proyek akhir - Repository of Institut Teknologi PLN

PROYEK AKHIR

ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PENGARUH ADANYA

PERGANTIAN KABEL ISOLASI MINYAK DENGAN

KABEL ISOLASI XLPE PADA JALUR SKTT 150 KV GI

ANGKE KE GIS KETAPANG

DISUSUN OLEH:

[WAHYU PUTRA]

NIM: [201871082]

PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN

DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA 2021


PERGANTIAN KABEL ISOLASI MINYAK DENGAN

KABEL ISOLASI XLPE PADA JALUR SKTT 150 KV GI

ANGKE KE GIS KETAPANG

PROYEK AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Guna Memperoleh Gelar

Ahli Madya

DISUSUN OLEH:

[WAHYU PUTRA]

NIM: [201871082]




INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA 2021

i

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR

ii

LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING

PROYEK AKHIR


PERGANTIAN KABEL ISOLASI MINYAK DENGAN KABEL

ISOLASI XLPE PADA JALUR SKTT 150 KV GI ANGKE KE GIS

KETAPANG

Disusun Oleh

[WAHYU PUTRA ]

NIM: [201871082]

Diajukan untuk memenuhi persyaratan




INSTITUT TEKNOLOGI PLN

Jakarta, 22 Juli 2021

Mengetahui, Disetujui,

Kepala Program Studi Dosen Pembimbing Utama

DIII Teknologi Listrik

(Retno Aita Diantari, S.T., M.T.) (Tony Koerniawan, S.T., M.T.)

NIDN : 0326098601 NIDN : 0325018402

iii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

PROYEK AKHIR




KETAPANG

Disusun Oleh

[WAHYU PUTRA ]

NIM: [201871082]

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program Studi

Diploma III Teknologi Listrik Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Institut Tekknologi - PLN pada tanggal 18 Agustus 2021

TIM PENGUJI

Tim Penguji Jabatan Tanda Tangan

Erlina, S.T., M.T. Ketua Sidang

Retno Aita Diantari, S.T., M.T. Sekretaris Sidang

Albert Gifson Hutadjulu, S.T., M.T. Anggota Sidang

Mengetahui

Kepala Program Studi

DII Teknologi Listrik

Retno Aita Diantari, S.T., M.T. NIDN : 0326098601

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan ini saya menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada

yang terhormat:

Tony Koerniawan, S.T., M.T. Selaku Dosen Pembimbing

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga Proyek Akhir

ini dapat diselesaikan.

Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada :

1. Allah SWT dengan segala rahmat serta karunia-Nya yang memberikan kekuatan bagi

peneliti dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini.

2. PT. PLN (persero) ULTG Karet yang telah memberika izin untuk melakukan

penelitian dan pengumpulan data bagi peneliti dalam menyelesaikan Proyek Akhir ini.

Semoga Allah SWT senantiasa membalas semua kebaikan yang telah diberikan yang

telah diberikan. Semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi peneliti umumnya kepada

para pembaca

Jakarta, 22 Juli 2021

Wahyu Putra

2018-71-082

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi - PLN, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :

Nama : Wahyu Putra

NIM : 201871082

Program studi : DIII Teknologi Listrik

Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Jenis Karya : Proyek Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Sekolah

Tinggi Teknik - PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non- exclusive Royalty Free

Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Analisis Rugi-Rugi Daya Pengaruh Adanya Pergantian Kabel Isolasi Minyak

Dengan Kabel Isolasi XLPE Pada Jalur SKTT 150 KV GI Angke Ke GIS Ketapang

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non eksklusif

ini Institut Teknologi - PLN berhak menyimpan, mengalih media/formatkan, mengelola

dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan Proyek Akhir

saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai

pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di: Jakarta

Pada tanggal: 22 Juli 2021

Yang Menyatakan

(Wahyu Putra)

vi




KETAPANG

Wahyu Putra 201871082

Dibawah bimbingan Tony Koerniawan, S.T., M.T.

ABSTRAK

Salah satu jenis dari saluran transmisi adalah saluran kabel tegangan tinggi.

Saluran kabel tegangan tinggi menggunakan kabel sebagai media untuk menyalurkan

listrik dari pusat energi listrik menuju pusat beban. Pada proyek akhir ini dilakukan

penelitian tentang Analisis Rugi-rugi Daya Pengaruh Adanya Pergantian Kabel Isolasi

Minyak Dengan Kabel Isolasi XLPE Pada Jalur SKTT 150 KV GI Angke Ke GIS

Ketapang. Penelitian ini dilakukan di PT. PLN ULTG Karet pada SKTT Angke-

Ketapang, dimana pada jalur tersebut terjadi penggantian kabel minyak menjadi kabel

XLPE. Dari permasalahan ini peneliti ingin melihat apa saja masalah yang terjadi pada

kabel minyak dan mengitung seberapa besar penurunan rugi daya setelah pergantian kabel

tersebut. Dari data penambahan tekanan minyak diketahui terjadinya kebocoran minyak

pada kabel fasa R dan S saluran kabel stop joint 3 menuju GIS Ketapang dan pada fasa S

saluran kabel GI Angke menuju stop joint 3. Berdasarkan hasil perhitungan nilai rugi

daya pada kabel minyak sebesar 70561,617 W dan pada kabel XLPE sebesar 11058,715

Setelah pergantian kabel diperoleh penurunan rugi daya sebesar 84,32% yang dihitung

berdasarkan arus puncak harian.

Kata kunci : pergantian, kabel minyak, kabel XLPE, rugi daya

vii

POWER LOSS ANALYSIS OF THE EFFECT OF REPLACEMENT

OF OIL INSULATED CABLES WITH XLPE INSULATED CABLES

ON THE 150 KV SKTT LINE OF GI ANGKE TO GIS KETAPANG

Wahyu Putra 201871082

Under The Guidance Of Tony Koerniawan, S.T., M.T.

ABSTRACT

One type of transmission line is a high-voltage cable line. High-voltage cable

lines use cables as a medium to distribute electricity from the electrical energy center to

the load center. In this final project, a research is conducted on the Analysis of Power

Loss Effects of Substitution of Oil Insulating Cables with XLPE Insulating Cables on the

150 KV SKTT Line from GI Angke to GIS Ketapang. This research was conducted at PT.

PLN ULTG Karet at SKTT Angke-Ketapang, where the oil cable was replaced with an

XLPE cable. From this problem, the researcher wants to see what problems occur in the

oil cable and calculate how much the power loss decreases after replacing the cable.

From the data on the addition of oil pressure, it is known that there is an oil leak in the

R and S phase cables of the stop joint 3 cable channel to GIS Ketapang and in the S phase

of the Angke GI cable channel to the stop joint 3. Based on the calculation results of the

power loss value on the oil cable it is 70561,617 W and on XLPE cable of 11058,715

After replacing the cable, the power loss decreased by 84.32% which was calculated

based on the daily peak current.

Keyword : replacement, oil cable, XLPE cable, power loss

viii

DAFTAR ISI Hal

Pernyataan Keaslian Proyek Akhir .................................................................................... i

Lembar Pengesahan Pembimbing ..................................................................................... ii

Lembar Pengesahan Tim Penguji..................................................................................... iii

Ucapan Terima Kasih ....................................................................................................... iv

Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi .................................................................... v

Abstrak ............................................................................................................................. vi

Abstract ........................................................................................................................... vii

Daftar Isi......................................................................................................................... viii

Daftar Tabel ...................................................................................................................... x

Daftar Gambar .................................................................................................................. xi

Daftar Persamaan ............................................................................................................ xii

Daftar Lampiran ............................................................................................................. xiii

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

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

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................................... 2

1.5 Ruang Lingkup Masalah.......................................................................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................................. 3

BAB II LANDAHAN TEORI ........................................................................................ 4

2.1 Penelitian yang Relevan .......................................................................................... 4

2.2 Landasan Teori ........................................................................................................ 4

2.2.1 Sistem Tenaga Listrik ....................................................................................... 4

2.2.2 Saluran Transmisi ............................................................................................. 6

2.2.3 Kontruksi Saluran Kabel Tanah ........................................................................ 8

2.2.4 Sumber Rugi Daya Pada Kabel Tegangan Tinggi .......................................... 17

2.2.5 Saluran Kabel Tegangan Tinggi Angke-Ketapang ......................................... 19

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................................. 22

3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian............................................................................... 22

ix

3.2 Desain Penelitian ................................................................................................... 22

3.3 Metode Pengumpulan Data ................................................................................... 24

3.4 Teknik Analisa....................................................................................................... 24

3.4.1 Rugi Daya Pada Konduktor ............................................................................ 25

3.4.2 Rugi Dielektrik ............................................................................................... 28

3.4.3 Rugi Pada Selubung ........................................................................................ 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................................... 31

4.1 Hasil ....................................................................................................................... 31

4.1.1 Data Penambahan Tekanan Minyak Kabel SKTT Angke-Ketapang ............. 31

4.1.2 Data Spesifikasi Kabel SKTT ......................................................................... 35

4.2 Pembahasan ........................................................................................................... 38

4.2.1 Permasalahan Pada Kabel Minyak ................................................................. 38

4.2.2 Perhitungan Rugi Daya Kabel Isolasi Minyak ............................................... 41

4.2.3 Perhitungan Rugi Daya Kabel Isolasi XLPE .................................................. 45

4.2.4 Penurunan Rugi Daya Kabel SKTT Angke-Ketapang ................................... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 51

5.1. Kesimpulan ........................................................................................................... 51

5.2. Saran ..................................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 52

LAMPIRAN-LAMPIRAN ................................................................................................. i

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... i

x

DAFTAR TABEL Hal

Tabel 2.1 Resistivitas dan koefisien temperatur bahan( Standar IEC 60287-1-1, 2006) .. 9

Tabel 2.2 Nilai Permitivitas dan Dielectric power factor (Standar IEC 60287,2006) .... 18

Tabel 3.1 Nilai Koefisien Ks dan Kp(IEC 60287, 2006)..……………...….…………..27

Tabel 4.1 Data Penambahan Tekanan Minyak SKTT Angke-Ketapang Bulan Januari..31

Tabel 4.2 Data Penambahan Minyak Bulan Februari SKTT Angke-Ketapang .............. 32

Tabel 4.3 Data Penambahan Tekanan Minyak Bulan Maret SKTT Angke-Ketapang ... 33

Tabel 4.4 Data Penambahan Tekanan Minyak Bulan April 2020 .................................. 34

Tabel 4.5 Spesifikasi Kabel Minyak ............................................................................... 35

Tabel 4.6 Beban Puncak SKTT 150 kV Angke 2 ........................................................... 36

Tabel 4.7 Spesifikasi kabel XLPE .................................................................................. 36

Tabel 4.8 Beban Puncak SKTT 150 kV Angke 2 ........................................................... 37

Tabel 4.9 Jumlah Minyak Yang Terpakai ....................................................................... 38

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Rugi Daya Kabel Minyak ................................................ 45

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Rugi Daya Kabel XLPE .................................................. 49

Tabel 4.12 Perbandingan Rugi Daya Kabel Minyak Dengan Rugi Daya Kabel XLPE . 50

xi

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik.................................................................................... 6

Gambar 2.2 SUTT Pulomas-Jatingara .............................................................................. 7

Gambar 2.3 Kabel Tanah Gedung Pola-Gambir Baru ...................................................... 7

Gambar 2.4 Kabel Bawah Laut ......................................................................................... 8

Gambar 2.5 Kabel Dengan Isolasi Kertas Diisi Minyak ................................................. 10

Gambar 2.6 Kabel Dengan Isolasi XLPE ....................................................................... 11

Gambar 2.7 Tangki minyak pada stop joint .................................................................... 13

Gambar 2.8 Terminasi(sealing end) ................................................................................ 14

Gambar 2.9 Sambungan Kabel XLPE ............................................................................ 15

Gambar 2.10 Manometer di GIS Ketapang..................................................................... 16

Gambar 2.12 Sistem Saluran Minyak SKTT Angke-Ketapang ...................................... 20

Gambar 2.13 Schematic Line Diagram SKTT Angke Ketapang .................................... 21

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 23

Gambar 4.1 Single Line Diagram GIS Ketapang………………………………………40

xii

DAFTAR PERSAMAAN

Rumus 3.1 Tahanan Arus Searah Pada suhu Maksimum…………..………..………...26

Rumus 3.2 Tahanan Arus Searah Pada suhu awal ……………………..……………...26

Rumus 3.3 Efek Mengulit …………………………………………………..…….…...27

Rumus 3.4 Faktor Efek Mengulit………………………………………………….…..27

Rumus 3.5 Efek Pendekatan ……………………………………...…………………...27

Rumus 3.6 Faktor Efek Pendekatan …………………………………….……..……...27

Rumus 3.7 Tahanan Arus Bolak-balik ………………………………………...……...28

Rumus 3.8 Rugi Daya Konduktor…………………………………………...………...29

Rumus 3.9 Rugi Dielektrik……………………………………………..……………...29

Rumus 3.10 Kapasitansi………………..………………………………………....…...29

Rumus 3.11 Rugi Arus Pusar……………………………………………………..…...30

Rumus 3.12 Rugi Arus Sirkulasi……………..…………………………………...…...31

Rumus 3.13 Reaktansi Konduktor…………………………………………….…..…...31

Rumus 3.14 Induktansi……………………………..……………………………….....31

xiii

DAFTAR LAMPIRAN Hal

Lampiran 1 Daftar Riwayat Hidup ..................................................................................... i

Lampiran 2 Lembar Bimbingan Proyek Akhir ................................................................. ii

Lampiran 3 Spesifikasi Kabel Minyak ............................................................................ iv

Lampiran 4 Laporan Anomali Kerusakan Peralatan ...................................................... viii

Lampiran 5 Spesifikasi Kabel XLPE ............................................................................... ix

Lampiran 6 Standar IEC 60287...................................................................................... xvi

Lampiran 7 Data Pembebanan SKTT Angke-Ketapang 2 ............................................ xvii

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem transmisi berguna untuk menyalurkan energi listrik dari pusat pembangkit

tenaga listrik sampai ke sistem distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pusat

pembangkit listrik dengan tegangan 11kV sampai dengan 24kV dinaikkan tegangannya

pada gardu induk menggunakan transformator menjadi tegangan 70kV,150kV,225kV

atau 500kV yang kemudian disalurkan menggunakan saluran transmisi. Tujuan

menaikkan tegangan untuk mengurangi rugi-rugi daya penghantar pada saluran transmisi.

Berdasarkan penyalurannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua macam, yaitu

saluran udara dan kabel . saluran kabel memiliki bahan isolasi khusus sehingga pada

saluran kabel tidak memerlukan jarak aman agar terhindar dari sengatan listrik. Saluran

kabel biasanya dikubur didalam tanah atau dibentangkan di tengah laut. Saluran jenis

kabel sangat cocok sekali digunakan di perkotaan mengingat lingkungan perkotaan yang

terlalu padat dan alasan keterbatasana lahan.

Di Unit Layanan Transmisi dan Gardu Induk Karet memiliki hampir sebagian

besar saluran transmisi dengan saluran kabel bawah tanah dan sebagian kecilnya

menggunakan saluran udara. Saluran kabel bawah tanah yang digunakan terdiri dari dua

jenis isolasi, yaitu dengan isolasi minyak dan isolasi XLPE. Karena kabel dengan isolasi

minyak sudah dipakai lama akibatnya sering terjadi gangguan pada kebel tersebut. Salah

satu gangguan yang sering terjadi adalah kebocoran minyak kabel yang membuat tekanan

minyak pada kabel menjadi menurun. Penurunan tekanan minyak pada kabel akan

membuat tekanan minyak pada kabel berada dibawah standar yang telah ditetapkan

sehingga harus dilakukan pengisian minyak kembali untuk menaikkan tekanan

minyaknya. Pada awal tahun 2020, dimulai dilakukannya pergantian kabel minyak

menjadi kabel dengan jenis isoalsi yang berbeda yaitu XLPE pada jalur SKTT 150 kV

dari GI Angke ke GIS Ketapang, pergantian ini dilakukan karena seringnya terjadi

gangguan pada kabel isolasi minyak. Pada bulan 12 tahun 2020 yang lalu pergantian

tersebut telah selesai dan juga telah dilakukan pemberian tegangan pada jalur tersebut.

Dari permasalahan tersebut peneliti ingin mengitung rugi-rugi daya dan ingin melihat

2

seberapa besar persentase penurunan rugi daya setelah pergantian kabel dari isolasi

minyak ke kabel isolasi XLPE

1.2 Rumusan Masalah

1. Apa permasalahan yang sering terjadi pada kabel isolasi minyak jalur SKTT GI

Angke ke GIS Ketapang?

2. Bagaimana hasil perhitungan rugi-rugi daya antara kabel isolasi minyak dengan kabel

isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang?

3. Bagaimana persentase penurunan rugi-rugi daya setelah dilakukan pergantian kabel

isolasi minyak menjadi kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui permasalahan yang sering terjadi pada kabel isolasi minyak jalur SKTT

GI Angke ke GIS Ketapang

2. Mengetahui hasil perhitungan rugi-rugi daya, antara kabel isolasi minyak dengan

kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang

3. Mengetahui persentase penurunan rugi-rugi daya setelah dilakukan pergantian kabel

isolasi minyak menjadi kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang

1.4 Manfaat Penelitian

1. Memahami permasalahan yang sering terjadi pada kabel isolasi minyak jalur SKTT

GI Angke ke GIS Ketapang

2. Memahami hasil perhitungan rugi-rugi daya antara kabel isolasi minyak dengan

kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang

3. Memahami persentase penurunan rugi-rugi daya setelah dilakukan pergantian kabel

isolasi minyak menjadi kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang

1.5 Ruang Lingkup Masalah

Agar isi dan pembahasan dari proyek akhir ini terarah maka diperlukan ruang lingkup

masalah yang akan dibahas. Adapun ruang lingkup masalah pada penulisan proyek akhir

ini adalah sebagai berikut:

1. Pembahasan dilakukan pada SKTT Angke-Ketapang penghantar 2

3

2. Membahas tentang perhitungan rugi daya pada kabel isolasi minyak dengan kabel

isolasi XLPE, tidak membahas tentang struktur kimia dari kedua kabel tersebut

3. Membahas tentang persentase penurunan rugi daya setelah pergantian kabel isolasi

minyak menjadi kabel isolasi XLPE jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang

1.6 Sistematika Penulisan

Dalam sistematika penulisan yang digunakan terbagi kedalam lima bagian atau bab.

Adapun kelima bab itu meliputi, pendahuluan, landasan teori, metode penelitian, hasil

dan pembahasan dan penutup. Pada pendahuluan membahas mengenai latar belakang, ,

rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, ruang lingkup masalah dan

sistematika penulisan. Bab dua mengenai tinjauan pustaka landasan yang berkaitan

dengan bahasan penelitian. Bab tiga merupakan bagian yang membahas metode

penelitian yang digunakan beserta rumus-rumus yang digunakan pada pengolahan data

penelitian. Bab empat merupakan pengolahan data dan hasil yang diperoleh dari

penelitian tersebut. Dan bab lima penutup, berupa simpulan dan saran yang dapat

disampaikan dari hasil penelitian Proyek Akhir.

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Penelitian yang Relevan

Untuk membantu dalam pembuatan Proposal Proyek Akhir ini, dibutuhkan

adanya beberapa referensi yang dapat menjadi acuan penulis dalam melakukan penulisan:

Shiddiq, 2018 dalam penelitian yang berjudul “ Analisa Rugi Daya Pada Saluran

Transmisi tegangan Tinggi Gardu induk Palur-Gondang Rejo” membahas tentang

besarnya rugi daya yang pada saluran transmisi Gardu Induk Palur-Gondang Rejo.

Penulis melakukan pengambilan data tegangan dan arus selama sebulan, kemudian

menghitung rugi daya.

Bini, 2017 dalam penelitian yang berjudul “ Studi Perbaikan Jatuh Tegangan

Dan Rugi-rugi Daya Pada Penyulang GTC(Global Trade Center Makassar). Membahas

tentang perbaikan rugi-rugi daya dan drop tegangan dengan mengganti jenis penghantar

yang ada dengan penghantar yang ukuran luas penampang lebih besar dan impedansi

yang lebih kecil.

Tendra,Novendry,2016, dalam penelitian yang berjudul”Penyusutan Pada

Penyulang Jaringan Transmisi Isimu Marisa. Membahas tentang penyusutan daya pada

saluran transmisi yang disebabkan oleh panas pada penghantar.

Perbedaan penelitian pada proyek akhir antara saya dengan ketiga peneliti diatas

adalah saya melakukan perhitungan rugi daya pada Saluran Kabel Tegangan Tinggi

setelah penggantian kabel dari kabel isolasi minyak menjadi kabel isolasi XLPE

kemudian melihat persentasi penurunan Rugi daya setelah penggantian kabel.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Sistem Tenaga Listrik

Sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem jaringan yang terkoneksi yang

berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit listrik sampai kepada pusat

beban. Secara umum sistem tenaga listrik terdiri dari:

1. Pusat pembangkit listrik (power plant)

Pusat pembangkit listrik merupakan suatu tempat dimana listrik dibangkitkan

pertama kali. Dimana pada pusat pembangkit listrik energi mekanik dikonversi menjadi

energi listrik menggunakan generator yang digerakkan oleh penggerak mula atau prime

5

mover. Prime mover dapat berupa air, uap air, angin, dan panas bumi. Pada pusat

pembangkit listrik, tegangan yang dihasilkan oleh generator hanya sekitar 11,5kV, oleh

karena itu dibutuhkan sebuah transformer step up yang berfungsi sebagai penaik tegangan

listrik agar tegangannya tidak turun Ketika sampai di sisi beban. Beberapa contoh pusat

pembangkit listrik yaitu PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), PLTD (Pembangkit

Listrik Tenaga Disel), PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), PLTN (Pembangkit

Listrik Tenaga Nuklir), dan PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas).

2. Transmisi tenaga listrik

Transisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga listrik dari pusat

pembangkit menuju saluran distribusi. Tegangan dari pusat pembangkit dinaikkan hingga

taraf tertentu kemudian ditransmisikan melalui saluran transmisi. Selain menyalurkan

listrik dari pusat pembangkit listrik menuju saluran distribusi, transmisi juga dapat

menyalurkan energi listrik dari suatu gardu induk ke gardu induk yang lain.

3. Sistem distribusi

Sistem distribusi adalah suatu system tenaga listrik yang memasok beban dari gardu

induk ke gardu distribusi selanjutnya dari gardu distribusi ke beban. System distribusi

dibagi menjadi dua bagian yaitu jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi

sekunder. Jaringan distribusi primer menyalurkan tenaga listrik melalui saluran udara dan

saluran kabel dengan tegangan mulai dari 6kV sampai 20kV. Sedangkan pada jaringan

distribusi sekuder menyalurkan tenaga lisrik melalui saluran kabel udara atau bawah

tanah dengan tegangan pengenal 380V dan 220V. Selain itu juga terdapat pusat pengatur

distribusi yang berfungsi mengatur beban-beban yang akan disalurkan pada saluran

distribusi tersebut..

6

Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik

(Suswanto, 2009)

2.2.2 Saluran Transmisi

Transmisi adalah proses penyaluran listrik dari dari satu tempat ke tempat lainnya

melalui konduktor. Standar tegangan pada sistem transmisi di Indonesia diklasifikasikan

sebagai Tegangan Ekstra Tinggi (TET) yaitu dengan nominal 500kV dan Tegangan

Tinggi (TT) dengan nominal 70 kV dan 150 kV. Tujuan tegangan dinaikkan karena

adanya penurunan kualitas tegangan yang diakibatkan pada saluran transmisi mengalami

jatuh tegangan yang diakibatkan arus dan hambatan mengalami kenaikan sehingga

mengalami selisih antara tegangan yang di transmisikan dengan tegangan yang di terima

dan agar dapat mengurangi rugi-rugi daya dikarena pada saat penyaluran melalui jalur

yang panjang, semakin panjang jalur maka akan semakin berpengaruh pada rugi daya jika

tegangan tidak dinaikan.

Berdasarkan jenis salurannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua yaitu Saluran Udara

dan Saluran Kabel yang terdiri dari:

1. Saluran Udara Tegangan Tinggi SUTT/ Tegangan Ekstra Tinggi(SUTET)

Saluran Udara Tegangan Tinggi atau SUTT adalah salah satu jaringan transmisi yang

menggunakan udara sebagai media isolasinya, dimana konduktor yang terbuat dari logam

alumunium dibentangkan menggunakan tower dengan ketinggian yang bervariasi.

7

Gambar 2.2 SUTT Pulomas-Jatingara

(Dokumentasi Pribadi, 2021)

2. Saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi (SKTT)

Saluran kabel tanah merupakan saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik

melalui kabel yang dikubur didalam tanah. Bahan isolasi dari kabel tanah dapat terbuat

dari berbagai macam bahan, diantara bahan isolasi yang sering digunakan oleh PT. PLN

adalah XLPE, dan kertas yang diresapi dengan minyak.

Gambar 2.3 Kabel Tanah Gedung Pola-Gambir Baru


3. Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi(SKLT)

Saluran kabel laut hampir sama dengan saluran kabel tanah, dimana perbedaannya

terdapat pada lokasi dimana kabel tersebut dibentangkan. Selain itu kabel laut biasanya

menggunakan kabel tiga inti (three core) sedangkan kabel biasanya menggunkan kabel

satu inti (single core).

8

Gambar 2.4 Kabel Bawah Laut

(Aslimeri, 2008)

Kabel tanah menjadi alternatif yang bisa digunakan di daerah perkotaan, dan juga

agar saluran kabel bawah tanah dapat terhindar dari gangguan kondisi alam mapun

kondisi cuaca. Tetapi saluran transmisi menggunakan kabel tanah juga memiliki

kekurangan yaitu lebih mahal dalam instalasi dan investasi dibandingkan saluran udara.

Selain itu juga saluran transmisi dengan kabel tanah sulit menentukan titik gangguan dan

perbaikkannya, tetapi dengan keadaan harga tanah di perkotaan yang semakin lama

semakin tinggi pemilihan saluran kabel menjadi salah satu solusi yang terbaik.

2.2.3 Kontruksi Saluran Kabel Tanah

1. Konduktor

Merupakan komponen yang berfungsi menghantarkan arus listrik. Pada saluran

transmsi jenis logam konduktor yang sering digunakan adalah tembaga atau alumunium,

logam ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan jenis logam yang lain

diantaranya keefesienan dan keekonomisan. Setiap inti kabel merupakan penghantar,

bentuk dari penghantar dapat disesuaikan dengan kebutuhannya. Dengan nilai

konduktivitas yang tinggi, penghantar dapat mengalirkan listrik dengan baik. Pemilihan

kontruksi konduktor sangat berperan penting dalam penentuan rating dari konduktor itu

sendiri. Konduktor dapat berupa tembaga murni atau alumunium, kedua jenis bahan ini

memiliki nilai konduktivitas yang sangat bagus dalam menghantarkan arus listrik.

9

Tabel 2.1 Resistivitas dan koefisien temperatur bahan( Standar IEC 60287-1-1, 2006)

Material Resistivitas (ρ) ohm.m at

20ºC

Koefisien temperature (α)

per K pada 20ºC

Tembaga 1,724. 10−8 3,93.10−3

Aluminium 2,826. 10−8 4,03. 10−3

Lead or lead alloy 21,4. 10−8 4. 10−3

Menurut jumlah dan susunan hantaran kabel bawah tanah meliputi:

a. Kabel dengan inti tunggal ( Single-core Cable)

b. Kabel tiga inti (Three-core Cable)

c. Kabel sectoral (sector cable)

d. Kabel dengan netral kosentris

2. Isolasi kabel

Isolasi merupakan bahan yang berfungsi memisahkan bagian yang bertegangan

dengan bagian yang tidak bertegangan, pada saluran kabel bagian yang bertegangan

adalah konduktor sementara bagian yang tidak bertegangan adalah lingkungan sekitar.

Bahan isolasi memiliki nilai konduktivitas yang sangat kecil sehingga bahan ini sangat

sulit sekali untuk dapat menghantarkan arus listrik. Berikut jenis-jenis isolasi yang

digunakan dilingkungan PT. PLN (persero).

a. Kertas

Kertas merupakan isolasi padat yang dilapiskan pada konduktor yang diresapi dengan

viskos compound untuk membuang kelembaban serta udara. Isolasi kabel terdiri dari

cellulose paper yang dilapisi pada konduktor yang membentuk suatu dinding isolasi yang

uniform dan kompak serta tidak mengkerut atau terjadi kerusakan selama proses

pembuatan atau ketika penanganan kabel dilapangan saat penggelaran. Ketebalan isolasi

kertas bervarisasi dari 3 mm untuk 30 kV dan 35 mm yang digabung dengan minyak

tekanan tinggi khususnya untuk tegangan 750-1000 kV (PT PLN, 2006).

10

b. XLPE (Cross-Linked Poly Ethylene)

Material dasar untuk semua jenis kabel XLPE adalah polyethylene (PE) dengan

karakteristik rapat jenis (density) yang rendah. Material ini mempunyai sifat listrik dan

mekanik yang baik, ringan, fleksibilitas suhu rendah yang baik, tahan kelembaban yang

baik, mempunyai harga kimia dan ozone yang rendah. Oleh karena menggunakan cross-

linking, kabel XLPE adalah material yang tahan panas. XLPE tidak dapat meleleh seperti

polyethylene tetapi terurai, dan membetuk karbon pada waktu yang lama diatas suhu 300

ᵒC. Suhu konduktor yang diijinkan pada waktu hubung singkat selama 1 detik adalah 250

ᵒC, dan pada beban kontinyu suhunya 90 ᵒC.

Gambar 2.5 Kabel Dengan Isolasi Kertas Diisi Minyak


Gambar 2.5 diatas merupakan potongan kabel dengan isolasi minyak yang diganti pada

jalur SKTT Angke-Ketapang yang memiliki luas penampang konduktor 240 mm2 dengan

bahan konduktor berupa logam tembaga. Kabel tersebut juga memiliki isolasi

impregnated paper dengan ketebalan isolasi sebesar 11,5mm. Kabel minyak tersebut

digantikan dengan kabel dengan jenis isolasi yang berbeda yaitu isolasi XLPE. Kabel

baru tersebut memiliki luas penampang konduktor 1000 mm2 dengan bahan konduktor

berupa logam tembaga dan diameter sebesar 40 mm.

11

Gambar 2.6 Kabel Dengan Isolasi XLPE


3. Tabir (Screen)

Tabir (Screen) merupakan lapisan yang ada pada komponen kabel. Ada dua jenis

pemasangan tabir (screen), yaitu dengan pita yang dipasang memanjang dan dengan pita

yang dililitkan sepanjang kabel. Kedua pemasangan pita ini dilakukan secara mekanis..

Ada 2 jenis tabir yaitu konduktif dan semi konduktif. Yang pertama tabir konduktif, tabir

jenis ini berada pada bagian luar setelah isolasi dari kabel, baik tegangan tinggi maupun

tegangan rendah. Yang kedua tabir semikonduktif, tabir jenis ini terpasang melingkupi

inti konduktor dari kabel tegangan tinggi.

4. Selubung (Sheath)

Selubung merupakan bagian utama kabel yang berada paling luar. Fungsi selubung

ialah untuk melindungi kabel dari pengaruh luar dan mencegah terjadinya korosi pada

kabel dan dapat menahan gaya mekanis. Ketika terdapat benda asing berupa uap atau

cairan, selubung akan menahan dan mengamankan kabel dari benda asing tersebut.

selubung pada kabel minyak juga berfungsi untuk menahan dan menjaga agar minyak

pada kabel tidak keluar. Selubung dapat terbuat dari berbagai bahan, baik bahan yang

bersifat konduktif atau tidak konduktif. Contoh bahan yang digunakan diantaranya

alumunium, timbel, PVC, dan karet silicon.

12

5. Pelindung Kabel (Jacket)

Pelindung Kabel (Jacket) ini berada setelah perisai (armor) yang berfungsi sebagai

bantalan bagi perisai, selain itu juga sebagai bagian yang berkenaan dan bersentuhan

langsung dengan tanah atau pengaruh-pengaruh dari luar.

6. Bantalan (Bedding)

Bantalan (Bedding) merupakan tempat untuk kedudukan perisai, bantalan di letakkan

dibawah perisai agar dapat mencegah tejadinya masuknya air. sehingga tidak merusak

bagian dalam (korosif). Pada kabel isolasi minyak dan kertas, bantalan memiliki kompon

yang tahan dan kedap air. Beberapa sifat dari bantalan diantaranya:

a. Melekat sempurna pada selubung dan perisai namun tidak dapat bereaksinya

b. Tahan akan perubahan jika temperature lingkungan berubah-ubah

c. Tahan sobek jika terkena getaran

7. Perisai (Armour)

Bahan isolasi dari kabel memiliki sifat mekanik yang kurang sempurna, untuk itu

dibutuhkan sebuah Perisai (armor) yang berfungsi melindungi bahan isolasi dari

kerusakan akibat gaya mekanis. Bentuk-bentuk dari perisai dapat berupa perisai

alumunium (alumunium armour). Pita baja (steel tape armour), dan kawat baja ( steel

wire armour). Perisai (armor) biasa digunakan pada kabel tiga inti. Tidak semua jenis

kabel berinti tunggal memiliki perisai, perisai biasanya hanya terdapat pada kabel tanah

atau laut yang berinti tiga.

8. Bahan Pengisi (Filler)

Bahan pengisi (Filler) bahan pengisi berfungsi untuk mengisi bagian kosong pada

kabel agar kebel berbentuk bulat, untuk konstruksi kabel berinti tiga atau lebih (multi-

core). Setelah pemasangan ketiga intinya maka ada ruang/celah yang tertinggal sehingga

didapatkan bentuk kabel yang bulat.

9. Kanal Minyal (Oil Duct)

Kanal minyak berfungsi sebagai tempat beradanya minyak kabel dimana biasanya

akan berada di tengah inti kabel. Kanal minyak tersebut biasanya memiliki diameter

antara 12-25 mm atau disesuaikan dengan sistem hidrolik dari kabel minyak itu sendiri.

Steel Strip Spiral bulat merupakan salah satu bentuk dari kanal minyak terbuka yang

menggunakan kawat konduktor stranded.

13

10. Tangki Minyak

Konduktor dan selubung logam mempunyai tahanan listrik, apabila dialiri arus akan

membangkitkan rugi listrik yang akan dirubah menjadi panas pada kabel itu sendiri.

Karena pemuaian panas minyak isolasi lebih tinggi dibandingkan dengan pemuaian

volume dari kabel, sehingga selubung logam tidak cukup untuk menampung minyak.

Untuk mengakomodasi jumlah minyak yang memuai pada saat panas dan menyusut pada

saat minyak dingin, harus dapat ditampung oleh pengumpul (tangki) minyak bertekanan

yang ditempatkan pada salah satu ujung atau kedua ujung dari panjang kabel..

Gambar 2.7 Tangki minyak pada stop joint

(Dokumentasi pribadi, 2021)

11. Anti Corrosion Covering

Anti Corrosion Covering adalah pelindung karat susunan kabel dan berfungsi untuk

mengalirkan arus gangguan ke tanah jika pada koduktor utama terjadi arus gangguan

ketanah. Material logam akan terkena medan magnet dan medan listrik Ketika konduktor

diberi tegangan sehingga pemilihan jenis logam harus disesuaikan dengan struktur

susunan kabel.

12. Pelindung Mekanik

Kabel yang ditanam di tanah/laut akan terkena getaran akibat dari gangguan

eksternal, oleh sebab itu dibutuhkan pelindung mekanik agar strees mekanik terhadap

kabel dapat diminimalisir.. Maka dilengkapi dengan:

14

a. Joint iBox, ipada isambungan i(joint) iyang ibersekat, iselubung ilogam idiikat i(bond) idan

ilangsung iditanahkan

b. Cable Duct, merupakan sebuah media saluran kabel bawah tanah berbentuk

terowongan yang terbuat dari baja dan beton, berfungsi melindungi kabel yang

melintasi rel kereta, jalan raya, atau melewati sunga kecil. Pada kedua ujung kabel duct

tersebut akan diberi rampu-rambu sebagai pengaman

c. Jembatan kabel, adalah sarana untuk penopang kabel yang melewati sungai atau

jembatan, jembatan kabel tersebut terbuat dari bahan baja dimana pada kedua

ujungnya diberi tanda-tanda pengaman

d. Terminasi ( Sealing End)

Sealing end atau terminasi merupakan sebuah komponen pada SKTT yang

menghubungkan kabel dengan konduktor telanjang (cable head) yang terdapat pada

gardu induk. Selubung logam dan ujung konduktor dalam komponen Sealing end terpisah

yang kemudian ditutup rapat dengan seal. Untuk kabel isolasi minyak, komponen Sealing

end dibuat sedemikian rupa agar tahan terhadap tekanan minyak yang tinggi agar Ketika

pemeliharaan tidak perlu melepas kabel. Sealing end dapat dipasang diluar atau didalam

ruangan, jika terpasang diluar ruangan maka bagian terluar Sealing end akan terbuat dari

porselen yang tahan terhadap perubahan cuaca (PT PLN, 2014).

Gambar 2.8 Terminasi(sealing end)

(PT PLN,2014)

13. Sambungan (jointing)

Sambungan atau Joint merupakan bagian untuk menghubungkan dua buah inti dari

kabel. Material yang ada pada joint disesuaikan dengan jenis isolasi kabel yang

digunakan, jika menggunakan kabel minyak maka Sebuah steel spiral akan dipasang

pada kanal pusat konduktor dengan tujuan untuk support dari konduktor dan menjamin

15

aliran minyak, dan jika kabel yang digunakan adalah kabel XLPE maka akan dipasang

konektor atau sleeve kemudian sambungan tersebut akan dicor dengan resin.

Terdapat dua jenis joint pada kabel minyak yaitu. Sambungan lurus (straight joint)

dan sambungan henti (stop joint). Sambungan lurus merupakan sambungan dimana

minyak pada kedua ujung kabel terhubung. Sedangkan Sambungan henti (stop joint)

merupakan sambungan dimana minyak pada kedua ujung kabel tidak terhubung terpisah

oleh insulated joint. Stop joint digunakan untuk membagi sirkit kedalam seksi-seksi

tekanan minyak yang terpisah, masing-masing dilengkapi dengan peralatan untuk

ekspansi minyak. Pemisahan ini dimaksudkan untuk membatasi tekanan minyak tidak

melebihi batasan keamanan tekanan (Over Pressure) dan membagi beberapa bagian

panjang kabel menjadi beberapa seksi tekanan minyak untuk memudahkan pemeliharaan

Gambar 2.9 Sambungan Kabel XLPE


14. Sistem pengaman kabel

Sistem pengaman kabel berfungsi sebagai proteksi untuk kabel apabila terjadi

gangguan. berikut beberapa pengaman pada kabel tanah.

a. Manometer

Pemasangan manometer hanya diperuntukan untuk kabel minyak. Manometer

berfungsi sebagai alat ukur/monitor tekanan media isolasi dari kabel yaitu minyak.

Manometer pada kabel minyak terhubung melalui pipa tembaga yang yang

menghubungkan antara saluran minyak kabel dengan tangki minyak serta terhubung

dengan manomter. Penurunan tekanan minyak pada akan berdampak pada penurunan

16

kemampuan isolasi, untuk itu tekanan minyak pada manometer harus dijaga agar selalu

berada pada batas normalnya.

Gambar 2.10 Manometer di GIS Ketapang


b. Kabel pilot

Pada instalasi kabel tanah tegangan tinggi selain kabel power yang tertanam dibawah

tanah, juga memerlukan kabel lain dalam satu saluran, yaitu kabel pilot. Kabelini

berfungsi sebagai fasilitas komunikasi data dan suara, selain itu juga berfungsi sebagai

pemasok power ke proteksi diffrensial kabel. Khusus untuk kabel minyak, kabel pilot

mengamankan tekanan minyak baik tekanan yang memberikan alarm maupun

mentripkan kabel.

c. SVL/arrester sistem

Tingkat isolasi selubung logam dibuat tahan terhadap tegangan surja yang disebakan

oleh adanya gangguan. Hal ini agar dapat dibatasi harga maksimum tegangan impulse

yang masuk ke kabel sehingga isolasi selubung logam akan aman. Peralatan ini

mempunyai tahanan tidak linier atau sela percik (Spark Gap). Kotak hubung digunakan

tahanan tidak linier yang mempunyai tahanan dalam tinggi pada kondisi normal dan

mengalirkan arus yang kecil. Tahanan akan menurun secara cepat pada waktu tegangan

naik dan menyalurkan arus yang besar pada waktu terjadi pukulan impulse serta

mencegah tegangan surja diatas tingkat isolasi selubung logam.

Jika tahanan tak linier ini terkena tekanan tegangan impulse atau tegangan surja maka

akan mengalir arus yang besar sehingga dapat merusak tahanan tak linier. Untuk itu

setelah terjadi gangguan yang besar maka tahanan tak linier atau SVL ini perlu dilakukan

17

pemeriksaan dan pengukuran disamping pemeliharaan secara regular.

d. Sistem pentanahan kabel

Untuk mencegah tegangan induksi selubung logam yang tinggi dan berbahaya maka

selubung logam harus digabung dan ditanahkan pada kedua ujungnya. Kabel inti tunggal

dimana selubung logam diikat (bonding) pada kedua ujungnya akan bekerja seperti trafo

yang kumparan sekundernya dihubung singkat dan melalukan arus hubung singkat. Arus

selubung logam akan menimbulkan rugi selubung logam dan menimbulkan panas yang

harus dikompensasi dengan mengurangi arus beban pada konduktor. Hal ini berarti bahwa

penggabungan selubung logam pada kedua ujungnya akan berkurang kuat hantar arusnya

dibandingkan sistem yang diikat (bonding) satu ujung. Bebebrapa system pentanahan

yang digunakan diantaranya pentanahan solid bounding dan cross bounding.

2.2.4 Sumber Rugi Daya Pada Kabel Tegangan Tinggi

Rugi daya merupakan energi yang hilang dalam penyaluran energi listrik dari

sumber energi listrik utama ke suatu beban lain. Ketika daya listrik disalurkan ke beban

maka akan terdapat rugi-rugi daya yang disebabkan oleh faktor-faktor tertentu seperti

jarak penyaluran daya listrik ke beban yang terlalu jauh yang akan berdampak pada

semakin besarnya nilai tahanan saluran kabel yang digunakan.

Saluran kabel tegangan tinggi secara garis besar terdiri dari tiga komponen dasar,

konduktor, bahan dielektrik, dan lapisan logam luar. konduktor merupakan komponen

yang membawa arus listrik yang dapat terbuat dari alumunium atau tembaga, bahan

dielektrik merupakan komponen yang menjadi isolasi dari kabel tegangan tinggi tersebut.

Bahan dielektrik kabel tegangan tinggi dapat terbuat dari kertas yang diresapi minyak,

XLPE, atau EPR. Kemudian terdapat lapisan logam luar yang berfungsi melindungi

bahan isolasi dari tekanan dari luar kabel maupun tekanan yang berasal dari dalam kabel.

Ketika kabel diberi tegangan dan beban, maka tiga komponen dasar tersebut akan

menghasilkan rugi daya atau (electrical losses).

1. Rugi daya konduktor

Arus yang mengalir pada konduktor saluran kabel akan menyebabkan terjadinya rugi-

rugi pada saluran kabel tersebut. Besarnya rugi daya pada konduktor dipengaruhi oleh

resistansi dan arus yang mengalir pada konduktor tersebut. rugi-rugi daya tersebut akan

menyebabkan daya yang dikirim dari sumber energi listrik ke pusat beban.

18

Resistansi konduktor ketika mengalirkan arus bolak-balik akan berbeda Ketika

konduktor mengalirkan arus searah. Hal tersebut disebabkan karena adanya pengaruh dari

skin effec dan efek pendekatan. Kecendrungan elektron mengalir pada bagian tepi-tepi

permungkaan konduktor akan menyebabkan meningkatnya resistansi dari konduktor

tersebut.

2. Rugi dielektrik

Rugi dielektrik merupakan rugi daya yang disebabkan oleh bahan isolasi dari kabel.

Besarnya rugi dielektrik dipengaruhi oleh kapasitansi kabel, frekuensi, tegangan dan

dielectric power factor. Ketika kabel diberi tegangan dan arus, maka pada bahan isolasi

akan timbul rugi daya berupa panas yang disebut dengan rugi daya dielektrik.

Adapun nilai dari permitivitas relatif dari isolasi dan dielectric power factor kabel

isolasi minyak berdasarkan Standar IEC 60287-1-1, 2006 adalah 4 dan 0,01, sedangkan

untuk kabel XLPE nilai dari permitivitas relatif dari isolasi dan dielectric power factor

nya adalah 2,5 dan 0,001. Berikut tabel nilai permitivitas relative dan dielectric power

factor

Tabel 2.2 Nilai Permitivitas dan Dielectric power factor (Standar IEC 60287-1-1, 2006)

Type of cable ε tan 𝛿

Cables insulated with impregnated paper

solid type, fully-impregnated, pre-impregnated or mass-

impregnated

non-draining

4 0,01

oil-filled, self-contained

up to U0= 36 kV

up to U0= 87 kV

up to U0= 160 kV

up to U0= 220 kV

3,6

3,6

3,5

3,5

0,0035

0,0033

0,0030

0,0028

Oil-pressure, pipe-type 3,7 0,0045

external gas-pressure 3,6 0,0040

internal gas-pressure 3,4 0,0045

cable with other kinds of insulation

butyl rubber 4 0,5

EPR

up to and including 18/30 (36) kV cables

greater than 18/30 (36) kV cables

3

3

0,020

0,005

19

PVC

PE (HD and LD)

8

2,3

0,1

0,001

XLPE

up to and including 18/30 (36) kV cables (unfilled)

greater than 18/30 (36) kV cables (unfilled)

greater than 18/30 (36) kV cables (filled)

2,5

2,5

3

0,004

0,001

0,005

PPL

equal to, or greater than 63/110 kV Cables 2,8 0,0018

3. Rugi daya pada selubung (Sheath)

Selain terdiri dari konduktor dan bahan isolasi, kabel tanah juga terdiri dari bagian

logam yang melingkupi bahan isolasi yang disebut dengan selubung (sheath). Selubung

logam tersebut dapat terbuat dari bahan alumunium atau timah yang berfungsi untuk

melindungi bahan isolasi dan konduktor dari tekanan dari dalam konduktor itu sendiri

maupun tekanan yang berasal dari luar konduktor. Konduktor pada kabel tanah akan

menginduksi logam selubung tersebut, sehingga pada selubung akan timbul tegangan dan

arus induksi. Rugi-rugi daya pada sheath terdiri dari dua, yaitu rugi daya akibat arus pusar

(eddy current) dan rugi daya akibat arus sirkulasi (circulating current). Untuk

memperhitungkan rugi daya akibat arus pusar dapat diselesaikan dengan rumus.

Untuk kabel dengan inti tunggal, rugi akibat arus pusar relative lebih kecil jika

dibandingkan dengan rugi daya yang terjadi pada konduktor. Namun untuk kabel dengan

selubung yang terbuat dari bahan alumunium nilai dari rugi arus pusar akan lebih bisar

jika kabel tersebut dipasang dengan jarak yang dekat. Rugi arus sirkulasi disebabkan

karena adanya arus yang mengalir pada selubung yang disebabkan oleh induksi dari inti

kabel yang diberi tegangan dan arus.

2.2.5 Saluran Kabel Tegangan Tinggi Angke-Ketapang

1. Sebelum penggantian

Kabel yang digunakan sebelumnya merupakan kabel jenis minyak, kabel ini

menggunakan isolasi yang terbuat dari jenis isolasi padat terdiri dari kertas yang diresapi

dengan viskos compound dan dilakukan treatment dengan minyak untuk membuang

kelembaban serta udara, karena itu dinamakan kabel minyak. Kabel minyak tersebut di

produksi oleh perusahaan Standard Telefon Og Kabelfabrik di Norwegia. Metoda

20

penggelaran kabel tersebut dengan metoda kubur langsung dengan kedalaman 2,5 m

dibawah permungkaan tanah. Instalasi kabel ini dilakukan pada bulan Mei tahun 1984,

sehingga sudah beroperasi selama 36 tahun sampai pada tahun 2020 dilakukan

penggantian secara keseluruhan pada kabel tersebut.

Total panjang kabel adalah 5623 m yang dibagi menjadi 8 sambungan dengan panjang

persambungan adalah 625 m. Selain sambungan lurus, pada saluran ini juga terdapat stop

joint pada sambungan ke 3. stop joint berfungsi memisahkan seksi saluran minyak kabel

dari GI Angke ke stop joint 3 dengan saluran minyak kabel dari stop joint 3 ke GI

Ketapang, sehingga secara keseluruhan saluran minyak pada kabel dari GI Angke menuju

GIS Ketapang terpisah. Hal ini bertujuan agar tekanan minyak pada kabel terbagi menjadi

seksi-seksi yang berbeda sehingga memudahkan pada saat pemeliharaan dan menjaga

agar tekanan minyak tidak melebihi batas keamanan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada gambar 2.12 dibawah ini.

Gambar 2.11 Sistem Saluran Minyak SKTT Angke-Ketapang

(Buku Operation And Maintenance Manual oil-filled cable, 1994)

Gambar 2.12 merupakan sistem saluran minyak pada SKTT Angke-Ketapang, di gardu

induk Angke dan GIS Ketapang terdapat masing-masing tangki minyak, tangki minyak

ini berfungsi sebagai tempat penampung minyak kabel ketika minyak pada kabel

mengalami pemuaian dan penyusutan. Selain berada disetiap gardu induk, tangki minyak

juga terdapat di stop joint 3.terdapat dua tangki minyak di stop joint, dimana salah satu

tangki minyak terhubung dengan saluran minyak ke GI Angke dan satu yang lainnya

terhubung dengan saluran minyak yang menuju GIS Ketapang. Pada saat kabel diberi

tegangan dan pembebanan maka akan terjadi rugi listrik pada konduktor dan selubung

logam kabel. Rugi listrik tersebut akan dirubah menjadi panas pada kabel, sehingga

21

membuat minyak pada kabel memuai, oleh karena itu dibutuhkan tangki minyak untuk

menampung kelebihan minyak pada kabel akibat pemuaian.

2. Setelah penggantian

Kabel baru yang digunakan untuk menggantikan kabel minyak adalah kabel XLPE

yang diproduksi oleh PT. KMI Wire and Cable Tbk. Kabel tersebut memiliki luas

penambang yang jauh lebih besar dari kabel minyak, dimana besarnya adalah 1000 mm2.

Intalasi kabel XLPE menggunakan mesin bor HDD. Formasi peggelaran kabel XLPE

menggunakan formasi trefoil dimana kabel XLPE akan dimasukkan kedalam pipa HDPE

yang berfungsi sebagai pelindung bagian luar kabel dari tekanan mekanik dari luar.

Panjang SKTT setelah penggantian lebih pendek dimana memiliki panjang 5378 m yang

dibagi menjadi 11 sambungan. Berikut gambar Schematic Line Diagram yang diperoleh

dari data projek pekerjaan SKTT 150 kV Angke-Ketapang.

Gambar 2.12 Schematic Line Diagram SKTT Angke Ketapang

22

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian

Pada Proyek Akhir ini mengenai Analisa penggantian antara kabel isolasi minyak

dengan kabel isolasi XLPE pada jalur SKTT 150kV GI Angke ke GIS Ketapang, dimana

pada penelitian ini dilakukan perhitungan mengenai rugi-rugi daya pada saluran. Pada

penelitian ini menggunakan metode kuantitatif, dimana penelitian ini dilakukan

perhitungan rugi daya

Penelitian ini dilakukan di PT PLN(persero) ULTG karet pada bulan maret sampai

Juli 2021 dengan mempelajari dan mengambil data tentang spesifikasi kabel yang

digunakan pada jalur SKTT GI Angke ke GIS Ketapang. Dan juga pengambilan data

tegangan dan arus pada jalur tersebut.

3.2 Desain Penelitian

Dalam melaksanakan metode penelitian perlu dilakukan tahap dalam penyelesaian

proyek akhir sebai berikut :

23

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Perumusan masalah

Penggantian kabel isolasi

minyak ke kabel isolasi

XLPE

Pengumpulan data:

1. Spesifikasi kabel

minyak

2. Spesifikasi kabel

XLPE”

3. Tegangan dan arus

Perhitungan Rugi daya

kabel

Analisa hasil

perhitungan rugi daya

Penurunan

rugi daya?

Kesimpulan

selesai

Mulai

Tidak

Ya

24

3.3 Metode Pengumpulan Data

Pada penelitian ini menggunakan metode pengumpulan data kuantitatif, dimana akan

mencari data-data yang berkaitan dengan SKTT jalur Angke- Ketapang. Data-data

tersebut akan diolah sedemikian rupa sehingga tujuan pada penelitian ini dapat tercapai.

Semua data yang berkaitan dengan judul penelitian diperoleh langsung dari pihak

PT.PLN (Persero) ULTG Karet dari data spesifikasi kabel minyak dan kabel XLPE yang

digunakan sampai besarnya nilai tegangan dan arus yang diterapkan pada jalur SKTT

tersebut, selain itu juga mengumpulkan data rekapan penambahan tekanan minyak kabel

SKTT Angke-Ketapang untuk menganalisa permasalahan yang terjadi pada kabel

tersebut. Berikut beberapa teknik pengumpulan data yang digunakan:

1) Wawancara

Melakukan wawancara mengenai data-data apa saja yang harus didapatkan dan diskusi

kepada staf ULTG Karet beserta dosen pembimbing tugas akhir berkaitan dengan

masalah yang diteliti.

2) Observasi

Pengambilan data yang dilakukan secara langsung dengan pengamatan pada besarnya

nilai tegangan dan arus untuk menghitung nilai rugi daya pada kabel tersebut. Untuk data

arus yang digunakan merupakan data arus puncak harian yang ada pada monitor

komputer dan pada laporan pengusahaan GIS Ketapang

3.4 Teknik Analisa

Saluran transmisi melalui saluran kabel merupakan salah satu media penyaluran

tenaga listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik kepada pusat distribusi. Jenis isolasi

kabel yang digunakan di ULTG karet adalah kabel dengan isolasi minyak dan kabel

dengan isolasi XLPE. Seringnya terjadi kebocoran pada kabel isolasi minyak membuat

tekanan minyak pada kabel menurun dan harus dilakukan penambahan tekanan minyak

secara terus menerus. Oleh sebab itu penggantian kabel isolasi minyak dengan kabel

isolasi XLPE menjadi salah satu solusi untuk meningkatkan keandalan system transmisi.

Dari penggantian tersebut peneliti tertarik membahas tentang Analisa rugi daya antara

kabel isolasi minyak dengan kabel isolasi XLPE. Peneliti ingin memperhitungkan

besarnya rugi daya kedua kabel, kemudian membandingkan hasil perhitungan tersebut

apakah terjadi penurunan rugi daya setelah penggantian.

25

3.4.1 Rugi Daya Pada Konduktor

Pada suatu daerah penyediaan tenaga listrik, energi listrik disalurkan kepada

pelanggan melalui transmisi, gardu induk, dan distribusi jaringan listrik. Selama transmisi

dan distribusi energi listrik, akan terjadi kehilangan daya dan energi listrik di semua unit

jaringan listrik (wu, 2016). Salah satu rugi tersebut adalah rugi daya konduktor. Rugi daya

pada konduktor dipengaruhi oleh besarnya arus yang mengalir serta besarnya tahanan

konduktor tersebut. Rugi daya kondukor dapat diselesaikan dengan persamaan 2.4.

1. Tahanan arus searah konduktor

Untuk memperhitungkan tahanan konduktor maka perlu mengetahui berapa besar

tahanan arus searah (Rdc) dengan rumus:

Rdc1=Rdc0(1+α(T1-T0)……………………………………………………………(3.1)

(Anders, 1997)

Dimana:

Rdc1 = Tahanan DC pada suhu maksimum (Ω/m)

Rdc0 = Tahanan DC pada suhu awal (Ω/m)

α = Koefisien suhu(α) (/ᵒC)

T0 = Suhu konduktor awal (ᵒC)

T1 = Suhu konduktor maksimum (ᵒC)

Dengan

Rdc0=𝜌𝑐𝑢 𝑥 𝑙

𝐴…………………………………………………………………………(3.2)

Dimana:

Rdc0 = Tahanan DC pada suhu awal (Ω/m)

𝜌𝑐𝑢 = Resistivitas logam (Ωm)

A = Luas Penampang Konduktor (m2)

l = Panjang Konduktor (m)

2. Faktor Efek Mengulit

26

Efek mengulit atau skin effect merupakan suatu peristiwa ketika arus pada konduktor

semakin besar mengalir kearah permungkaan konduktor, dimana dapat dirumuskan

dengan:

Ys=𝑥𝑠4

(192+0,8.𝑥𝑠4)………………………………………………………………...…..(3.3)

Xs==√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑠…………………………………………………………….(3.4)

(Anders, 1997)

Dimana:

f = Frekuensi (hz)

Ks = Koefisien Efek Mengulit

Ys = Faktor Efek Mengulit

Xs = Parameter Efek Mengulit


3. Faktor Efek Pendekatan

Efek pendekatan adalah efek yang ditumbulkan oleh konduktor lain terhadap

konduktor pertama sehingga terjadinya distribusi Fluks yang tidak simetris, dapat

dirumuskan dengan :

Yp=𝑥𝑝4

192+0,8.𝑥𝑝4 (𝑑𝑐

𝑆)

2[0,312. (

𝑑𝑐

𝑆)

2

+1,18

{𝑥𝑝4

192+0,8.𝑋𝑝4+0,27}] ……………………………..(3.5)

Xp=√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑝 ……………………………...……………..………………....(3.6)

(Anders, 1997)

Dimana :

Yp = Faktor Pendekatan

Xp = Parameter Pendekatan

Dc = Diameter Konduktor (mm)

27

S = Jarak antara sumbu Konduktor (mm)


Kp = Koefisien Efek Pendektan

Berikut ini nilai koefisien efek pendekatan dan koefisien efek mengulit berdasarkan IEC

60287.

Tabel 3.1 Nilai Koefisien Ks dan Kp (IEC 60287, 2006)

Type of Conductor Conductor insulation

System Ks Kp

Copper

Round, solid All 1 1

Round, stranded Fluid, paper, PPL 1 0,8

Round, stranded Extruded, Mineral 1 0,1

Round, Milliken, insulated wire Fluid, paper, PPL 0,435 0,37

Round, Milliken, bare uni-directional

wire Extruded

0,35 0,2

Round, Milliken, bare bi-directional

wire Extruded

0,62 0,37

Round, milliken Extruded 0,8 0,37

Hollow, helcal stranded All a 0,8

Sector-shaped Fluid, paper, PPL 1 0,8

Sector-shaped Extruded, Mineral 1 1

Aluminium

Round, solid All 1 1

Round, stranded All 0,25 0,8

Round, Milliken All a 0,15

Hollow, helical stranded All a 0,8

4. Tahanan arus bolak-balik konduktor

Ketika sebuah konduktor diberi tegangan dan arus bolak-balik maka resistansi dari

konduktor tersebut akan semakin besar, hal ini dipengaruhi adanya efek mengulit dan

efek pendekatan pada kabel, dimana dapat dirumuskan dengan :

Rac=Rdc1(1+Ys+Yp) ………………………………………………………..………(3.7)

28

(Anders, 1997)

Dimana:

Rac = Tahanan Arus Bolak-Balik Konduktor (Ω/m)

Rdc1 = Tahanan Arus Searah Pada Suhu Maksimum (Ω/m)

Ys = Faktor Efek Mengulit

Yp = Faktor Efek Pendekatan

5. Rugi daya pada konduktor

Resistansi pada konduktor akan menyebabkan terjadinya rugi daya, dimana semakin

besar nilainya maka rugi daya akan semakin besar juga. Metoda perhitungan rugi daya

pada konduktor dapat diselesaikan dengan persamaan berikut.

Pl= 3𝐼2𝑅𝑙…………………………………………………………...……………….(3. 8)

(Arismunandar, 2004)

Dimana:

Ploss = Rugi Daya Pada Konduktor (Watt)

I = Arus Yang Mengalir Pada Konduktor (A)

R = Resistansi Total konduktor (Ω/m)

l = Panjang Saluran (m)

3.4.2 Rugi Dielektrik

Rugi dielektrik disebabkan karena bahan isolasi dari kabel tanah, untuk

memperhitungkan besarnya nilai rugi dielektrik dapat diselesaikan dengan persamaan

berikut.

Pd= 𝜔 𝐶 V02 tan 𝛿 ………………………………………………………………………………………...(3. 9)

(Anders, 1997)

Dimana:

Pd = Rugi Dielektrik (Watt/m)

𝜔 = 2πf

C = Nilai Kapasitansi Persatuan Panjang (F/m)

V0 = Tegangan Phasa Ke Tanah (V)

tan 𝛿= Dielectric Power Factor

29

Untuk menghitung nilai kapasitansi suatu konduktor dapat dirumuskan dengan:

C=𝜀 𝑥 10−9

18𝑙𝑛 (𝐷𝑖

𝑑𝑐)………………………………………………………………………..(3. 10)

(Anders, 1997)

Dimana:

ε = Permitivitas Relatif dari Isolasi

Di = Diameter Isolasi (mm)

dc = Diameter Konduktor (mm)

3.4.3 Rugi Pada Selubung

Selubung merupakan logam yang melindungi bahan isolasi kabel. Karena kekuatan

mekanis dari bahan isolasi yang kecil maka dibutuhkan selubung logam untuk

melindunginya. Pada selubung logam akan timbul rugi akibat arus pusar dan juga rugi

akibat arus sirkulasi. Memperhitungkan rugi pada selubung dengan menjumlahkan rugi

akibat arus pusar dan rugi akibat arus sirkulasi. Untuk menghitung rugi arus pusar dapat

diselesaikan dengan rumus sebagai berikut.

Pe=𝐼2[3𝜔2

𝑅𝑠 (

𝑑𝑚

2𝑆)

2

. 10−8]……………………………………..…………………….(3.11)

(Moore, 1997)

Dimana:

Pe = Rugi Daya Arus Pusar (Watt/Km per fasa)

𝜔 = 2πf

dm = Diameter Selubung (sheath) (m)

S = Jarak Antara Sumbu Konduktor (m)

Rs = Resistansi dari Selubung (Ω/Km)

Untuk kabel dengan inti tunggal, rugi akibat arus pusar relative lebih kecil jika

dibandingkan dengan rugi daya yang terjadi pada konduktor. Namun untuk kabel dengan

selubung yang terbuat dari bahan alumunium nilai dari rugi arus pusar akan lebih bisar

jika kabel tersebut dipasang dengan jarak yang dekat.

30

Rugi arus sirkulasi disebabkan karena adanya arus yang mengalir pada selubung yang

disebabkan oleh induksi dari inti kabel yang diberi tegangan dan arus. Untuk

memperhitungkan rugi daya akibat arus sirkulasi dapat diselsesaikan dengan rumus.

Pc=𝐼2 𝑋𝑚

2 𝑅𝑠

𝑅𝑠2+ 𝑋𝑚

2……………………………………………………..……………...……(3.12)

(Moore, 1997)

Pc = Rugi Daya Arus Sirkulasi (Watt/Km)

Xm = Reaktansi Persatuan Panjang (Ω/Km)

I = Arus Pada Konduktor (A)

Rs = Resistansi dari Selubung (Ω/Km)

Untuk menghitung reaktansi persatuan Panjang dapat diselesaikan dengan rumus.

Xm= 2πf M . 10−3…………………………………………………………..………(3.13)

(Moore, 1997)

Xm = Reaktansi Persatuan Panjang (Ω/Km)

f = frekuensi (hz)

M = Induktansi Bersama antara Konduktor dan Selubung (mH/Km)

Induktansi bersama antara konduktor dan selubung dapat diselesaikan dengan rumus.

M= 0,2ln(2𝑆

𝑑𝑚)……………………………………………………………………….(3.14)

(Moore, 1997)

M = Induktansi Bersama antara Konduktor dan Selubung (mH/Km)

S = Jarak Antara Sumbu Konduktor (m)

dm = Diameter Selubung (sheath) (m)

31

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Data Penambahan Tekanan Minyak Kabel SKTT Angke-Ketapang

Pada penelitian ini peneliti mengumpulkan data penambahan tekanan minyak

SKTT Angke-Ketapang untuk mengetahui permasalahan yang sering terjadi pada kabel

minyak tersebut. Pada data penambahan tekanan minyak dapat diketahui fasa mana saja

yang sering dilakukan penambahan tekanan minyak beserta volume minyak yang

dikeluarkan. Tekanan minyak diukur oleh manometer yang terhubung langsung dengan

kabel minyak, dimana manometer tersebut dihubungkan melalui pipa tembaga ke saluran

minyak dan tangki minyak untuk mengukur tekanan minyak kabel .Berikut beberapa data

penambahan tekanan minyak yang telah peneliti kumpulkan dari PT. PLN ULTG Karet.

1. Data penambahan tekanan minyak bulan Januari 2020

Tabel 4.1 Data Penambahan Tekanan Minyak SKTT Angke-Ketapang Bulan Januari

Dari

(Bar)

Menjadi

(Bar)Margin

1 4-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.62 0.85 0.23 46

2 4-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.84 0.23 46

3 4-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60





8 12-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.65 0.85 0.2 40










18 24-Jan-20 Angke-Ketapang 2 T KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50




22 Jumlah 4.98 996 Liter

23 4.98 Drum

PENAMBAHAN TEKANAN

Volume KeteranganNO

TANGGAL

PENAMBA

HAN

JALUR PHT FASA

LOKASI

PENAMBAHA

N

32

Tabel diatas merupakan data penambahan tekanan minyak kabel bulan Januari

2020, dari data diatas dapat dilihat bahwa kabel yang sering mengalami penurunan

tekanan minyak adalah kabel fasa R dan S dengan lokasi pengisian minyak di GIS

Ketapang dan pada fasa S dengan lokasi pengisian DI GI Angke.

2. Data tekanan penambahan minyak bulan Februari 2020

Tabel 4.2 Data Penambahan Minyak Bulan Februari SKTT Angke-Ketapang

Dari

(Bar)

Menjadi

(Bar)Margin

1 1-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60

2 1-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60

3 2-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.65 0.85 0.2 40



6 5-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.65 0.85 0.2 40





















27 29-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.56 0.85 0.29 58


29 6.55 Drum

LOKASI

PENAMBAH

AN

PENAMBAHAN TEKANAN

Volume KeteranganNO

TANGGAL

PENAMBAH

AN

JALUR PHT FASA

Tabel diatas merupakan data penambahan minyak kabel SKTT Angke-Ketapang

bulan Februari 2020. Sama halnya dengan bulan januari, kabel yang sering mengalami

penurunan tekanan minyak adalah kabel fasa R dan S dengan lokasi pengisian minyak di

GIS Ketapang dan pada fasa S dengan lokasi pengisian di GI Angke. Berdasarkan data

diatas juga dapat dilihat bahwa frekuensi pengisian minyak yang dilakukan di kedua sisi

gardu induk adalah 3 sampai 4 hari sekali dengan volume setiap pengisian sebanyak 36-

33

60 liter minyak kabel. Selama bulan Februari 2020 kabel minyak sudah menghabiskan

minyak kabel sebanyak 1310 liter minyak dengan jumlah drum minyak lebih dari 6 drum.

3. Data tekanan penambahan minyak bulan Maret 2020

Tabel 4.3 Data Penambahan Tekanan Minyak Bulan Maret SKTT Angke-Ketapang

Dari

(Bar)

Menjadi

(Bar)Margin

1 3-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.63 0.85 0.22 44

2 4-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.82 0.21 42

3 4-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.82 0.21 42


















21 4.54 Drum

LOKASI

PENAMBAH

AN

PENAMBAHAN TEKANAN

Volume KeteranganNO

TANGGAL

PENAMBAH

AN

JALUR PHT FASA


bulan Maret 2020. Sama halnya dengan bulan sebelumnya, kabel yang sering mengalami


GIS Ketapang dan pada fasa S dengan lokasi pengisian di GI Angke. Berdasarkan data

diatas dapat dilihat bahwa selaa bulan Maret 2020, telah mengahabiskan minyak

sebanyak 908 liter minyak dengan jumlah drum minyak lebih dari 4 drum.

34

4. Data penamabahan tekanan minyak bulan April 2020

Tabel 4.4 Data Penambahan Tekanan Minyak Bulan April 2020

Dari

(Bar)

Menjadi

(Bar)Margin

1 1-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52

2 1-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48

3 4-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.58 0.85 0.27 54























26 6.15 Drum

PENAMBAHAN TEKANAN

Volume KeteranganNO

TANGGAL

PENAMBAH

AN

JALUR PHT FASA

LOKASI

PENAMBAH

AN


bulan April 2020. Sama halnya dengan bulan sebelumnya, kabel yang sering mengalami


GIS Ketapang dan pada fasa S dengan lokasi pengisian di GI Angke. Pada bulan April

jumlah minyak kabel yang dikeluarkan adalah 1230 liter minyak dengan jumlah drum

minyak lebih dari drum.

35

4.1.2 Data Spesifikasi Kabel SKTT

1. Spesifikasi kabel minyak yang digunakan

Berikut data spesifikasi kabel minyak yang digunakan pada jalur SKTT Angke-Ketapang

Tabel 4.5 Spesifikasi Kabel Minyak

No. Uraian Nilai

1. Tegangan operasi tertinggi 170 kV

2. Tegangan operasi normal 150 kV

3. Frekuensi 50 Hz

4. Diameter oil chanel 12,7 mm

5. Diameter konduktor 22,2 mm

6. Luas Penampang 240 mm2

7. Diameter isolasi, impregnated paper 45,9 mm

8. Ketebalan isolasi, impregnated paper 11,5 mm

9. Diameter Selubung (sheat) 52,1 mm

10. Ketebalan selubung (sheat) 2,3 mm

11. Diameter konduktor secara keseluruhan 67,4 mm

12. Jarak antar konduktor 120 mm

13. Suhu operasi maksimum konduktor 85 ᵒC

14. Tahanan selubung 0,659 Ω/Km

15. Panjang saluran kabel 5623 m

Berdasarkan data yang telah dikumpulkan diketahui bahwa kabel yang digunakan

sebelum penggantian pada jalur SKTT Angke-Ketapang merupakan kabel jenis kabel

minyak, Kabel tersebut menggunakan isolasi yang terbuat dari jenis isolasi padat terdiri

kertas yang diresapi dengan viskos compound dan dilakukan treatment dengan minyak

untuk membuang kelembaban serta udara, karena itu kabel tersebut dinamakan kabel

36

minyak. Kabel minyak ini diproduksi oleh perusahaan Standard Telefon Og Kabelfabrik

yang berasal dari Norwegia. Data spesifikasi kabel minyak digunakan peneliti untuk

memperhitungkan besarnya rugi daya pada kabel tersebut. Untuk memperhitungkan rugi

daya kabel minyak, membutuhkan data arus beban yang diterapkan pada kabel tersebut,

pada penelitian ini peneliti menggunakan data rata-rata beban puncak bulanan sebelum

kabel minyak diganti, yaitu pada bulan November 2020.

Tabel 4.6 Beban Puncak SKTT 150 kV Angke 2

Bulan Tegangan Arus Daya Aktif Daya reaktif

November 148,56 kV 135,51A -33,58 MW -6,61 MVAR

Pada data beban puncak diatas dapat dilihat bahwa nilai dari daya reaktif dan daya

aktifnya bernilai negative, hal tersebut menandakan bahwa GIS Ketapang merupakan

beban yang menerima daya listrik dari GI Angke.

2. Spesifikasi kabel XLPE yang digunakan

Berikut data spesifikasi kabel XLPE yang digunakan pada jalur SKTT Angke-

Ketapang setelah dilakukan penggantian kabel.

Tabel 4.7 Spesifikasi kabel XLPE

No. Uraian Nilai

1. Tegangan operasi tertinggi 170 kV

2. Tegangan operasi normal 150 kV

3. Frekuensi 50 Hz

4. Diameter konduktor 40 mm

5. Luas penampang 1000 mm2

6. Diameter dalam isolasi, XLPE 40,9 mm

7. Diameter luar isolasi, XLPE 80,9 mm

8. Ketebalan isolasi, XLPE 18 mm

9. Diameter selubung (sheat) 100 mm

37

10. Ketebalan selubung (sheat) 3,1 mm

11. Diameter kabel secara keseluruhan 108 mm

12. Jarak antar konduktor 200 mm

13. Suhu operasi maksimum konduktor 90 ᵒC

14. Tahanan selubung (Sheat) 0,239 Ω/Km

15. Panjang saluran kabel 5378 m

Berdasarkan data yang telah dikumpulkan diketahui bahwa kabel baru yang

digunakan sebagai pengganti kabel minyak adalah kabel dengan isolasi XLPE. Kode

kabel ini adalah N2XCK2Y, dimana menggunakan konduktor tembaga, isolasi dengan

XLPE, menggunakan kawat tembaga sebagai tabir/screen, menggunaka lead alloy

sebagai selubung, dan menggunakan HDPE (High Density Polyethylene) sebagai

pelindung terluar atau Jacket. Kabel XLPE yang digunakan diproduksi oleh PT. KMI

Wire and Cable Tbk. Data spesifikasi kabel XLPE digunakan peneliti untuk

memperhitungkan besarnya rugi daya pada kabel tersebut. Untuk memperhitungkan rugi

daya membutuhkan arus beban yang diterapkan pada kabel tersebut. Sama halnya dengan

kabel minyak, arus beban yang peneliti gunakan merupakan rata-rata arus beban puncak

bulanan setelah kabel XLPE beroperasi. Data arus beban puncak yang digunakan adalah

pada bulan januari 2021.

Tabel 4.8 Beban Puncak SKTT 150 kV Angke 2

Bulan Tegangan Arus Daya Aktif Daya reaktif

Januari 149,57 kV 124,50A -31,72 MW -7,70 MVAR

Pada data beban puncak diatas dapat dilihat bahwa nilai dari daya reaktif dan daya

aktifnya bernilai negative, hal tersebut menandakan bahwa GIS Ketapang merupakan

beban yang menerima daya listrik dari GI Angke.

38

4.2 Pembahasan

4.2.1 Permasalahan Pada Kabel Minyak

Kabel isolasi minyak SKTT Angke-Ketapang sudah beroperasi selama 36 tahun,

Karena sudah lama beroperasi membuat keandalan dari kabel tersebut menurun, diantara

gangguan yang sering terjadi pada kabel minyak adalah adanya indikasi kobocoran

minyak. Indikasi kebocoran minyak dapat diidentifikasi dari terjadinya penurunan

tekanan minyak pada manometer.. Tekanan minyak pada kabel harus dijaga agar selalu

berada pada tekanan normalnya. Upaya yang biasa dilakukan untuk tekanan minyak kabel

yang mengalami penurunan adalah melakukan penambahan tekanan minyak dengan

mengisi minyak melalui tangki minyak yang berada pada masing-masing gardu induk. B

Tekanan normal kabel minyak SKTT Angke-Ketapang yang diterapkan adalah

diatas 0,6 bar, tekanan alarm 0,55 bar dan tekanan tripnya 0,43 bar. Besarnya tekanan

normal, alarm dan trip ini sudah ditentukan oleh bagian engineering PT.PLN dengan

mengacu pada standar tekanan yang telah ditentukan oleh pabrik pembuat kabel tersebut.

Standar yang dibuat perusahaan Standard Telefon Og Kabelfabrik, diketahui bahwa

tekanan minimal adalah 0,46 bar dan tekanan maksimal adalah 1,57 bar. Diketahui bahwa

penurunan tekanan minyak kabel sudah terjadi sejak tahun 2016 namun data tekanan

minyak pada tahun sebelumnya belum direkap dan ada beberapa data yang hilang

sehingga peneliti hanya mengumpulkan beberapa data terbaru yang sudah direkap oleh

tim pemeliharaan jaringan ULTG Karet. Berdasarkan beberapa data penambahan tekanan

minyak yang telah peneliti kumpulkan, Dapat dilihat bahwa penurunan tekanan minyak

terjadi pada fasa R dan S pada saluran kabel stop joint 3 menuju GIS Ketapang dan pada

fasa S pada saluran kabel GI angke menuju stop joint 3, pada kabel tersebut sering sekali

terjadi penurunan tekanan minyak dengan frekuensi penambahan 3 sampai 4 hari sekali.

Setiap melakukan penambahan minyak kabel, setidaknya memerlukan 30 sampai 60 liter

minyak agar tekanan minyak berada diatas tekanan normalnya. Berikut tabel jumlah

minyak yang telah terpakai selama januari 2020 sampai April 2020.

Tabel 4.9 Jumlah Minyak Yang Terpakai

No. Bulan Volume

1. Januari 996 liter

2. Februari 1310 liter

3. Maret 908 liter

39

4. April 1230 liter

Jumlah 4444 Liter

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa selama 4 bulan beroperasi pada tahun 2020,

kabel minyak telah menghabiskan sebanyak 4444 liter minyak untuk menjaga agar

tekanan minyaknya berada diatas batas normal. Banyaknya minyak kabel dikeluarkan

perbulannya akan berdampak pada besarnya biaya operasional untuk kabel minyak

tersebut. Penelusuran lokosi kebocoran minyak sudah dilakukan oleh tim pemeliharaan

jaringan ULTG Karet, namun lokasi kebocoran minyak belum dapat ditemukan. Karena

sudah banyaknya minyak yang dikeluarkan untuk kabel minyak tersebut, besarnya biaya

pemeliharaan, dan belum ditemukannya lokasi kebocoran minyak membuat kabel minyak

SKTT Angke-Ketapang tersebut diganti dengan kabel yang baru dengan isolasi XLPE.

Berikut single line diagram GIS Ketapang dimana pada SLD tersebut terdapat bay SKTT

Angke-Ketapang 2 yang dilakukan penggantian kabel secara keseluruhan.

40

Gambar 4.1 Single Line Diagram GIS Ketapang

41

4.2.2 Perhitungan Rugi Daya Kabel Isolasi Minyak

1. Perhitungan rugi daya konduktor

Untuk memperhitungkan rugi daya kondukor, maka terlebih dahulu mengetahui

tahanan arus searah konduktor, hal ini disebabkan karena ketika konduktor diberi

tegangan arus bolak-balik, nilai dari tahanannya akan semakin besar, hal tersebut

disebabkan karena adanya faktor efek mengulit dan efek pendekatan. Dengan

menggunakan data kabel minyak pada tabel 4.5 dan data pembebanan pada tabel 4.6,

maka untuk menghitung tahanan arus searah konduktor dapat diselesaikan dengan

persamaan 3.2 sebagai berikut.

R0=𝜌𝑐𝑢 𝑥 𝑙

𝐴

R0=1,724.10−8 𝑥 1

240.10−6

R0= 7,183. 10−5 Ω/m

Setelah mendapatkan nilai tahanan dc persatuan panjang pada suhu temperature 20 ºC

maka selanjutnya adalah menghitung nilai tahanan dc pada suhu operasi maksimum kabel

minyak dengan persamaan 3.1 sebagai berikut.

Rdc1= Rdc0(1+α(T1-T0)

Rdc1= 7,183. 10−5 [1+ 3,93.10−3(85-20)]

Rdc1= 7,183. 10−5 (1+ 3,93.10−3 𝑥 65)

Rdc1= 7,183. 10−5 x 1,255

Rdc1= 9,015. 10−5 Ω/m

Dari perhitungan diatas diperoleh nilai tahanan arus searah persatuan panjangnya

adalah 9,015. 10−5 Ω/m, selanjutnya menghitung faktor efek mengulit dari kabel minyak

dengan menghitung terlebih dahulu nilai dari parameter efek megulit dengan persamaan

3.4 sebagai berikut.

Xs=√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑠

Xs=√8 𝑥 3,14 𝑥 50

9,015.10−5 𝑥10−7𝑥1

Xs= 1,18

42

Dari perhitungan diatas didapatkan nilai dari Xs adalah 1,18, kemudian menghitung

nilai faktor efek mengulit dengan persamaan 3.3 sebagai berikut.

Ys= 𝑥𝑠4

(192+0,8.𝑥𝑠4)

Ys= 1,184

(192+0,8 𝑥 1,184)

Ys= 0,01

Dari perhitungan diatas diperoleh nilai dari faktor efek mengulitnya adalah 0,01,

kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatan, dengan menghitung terlebih dahulu

parameter pendekatannya dengan persamaan 3.6.

Xp=√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑝

Xp=√8 𝑥 3,14 𝑥 50

9,015.10−5 𝑥10−7𝑥0,8

Xp= 1,056

Setelah didapat nilai dari Xp, kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatannya

atau Yp dengan persamaan 3.5.

Yp= 𝑥𝑝4

192+0,8.𝑥𝑝4 (𝑑𝑐

𝑆)

2[0,312. (

𝑑𝑐

𝑆)

2

+1,18

{𝑥𝑝4

192+0,8.𝑋𝑝4+0,27}]

Yp= 1,0564

192+0,8 𝑥 1,0564 (22,2

120)

2[0,312 𝑥 (

22,2

120)

2+

1,18

{1,0564

192+0,8 𝑥 1,0564+0,27}

]

Yp= (6,443. 10−3 x 0,034)(0,312 x 0,034 + 4,268)

Yp= 9,43. 10−4

Maka setelah menghitung tahanan dc pada suhu 85ºC, faktor efek mengulit dan faktor

efek pendekatan, kemudian menghitung tahanan arus bolak-balik dengan menggunakan

persamaan 3.7.

Rac= Rdc1(1 + Ys + Yp)

Rac= 9,015. 10−5(1 + 0,01 + 9,43. 10−4)

Rac= 9,114. 10−5Ω/m

43

Setelah diperoleh nilai dari tahanan arus bolak-balik konduktor maka selanjutnya dapat

menghitung besarnya rugi daya pada konduktor tersebut dengan data arus puncak rata-

rata sebelum kabel minyak diganti yaitu pada bulan November 2020 yang terdapat pada

tabel 4.6 dengan besar arus 135,51A, dan dengan Panjang saluran 5623 m dengan

persamaan 3.8

Pl= 3𝐼2𝑅𝑙

Pl= 3 x 135,512 x 9,114. 10−5 x 5623

Pl= 28231,961 W

2. Perhitungan rugi dielektrik

Perhitungan rugi dielektrik kabel isolasi minyak harus memperhitungkan terlebih

dahulu nilai dari kapasitansi persatuan panjang, dimana data parameter perhitungannya

pada tabel 4.5 dengan menggunakan rumus 3.10 sebagai berikut.

C=𝜀 𝑥 10−9

18ln (𝐷𝑖

𝑑𝑐)

C=4 𝑥 10−9

18ln (45,9

22,2)

C= 3,059. 10−10 F/m

Berdasarkan hasil perhitungan diatas, diperoleh nilai dari kapasitansi kabel isolasi

minyak yaitu 3,059. 10−10 F/m. Kemudian melakukan perhitungan rugi dielektrik kabel

dengan menggunakan rumus 3.9.

Pd= 𝜔 𝐶 V02 tan 𝛿

Pd= 2 x 3,14 x 50 x 3,059. 10−10 x (87.000)2 x 0,01

Pd= 7,27 W/m

Dari perhitungan diperoleh rugi dielektrik dari kabel isolasi minyak adalah 7,27 W/m,

sehingga untuk saluran kabel dengan Panjang 5623 m rugi dielektriknya adalah 40879,21

W.

3. Perhitungan rugi selubung logam kabel minyak

44

Terdapat dua rugi sumber rugi daya pada selubung logam kabel, yaitu rugi arus

sirkulasi dan rugi arus pusar. Untuk memperhitungkan rugi arus pusar dapat diselesaikan

dengan rumus 3.11 dengan data parameter perhitungan pada tabel 4.5

Pe= 𝐼2[3𝜔2

𝑅𝑠 (

𝑑𝑚

2𝑆)

2

. 10−8]

Pe= 135,512[3(2 𝑥 3,14 𝑥 50)2

0,659 (

52,1.10−3

2𝑥120.10−3)2

. 10−8]

Pe= 3,884W/Km

Dari perhitungan diatas didapatkan rugi arus pusar 3,884 W/Km, sehingga untuk

saluran system tiga fasa dengan panjang 5,623 Km maka rugi dayanya adalah 65,519 W.

Setelah didapatkan rugi akibat arus pusar, maka selanjutnya memperhitungkan rugi daya

selubung akibat arus sirkulasi dengan persamaan 3.12. Sebelumnya terlebih dahulu

menghitung induktansi dengan persamaan 3.14.

M= 0,2ln(2𝑆

𝑑𝑚)

M= 0,2 ln(2𝑥120 .10−3

52,1 .10−3 )

M= 0,305 mH/Km

Selanjutnya memperhitungkan reaktansi kabel dengan rumus 3.13.

Xm= 2πf M . 10−3

Xm= 2 x 3,14 x 50 x 0,305 . 10−3

Xm= 0,095 Ω/Km

Kemudian menghitung rugi daya akibat arus sirkulasi pada selubung dengan rumus 3.12.

Pc= 𝐼2 𝑋𝑚

2 𝑅𝑠

𝑅𝑠2+ 𝑋𝑚

2

Pc= 135,512 𝑥 0,0952𝑥 0,659

0,6592+ 0,0952

Pc= 246,36W/Km

Dari perhitungan diperoleh rugi daya arus sirkulasi sebesar 246,36W/Km, sehingga

untuk saluran kabel minyak dengan panjang 5,623 Km rugi dayanya adalah 1385,287W.

Total rugi daya pada selubung adalah jumlah rugi akibat arus sirkulasi dengan arus pusar

dengan jumlah sebesar 1450,446 W. Hasil perhitungan rugi kabel minyak dapat dilihat

pada tabel 4.10 dibawah ini.

45

Tabel 4.10 Hasil Perhitungan Rugi Daya Kabel Minyak

No. Uraian Hasil

1. Rugi daya pada konduktor 28231,961 W

2. Rugi dielektrik 40879,21 W

3. Rugi selubung 1450,446 W

Jumlah 70561,617 W

Tabel diatas merupakan hasil perhitungan rugi-rugi daya pada kabel minyak, dari

data diatas dapat dilihat bahwa rugi daya paling besar disebabkan oleh rugi daya pada

dielaktrik kabel . Hal tersebut disebabkan oleh nilai kapasitansi dan permitivitas relative

bahan isolasi dari kabel minyak yang besar, dimana nilai dari kapasitansi yang diperoleh

adalah 3,059. 10−10 F/m dan permitivitas relative bahan isolasi sebesar 0,01, sehingga

membuat nilai dari rugi daya dielektriknya juga semakin besar. Selain rugi daya dielektrik

yang besar, rugi daya pada konduktor kabel minyak juga besar dimana konduktor hanya

memiliki luas penampang 240 mm2, sehingga hasil perhitungan resistansi akan besar.

Semakin besar resistansi suatu konduktor, maka rugi daya pada konduktor tersebut akan

semakin besar.

4.2.3 Perhitungan Rugi Daya Kabel Isolasi XLPE

1. Perhitungan rugi daya konduktor kabel XLPE

Sama halnya dengan kabel minyak, untuk menghitung rugi daya konduktor terlebih

dahulu menghitung tahanan arus searah konduktor pada suhu awal dengan persamaan 3.2

dengan data parameter perhitungan terdapat pada tabel 4.7.

R0=𝜌𝑐𝑢 𝑥 𝑙

𝐴

R0=1,724.10−8 𝑥 1

1000.10−6

R0= 1,724. 10−5 Ω/m

Setelah mendapatkan nilai tahanan dc persatuan panjang pada suhu temperature 20

ºC maka selanjutnya adalah menghitung nilai tahanan dc pada suhu maksimum konduktor

dengan menggunakan persamaan 3.1.

46

Rdc1= Rdc0(1+α(T1-T0)

Rdc1= 1,724. 10−5 [1+ 3,93.10−3(90-20)]

Rdc1= 1,724. 10−5 (1+ 3,93.10−3 𝑥 70)

Rdc1= 1,724. 10−5 x 1,275

Rdc1= 2,198. 10−5 Ω/m

Setelah didapatkan nilai dari Rdc1 Kemudian memperhitungkan faktor efek mengulit

dengan memperhitungkan terlebih dahulu parameter efek mengulit dengan menggunakan

persamaan 3.4 sebagai berikut.

Xs=√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑠

Xs=√8 𝑥 3,14 𝑥 50

2,198.10−5 𝑥10−7𝑥0,8

Xs= 2,138

Dari perhitungan diatas didapatkan nilai dari Xs adalah 2,138, kemudian menghitung

nilai faktor efek mengulit dengan menggunakan persamaan 3.3.

Ys= 𝑥𝑠4

(192+0,8.𝑥𝑠4)

Ys= 2,1384

(192+0,8 𝑥 2,1384)

Ys= 0,1

Dari perhitungan diatas diperoleh nilai dari faktor efek mengulitnya adalah 0,1,

kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatan dengan terlebih dahulu menghitung

nilai dari parameter efek pendekatan dengan persamaan 3.6.

Xp=√8𝜋𝑓

𝑅𝑑𝑐1𝑥10−7𝑥𝑘𝑝

Xp=√8 𝑥 3,14 𝑥 50

2,198.10−5 𝑥10−7𝑥0,37

Xp= 1,454

Setelah didapat nilai dari Xp, kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatannya

atau Yp dengan menggunakan persamaan 3.5.

47

Yp= 𝑥𝑝4

192+0,8.𝑥𝑝4 (𝑑𝑐

𝑆)

2[0,312. (

𝑑𝑐

𝑆)

2

+1,18

{𝑥𝑝4

192+0,8.𝑋𝑝4+0,27}]

Yp= 1,4544

192+0,8 𝑥 1,4544 (40

200)

2[0,312 𝑥 (

40

200)

2+

1,18

{1,4544

192+0,8 𝑥 1,4544+0,27}

]

Yp= (2,285. 10−2 x 0,04)(0,312 x 0,04 + 4,029)

Yp= 3,693. 10−3

Maka setelah menghitung tahanan dc pada suhu 90 ºC, faktor efek mengulit dan faktor

efek pendekatan, kemudian menghitung tahanan arus bolak-balik dengan menggunakan

persamaan 3.7.

Rac= Rdc1(1 + Ys + Yp)

Rac= 2,198. 10−5 (1 + 0,1 + 3,693. 10−3)

Rac= 2,425. 10−5Ω/m

Kemudian menghitung besarnya rugi daya pada konduktor dengan menggunakan data

arus beban puncak rata-rata pada bulan Januari 2021 yang terdapat pada tabel 4.8 setelah

diganti dengan nilai arus sebesar 124,5A, dan dengan Panjang saluran 5378 m dengan

persamaan 3.8.

Pl= 3𝐼2𝑅𝑙

Pl= 3 x 124,52 x 2,425. 10−5x 5378

Pl= 6064,465W

2. Perhitungan rugi dielektrik kabel XLPE

Sama seperti kabel minyak, perhitungan rugi dielektrik kabel XLPE harus

memperhitungkan terlebih dahulu nilai dari kapasitansi persatuan panjang dengan

menggunakan rumus 3.10 dan menggunakan data kabel yang terdapat pada tabel 4.7.

C=𝜀 𝑥 10−9

18ln (𝐷𝑖

𝑑𝑐)

C=2,5 𝑥 10−9

18ln (80,9

40)

C= 1,971. 10−10 F/m

48

Berdasarkan hasil perhitungan diatas, diperoleh nilai dari kapasitansi kabel XLPE

yaitu 1,971. 10−10 F/m. Kemudian melakukan perhitungan rugi dielektrik kabel dengan

menggunakan persamaan 3.9.

Pd= 𝜔 𝐶 V02 tan 𝛿

Pd= 2 x 3,14 x 50 x 1,971. 10−10 x (87.000)2 x 0,001

Pd= 0,468 W/m

Dari perhitungan diperoleh rugi dielektrik dari kabel XLPE adalah 0,468 W/m,

sehingga untuk saluran kabel dengan panjang 5378 m, rugi dielektriknya adalah 2516,904

W.

3. Perhitungan rugi selubung kabel XLPE

Perhitungan rugi selubung logam kabel XLPE sama dengan kabel minyak, dimana

menghitung rugi daya akibat arus pusar dan arus sirkulasi. Untuk menghitung rugi daya

arus pusar, menggunakan persamaan 3.11, data kabel pada tabel 4.7, dan data

pembebanan pada tabel 4.8 sebagai berikut.

Pe= 𝐼2[3𝜔2

𝑅𝑠 (

𝑑𝑚

2𝑆)

2

. 10−8]

Pe= 124,52[3(2 𝑥 3,14 𝑥 50)2

0,239 (

100.10−3

2𝑥200.10−3)2

. 10−8]

Pe=11,989 W/Km

Dari perhitungan diatas didapatkan rugi arus pusar 11,989 W/Km, sehingga untuk

saluran system tiga fasa dengan panjang 5,378 Km maka rugi dayanya adalah 193,43W.

Setelah didapatkan rugi akibat arus pusar, maka selanjutnya memperhitungkan rugi daya

selubung akibat arus sirkulasi dengan persamaan 3.12. Sebelumnya terlebih dahulu

menghitung induktansi selubung dengan persamaan 3.14.

M= 0,2ln(2𝑆

𝑑𝑚)

M= 0,2 ln(2𝑥200 .10−3

100 .10−3 )

M= 0,277 mH/Km

Selanjutnya memperhitungkan reaktansi kabel dengan rumus 3.13.

Xm= 2πf M . 10−3

Xm= 2 x 3,14 x 50 x 0,277 . 10−3

49

Xm= 0,086 Ω/Km

Kemudian menghitung rugi daya akibat arus sirkulasi pada selubung dengan rumus 3.12.

Pc= 𝐼2 𝑋𝑚

2 𝑅𝑠

𝑅𝑠2+ 𝑋𝑚

2

Pc= 124,52 𝑥 0,0862𝑥 0,239

0,239 2+ 0,0862

Pc= 424,677 W/Km

Dari perhitungan diperoleh rugi daya arus sirkulasi sebesar 424,677 W/Km, sehingga

untuk saluran kabel minyak dengan panjang 5,378 Km rugi dayanya adalah 2283.916 W.

Total rugi daya pada selubung adalah jumlah rugi akibat arus sirkulasi dengan arus pusar

dengan jumlah sebesar 2477,346 W.

Hasil perhitungan rugi daya kabel XLPE dapat dilihat pada tabel 4.11 dibawah.

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Rugi Daya Kabel XLPE

No. Uraian Hasil

1. Rugi daya pada konduktor 6064,465 W

2. Rugi dielektrik 2516,904 W

3. Rugi selubung 2477,346 W

Jumlah 11058,715 W

Tabel diatas merupakan hasil perhitungan rugi daya pada kabel XLPE, jumlah rugi

daya keseluruhan adalah 11058,715 W. Dari data diatas dapat dilihat bahwa rugi daya

paling besar dihasilkan oleh rugi daya konduktor sebesar 6064,465 W. Jika dibandingkan

dengan perhitungan rugi daya konduktor pada kabel minyak, rugi daya konduktor pada

kabel XLPE jauh lebih kecil. Dari data hasil perhitungan diatas juga dapat dilihat bahwa

rugi dielektrik kabel XLPE lebih kecil jika dibandingkan dengan kabel minyak, hal

tersebut disebabkan karena pada kabel XLPE memiliki nilai dielectric power factor yang

kecil, sehingga hasil perhitungan rugi daya akibat dielektrik kabelnya juga akan lebih

kecil.

4.2.4 Penurunan Rugi Daya Kabel SKTT Angke-Ketapang

Berikut merupakan tabel perbandingan hasil perhitungan rugi daya pada kabel

minyak dan kabel XLPE.

50

Tabel 4.12 Perbandingan Rugi Daya Kabel Minyak Dengan Rugi Daya Kabel XLPE No.

Uraian Hasil Perhitungan Rugi Daya

Kabel Minyak Kabel XLPE

1. Rugi daya konduktor 28231,961 W 6064,465 W

2. Rugi daya dielektrik 40879,21 W 2516,904 W

3. Rugi daya selubung 1450,446 W 2477,346 W

Jumlah 70561,617 W 11058,715 W

Tabel diatas merupakan tabel perbandingan rugi daya sebelum dan setelah pergantian

dimana rugi daya pada kabel minyak adalah 70561,617 W, sedangkan pada kabel XLPE

diperoleh rugi daya sebesar 11058,715 W. Rugi daya paling besar pada kabel minyak

dihasilkan oleh rugi daya dielektriknya dimana mencapai 40879,21 W. Rugi daya

dielektrik pada kabel XLPE jauh lebih kecil dibandingkan dengan rugi daya kabel

minyak, hal tersebut disebabkan karena nilai kapasitansi dan tan delta dari kabel minyak

lebih besar sehingga hasil perhitungan rugi dayanya akan besar juga. Selain itu rugi daya

konduktor pada kabel minyak jauh lebih besar dibandingkan dengan rugi daya pada kabel

XLPE, hal tersebut dipengaruhi oleh luas penampang konduktor pada kabel minyak yang

kecil dimana hanya sebesar 240 mm2, sedangkan pada kabel XLPE luas penampangnya

adalah 1000 mm2, sehingga rugi dayanya akan kecil. Semakin besar luas penampang

konduktor maka akan semakin kecil nilai dari resistansi konduktornya dan semakin kecil

juga nilai dari rugi daya konduktornya. Maka dengan menggunakan rugi daya kabel

minyak sebagai parameter awal, Persentase penurunan rugi daya setelah penggantian

kabel minyak menjadi kabel XLPE adalah sebagai berikut.

%Penurunan= (Rugi daya kabel minyak – Rugi daya kabel XLPE)

Rugi daya kabel minyak𝑥100%

%Penurunan= (70561,617 −11058,715 )

70561,617 𝑥100%

%Penurunan= 84,32%

Dari perhitungan diatas dapat dilihat bahwa terjadi penurunan rugi daya setelah

penggantian kabel minyak menjadi kabel XLPE dengan nilai persentase sebesar 84,32%

51

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Permasalahan yang terjadi pada kabel minyak adalah terjadinya kebocoran minyak

pada kabel tersebut pada fasa R dan S pada saluran minyak stop joint 3 menuju GIS

Ketapang dan pada fasa S saluran minyak dari GI Angke menuju stop joint 3, dimana

sering dilakukan penambahan tekanan minyak pada kabel tersebut.

2. Banyaknya minyak kabel yang telah dikeluarkan selama kabel minyak beroperasi dan

tidak ditemukannya titik lokasi kebocoran minyak, membuat kabel minyak tersebut

digantikan dengan kabel baru dengan jenis isolasi XLPE.

3. Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan diperoleh rugi daya pada kabel minyak

sebesar 70561,617 W dan pada kabel XLPE sebesar 11058,715 W.

4. Penggantian kabel minyak menjadi kabel XLPE berpengaruh pada penurunana rugi

daya pada jalur SKTT tersebut, dimana terjadi penurunan rugi daya sebesar 84,32%

5.2. Saran

1. Untuk PT. PLN ULTG Karet, data-data rekapan penambahan tekanan minyak pada

tahun sebelumnya agar di rekap dengan baik sehingga setiap tahun dapat mengitung

banyak minyak kabel yang telah dikeluarkan pertahunnya.

2. Pada penelitian ini tidak dilakukan perhitungan kuat hantar arus kabel dimana hal

tersebut bisa menjadi referensi penelitian untuk kedepannya

52

DAFTAR PUSTAKA

1. Anders, G. . (1997). Rating OF Electric Power Cables IN Unfavorable Thermal

Environment. IEEE PRESS.

2. Arismunandar. (2004). Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik. Pradnya Paramita.

3. Aslimeri. (2008). Teknik Transmisi Tenaga Listrik (2 ed.). Direktorat Pembinaan

Sekolah Kejuruan.

4. Bini, T. (2017). Studi Perbaikan Jatuh Tegangan Dan Rugi-rugi Daya Pada

Penyulang GTC(Global Trade Center Makassar). elektrika, II.

5. Moore, G. . (1997). Electrical Cable Hanbook (3 ed.). BICC CABLES.

6. PT PLN, P. (2006). Panduan Pemeliharaan Saluran Kabel Tegangan Tinggi. PT.

PLN (Persero) P3B Jawa-Bali.

7. PT PLN, P. (2014). Buku Pedoman Pemeliharaan SKTT dan SKLT.

8. shiddiq, ubaidillah. (2018). Analisa rugi daya pada saluran transmisi tegangan

tinggi 150kV pada gardu induk Palur-Gondangrejo. Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

9. Suswanto, D. (2009). Sistem Distribusi Tenaga Listrik (pertama).

10. wu, anguan. (2016). Line loss analysis and Calculation of Electric Power Systems.

china electric power press.

11. IEC 287-1-1, 2006 , “Electrical Cables – Calculation of The Currents Rating

Geneva Swiss: International Electrotechnical Commission

i

LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1 Daftar Riwayat Hidup

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal

NIM : 201871082

Nama : Wahyu Putra

Tempat / Tanggal Lahir : Bukittinggi / 7 April 2000

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Agama : Islam

Status Perkawinan : Belum Menikah

Program Studi : D3 Teknologi Elektro

Alamat : Jarung,Jorong PGRM,Kecamatan TilatangKamang

Nomor Telepon : 082169409617

Email : [email protected]

JENJANG NAMA LEMBAGA JURUSAN TAHUN LULUS

SD SDN 06 GADUT - 2012

SMP MTSN 1 BUKITTINGGI - 2015

SMA SMAN 2 BUKITTINGGI MIPA 2018

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta, 29 maret 2021

Mahasiswa Ybs.

(Wahyu Putra)

mailto:[email protected]

ii

Lampiran 2 Lembar Bimbingan Proyek Akhir

LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama : Wahyu Putra

NIM : 2018-71-082

Program Studi : Teknologi Listrik

Jenjang : Diploma III

Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Pembimbing Utama : Tony Koerniawan, S.T., M.T.

Juidul : Analisis Rugi-Rugi Daya Pengaruh Adanya Pergantian

Kabel Isolasi Minyak Dengan Kabel Isolasi XLPE Pada

Jalur SKTT 150 KV GI Angke Ke GIS Ketapang

Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembingbing

28 Februari 2021 Konsultasi pertama dengan dosen

pembimbing

14 Maret 2021 Konsultasi tentang judul proposal

proyek akhir

22 Maret 2021 Konsultasi tentang latar belakang

bab 1 proposal proyek akhir

26 Maret 2021 Konsultasi tentang bab 1 proposal

proyek akhir


proyek akhir


proyek akhir

29 Maret 2021 Pengecekkan bab 1 sampai bab 3

proposal proyek akhir

13 April 2021 Konsultasi tentang PPT proposal

proyek akhir

12 Juli 2021 Konsultasi penulisan dan isi dari bab

4 proyek akhir

14 Juli 2021 Konsultasi mengenai penulisan bab 4

dan 5 proyek akhir

iii

21 Juli 2021 Pengecekkan mengenai penulisan

bab 4 dan bab 5 proyek akhir

23 Juli 2021 Finalisasi dan tanda tangan proyek

akhir

iv

Lampiran 3 Spesifikasi Kabel Minyak

viii

Lampiran 4 Laporan Anomali Kerusakan Peralatan

ix

Lampiran 5 Spesifikasi Kabel XLPE

xvi

Lampiran 6 Standar IEC 60287

xix

Lampiran 7 Data Pembebanan SKTT Angke-Ketapang 2

proyek akhir - Repository of Institut Teknologi PLN

Documents

Transcript of proyek akhir - Repository of Institut Teknologi PLN