2.6 Usaha memperbaiki tegangan.

Dalam sistem pengusahaan tenaga listrik, berbagai upaya dilakukan untuk memperkecil nilai jatuh tegangan dan rugi-rugi daya yang terjadi pada saluran distribusi. Hal tersebut dilakukan karena selain merugikan perusahaan, juga merugikan pihak pelanggan sebagai pengguna jasa listrik yang selalu menuntut jasa layanan dengan kualitas yang baik. Beberapa langkah upaya memperbaiki tegangan yang harus dilakukan untuk memperkecil jatuh tegangan dan rugi daya adalah :

2.6.1. Membangun pembangkit pengatur tegangan.

Dalam sistem tenaga listrik yang dilayani langsung oleh sumber pembangkit, maka penurunan tegangan secara mudah dapat diatasi dengan mengatur eksitasi generator. Dalam praltek banyak terjadi bahwa pada suatu sistem yang mempunyai jaringan distribusi yang sangat panjang akan mengakibatkan tegangan pada ujung penerima mengalami penurunan yang cukup rendah dibawah standar.

Hal ini dapat diatasi dengan jalan membangun suatu pembangkit baru pada daerah dimana tegangan sudah dibawah standar pelayanan. Namun demikian perlu dipertimbangkan dari segi daya guna dan hasil guna, mengingat bahwa investasi suatu pembangkit sangat mahal. Pertimbangan teknis antara lain kurva pendapatan operasi dan kecuraman perbedaan tegangan siang dan malam.

2.6.2. Membangun Gardu Induk baru atau Jaringan baru.

Metode perbaikan tegangan dengan cara membangun gardu induk ataupun penyulang baru ini pada dasarnya sama dengan memindahkan beban ke sumber yang baru.

Dengan penambahan jaringan baru maka kemampuan penyaluran arus akan lebih besar, sehingga susut tegangan dapat diperkecil.

2.6.3. Merubah Jaringan 1 menjadi 3.

Perbandingan susut tegangan antara sistem satu fasa menjadi tiga fasa adalah dengan persamaan berikut :

dimana :

VD = susut tegangan per satuan panjang

I = arus pada saluran

Z = impedansi saluran per satuan panjang

E = tegangan phasa ke neral

Dalam sistem seimbang

Porsentase susut tegangan antara pelayanan dengan sistem satu phasa disbanding dengan pelayanan sistem tiga phasa adalah :

2.6.4. Pemindahan beban ke penyulang lain

Memindahkan beban ke penyulang lain berarti mengurangi arus yang mengalir sehingga susut tegangan akan menjadi lebih kecil.

Tujuan utama pemindahan beban ini tidak merupakan perbaikan tegangan namun lebih diutamakan untuk peningkatan keandalan pertimbangan pembebanan transformator gardu induk atau pertimbangan ka

rena adanya pertumbuhan beban.

2.6.5. Penyeimbangan beban

Pengaruh beban yang tidak seimbang pada masing-masing fasa sangat besar, karena untuk kondisi tersebut pada hantaran netral mengalir arus yang nilainya tidak terukur dan sangat merugikan dalam sistem pengusahaan.

Pada fasa yang berbeban berat, nilai jatuh tegangan akan lebih besar dibandingkan dengan fasa yang berbeban ringan.

Untuk memperkecil nilai rugi tersebut selalu di upayakan langkah-langkah pengukuran beban secara real time, terutama pada saat beban puncak, untuk daar pelaksanaan pemerataan beban.

Dengan keseimbangan beban maka dapat dihasilkan ;

Arus pada setiap phasa akan mendekati harga yang sama.

Susut tegangan masing-masing phasa akan mendekati sama.

2.6.6. Memperbesar tegangan kirim

Untuk nilai impedansi saluran yang tetap, maka memperbesar tegangan kirim akan memberikan dampak kepada ujung tegangan penerima menjadi lebih besar, sehingga regulasi tegangan menjadi lebih baik.

2.6.7. Memperbesar penampang hantaran

Ukuran penampang hantaran berpengaruh terhadap besar kecilnya nilai jatuh tegangan maupun rugi daya yang terjadi. Oleh karena itu dalam perencanaan saluran distribusi harus diperhitungkan besar-kecilnya penampang hantaran yang akan dipasang, dan harus disesuaikan dengan pembebanan program jangka panjang.

Memperbesar penampang penghantar saluran berarti mengurangi besarnya nilai impedansi saluran tersebut. Sehingga untuk beban yang sama pada masing-masing phasa, nilai susut tegangannya akan menjadi semakin kecil. Hal diatas dinyatakan dalam perhitungan sebagai berikut ;

2.6.8. Merubah sadapan transformator distribusi

Metoda perbaikan tegangan dengan merubah tingkat sadapan pada transformator distribusi memerlukan perhatian tersendiri, terutama menyangkut hal-hal sebagai berikut :

a. Berapa jumlah transformator yang harus dirubah sadapannya. Hal ini menyangkut efisiensi dalam pengadaan tenaga kerja .

b. Posisi sadapan transformator sepanjang penyulang apakah pada posisi yang sama atau ada beberapa transformator yang berbeda. Hal ini memerlukan sistem pemantauan tersendiri agar tidak terjadi kesalahan dalam operasi.

c. Berapa lama transformator tersebut akan beroperasi pada posisi sadapan yang baru. Hal ini menyangkut effisiensi tenaga maupun biaya yang dibutuhkan karena seringnya melaksanakan perubahan sadapan trafo.

d. Bila trasnformator tersebut dicatu dari penyulang lain, maka perlu diperhatikan besarnya tegangan primer penyulang tersebut agar nilai tegangan sekundernya tidak berlebihan.

2.6.9 Memperbaiki Faktor Daya Jaringan Dengan Kapasitor

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.

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

Kapasitas batere kapasitor

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

Qc = V . IcIc 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( = 2(F = 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

1 Cos (

1 Cos (

(

1

P

Q

(

S

C

C

C

C

C

C

1

2

3

1

C

C

C

2

3

1 2 3