegangan yang mencatu beban (volt)

I  = arus yang mengalir pada beban (A)

φ = sudut antara arus dan tegangan

Gambar 3 Rangkaian InduktifGambar 4 Grafik Arus dan Tegangan

Pada Beban Induktif

Gelombang AC

Untuk menghitung besarnya rektansi induktif (XL), dapat digunakan rumus :

Dengan :

XL = reaktansi induktif

F   = frekuensi (Hz)

L   = induktansi (Henry)

Contoh beban induktif adalah peralatan yang terdiri dari motor penggerak seperti mesin cuci,

mesin pompa air, kipas angin, dll.

3. Beban Kapasitif (C)

Beban kapasitif (C) yaitu beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau

kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical

discharge) pada suatu sirkuit. Komponen ini dapat menyebabkan arus leading terhadap

tegangan. Beban jenis ini menyerap daya aktif dan mengeluarkan daya reaktif. Persamaan

daya aktif untuk beban induktif adalah sebagai berikut :

P = VI cos φ

Dengan :

P = daya aktif yang diserap beban (watt)

V= tegangan yang mencatu beban (volt)

I  = arus yang mengalir pada beban (A)

φ = sudut antara arus dan tegangan

Gambar 5 Rangkaian Kapasitif Gambar 6 Grafik Arus dan Tegangan

Gelombang AC Pada Beban Kapasitif

Untuk menghitung besarnya rektansi kapasitif (XC), dapat digunakan rumus :

Dengan :

XL = reaktansi kapasitif

f  = frekuensi

C  = kapasitansi (Farad)

Contoh beban kapasitif adalah peralatan yang banyak terdiri dari kapasitor. Kebanyakan

beban rumah tangga bersifat induktif.

JENIS - JENIS KABEL LISTRIK INSTALASI RUMAH TINGGAL

JENIS-JENIS KABEL LISTRIK

Jenis kabel listrik yang sering digunakan dalam menginstalasi listrik rumah tinggal antara lain;

1. Kabel NYA : Kabel jenis ini di gunakan untuk instalasi rumah dan dalam instalasi rumah yang sering di gunakan adalah NYA dengan ukuran 1,5 mm2 dan 2,5 mm2. Yang berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus. agar aman jika menggunakan kabel tipe ini lebih baik kabel di pasang di dalam pipah atau saluran penutup, karena selain tidak bisa di ganggu sama hewan pengerat dan tidak kenah air, juga apabila ada isolasi yang terkelupas (terbuka) tidak bisa tersentuh langsung sama manusia.

2. Kabel NYM : Kabel jenis ini hanya direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam bangunan yang dimana penempatannya biasa diluar/ didalam tembok ataupun didalam pipa (conduit). Kabel NYM berinti lebih dari 1, memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam. 

3. Kabel NYY : Kabel ini dirancang untuk instalasi tetap didalam tanah yang dimana harus tetap diberikan perlindungan khusus (misalnya duct, pipa PVC atau pipa besi). Kabel protodur tanpa sarung logam. Instalasi bisa ditempatkan didalam dan diluar ruangan, dalam kondisi lembab ataupun kering. memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

4. Kabel NYAF : Kabel ini direncanakan dan direkomendasikan untuk instalasi dalam kabel kotak distribbusi pipa atau didalam duct. Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi, kabel jenis ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai belokan – belokan tajam. Digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak dalam kondisi yang lembab/basah atau terkena pengaruh cuaca secara langsung.

5. Kabel NYFGbY/NYRGbY/NYBY : Kabel ini dirancang khusus untuk instalasi tetap dalam tanah yang ditanam langsung tanpa memerlukan perlindungan tambahan (kecuali harus menyeberang jalan). Pada kondisi normal kedalaman pemasangan dibawah tanah adalah 0,8 meter.

6. Kabel NYCY : Kabel ini dirancang untuk jaringan listrik dengan penghantar konsentris dalam tanah, dalam ruangan, saluran kabel dan alam terbuka. Kabel protodur dengan dua lapis pelindung pita CU Kabel. Instalasi ini bisa ditempatkan diluar atau didalam bangunan, baik pada kondisi lembab maupun kering.

7. Kabel BC : Kabel ini dipilin/stranded, disatukan. Ukuran / tegangan mak = 6 – 500 mm2 / 500 V Pemakaian = saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan.

8. Kabel AAAC : Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.

9. Kabel ACSR : Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran Transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

10. Kabel ACAR : Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR.

11. Kabel NYMHYO : Merupakan kabel jenis serabut dengan berintikan dua serabut. Kabel ini biasanya digunakan untuk soundsystem, loudspeaker, virtual video. Gunakan kabel jenis NYA/NYM untuk jembatan / hantaran listrik yang bersifat permanen. Untuk pemakaian daya yang besar seperti televisi, magicom, sanyo, kulkas, Ac gunakan jenis kabel ini secara langsung. Jenis kabel ini mampu menghantar hingga 700 VA sehingga aman dan menjadikan pembayaran rekening listrik menjadi murah. Untuk jenis kabel NYMHYO biasanya digunakan pada model Roll. Jika digunakan pada pemakaian daya yang besar seperti tersebut diatas hanya bersifat temporary / sementara karena jenis kabel ini hanya mamapu menghantarkan listrik 20VA-50VA. Kurangi / hilangkan pemakaian jenis kabel ini karena mudah sekali menimbulkan bahaya listrik serta menjadikan pembayaran listrik membengkak. Spin control berputar berdasarkan panas yang dikeluarkan oleh energi listrik. Untuk jenis kabel NYMHYO biasanya digunakan pada lampu taman.

12. NYMHY : Kabel jenis ini khusus direkomendasikan untuk digunakan sebagai penghubung alat-alat rumah tangga yang sering dipindah pindah dan harus ditempat kering. Kabel ini mempunyai isolasi plastic tahan panas. Bilamana digunakan untuk penghubung alat pemanas, maka pada titik sambungannya antar alat dengan kabel, temperaturnya tidak boleh lebih dari 85 derajat Celcius, karena hal tersebut dapat membahayakan kabel itu sendiri.

Suatu ikhtisar akan disampaikan dibawah ini mengenai berbagai jenis logam atau campurannya yang dipakai untuk kawat saluran listrik, yaitu:

• Tembaga elektrolitik, yang harus memenuhi beberapa syarat normalisasi, baik mengenai daya hantar listrik maupun mengenai sifat-sifat mekanikal.

• Brons, yang memiliki kekuatan mekanikal yang lebih besar, namun memiliki daya hantar listrik yang rendah. Sering dipakai untuk kawat pentanahan.

• Aluminium, yang memiliki kelebihan karena materialnya ringan sekali. Kekurangannya adalah daya hantar listrik agak rendah dan kawatnya sedikit kaku. Harganya sangat kompetitif. Karenanya merupakan saingan berat bagi tembaga, dan dapat dikatakan bahwa secara praktis kini mulai lebih banyak digunakan untuk instalasi-instalasi listrik arus kuat yang baru dari pada menggunakan tembaga.

• Aluminium berinti baja, yang biasanya dikenal sebagai ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforced), suatu kabel penghantar aluminium yang dilengkapi dengan unit kawat baja pada inti kabelnya. Kawat baja itu diperlukan guna meningkatkan kekuatan tarik kabel. ACSR ini banyak digunakan untuk kawat saluran hantar udara.

• Aldrey, jenis kawat campuran antara aluminium dengan silicium (konsentrasinya sekitar 0,4 % – 0,7 %), Magnesium (konsentrasinya antara 0,3 % - 0,35 %) dan ferum (konsentrasinya antara 0,2 % - 0,3 %). Kawat ini memiliki kekuatan mekanikal yang sangat besar, namun daya hantar listriknya agak rendah.

• Cooper-weld, suatu kawat baja yang disekelilingnya diberi lapisan tembaga.

• Baja, bahan yang paling banyak digunakan sebagai kawat petir dan juga sebagai kawat pentanahan.

Berdasarkan ikhtisar diatas, dapat dikatakan bahwa bahan yang terpenting untuk saluran penghantar listrik adalah tembaga dan aluminium, sehingga kedua bahan tersebut banyak digunakan sebagai kawat pengantar listrik, baik saluran hantar udara maupun kabel tanah.