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 β PLN
JAKARTA 2021
ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PENGARUH ADANYA
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]
PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN
DAN ENERGI TERBARUKAN
INSTITUT TEKNOLOGI β PLN
JAKARTA 2021
ii
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING
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]
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK
FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN
DAN ENERGI TERBARUKAN
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
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]
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 β 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
ANALISIS RUGI-RUGI DAYA PENGARUH ADANYA
PERGANTIAN KABEL ISOLASI MINYAK DENGAN KABEL
ISOLASI XLPE PADA JALUR SKTT 150 KV GI ANGKE KE GIS
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)..β¦β¦β¦β¦β¦...β¦.β¦β¦β¦β¦..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 Ketapangβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦40
xii
DAFTAR PERSAMAAN
Rumus 3.1 Tahanan Arus Searah Pada suhu Maksimumβ¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦..β¦β¦β¦...26
Rumus 3.2 Tahanan Arus Searah Pada suhu awal β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦...26
Rumus 3.3 Efek Mengulit β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦.β¦...27
Rumus 3.4 Faktor Efek Mengulitβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦..27
Rumus 3.5 Efek Pendekatan β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...27
Rumus 3.6 Faktor Efek Pendekatan β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦β¦..β¦β¦...27
Rumus 3.7 Tahanan Arus Bolak-balik β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦...28
Rumus 3.8 Rugi Daya Konduktorβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦β¦...29
Rumus 3.9 Rugi Dielektrikβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦...29
Rumus 3.10 Kapasitansiβ¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦....β¦...29
Rumus 3.11 Rugi Arus Pusarβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦...30
Rumus 3.12 Rugi Arus Sirkulasiβ¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦...31
Rumus 3.13 Reaktansi Konduktorβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦..β¦...31
Rumus 3.14 Induktansiβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.....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 β Analisa Rugi Daya Pada Saluran
Transmisi tegangan Tinggi Gardu induk Palur-Gondang Rejoβ 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 β 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 berjudulβPenyusutan 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
(Dokumentasi Pribadi, 2021)
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 (Ο) ohm.m at
20ΒΊC
Koefisien temperature (Ξ±)
per K pada 20ΒΊC
Tembaga 1,724. 10β8 3,93.10β3
Aluminium 2,826. 10β8 4,03. 10β3
Lead or lead alloy 21,4. 10β8 4. 10β3
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
α΅C. Suhu konduktor yang diijinkan pada waktu hubung singkat selama 1 detik adalah 250
α΅C, dan pada beban kontinyu suhunya 90 α΅C.
Gambar 2.5 Kabel Dengan Isolasi Kertas Diisi Minyak
(Dokumentasi Pribadi, 2021)
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
(Dokumentasi Pribadi, 2021)
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
(Dokumentasi pribadi, 2021)
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
(Dokumentasi pribadi, 2021)
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 Ξ΅ tan πΏ
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
XLPEβ
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+Ξ±(T1-T0)β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦(3.1)
(Anders, 1997)
Dimana:
Rdc1 = Tahanan DC pada suhu maksimum (Ξ©/m)
Rdc0 = Tahanan DC pada suhu awal (Ξ©/m)
Ξ± = Koefisien suhu(Ξ±) (/α΅C)
T0 = Suhu konduktor awal (α΅C)
T1 = Suhu konduktor maksimum (α΅C)
Dengan
Rdc0=πππ’ π₯ π
π΄β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦(3.2)
Dimana:
Rdc0 = Tahanan DC pada suhu awal (Ξ©/m)
πππ’ = Resistivitas logam (Ξ©m)
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=π₯π 4
(192+0,8.π₯π 4)β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦..(3.3)
Xs==β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(3.4)
(Anders, 1997)
Dimana:
f = Frekuensi (hz)
Ks = Koefisien Efek Mengulit
Ys = Faktor Efek Mengulit
Xs = Parameter Efek Mengulit
Rdc1 = Tahanan DC pada suhu maksimum (Ξ©/m)
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=π₯π4
192+0,8.π₯π4 (ππ
π)
2[0,312. (
ππ
π)
2
+1,18
{π₯π4
192+0,8.ππ4+0,27}] β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..(3.5)
Xp=β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦....(3.6)
(Anders, 1997)
Dimana :
Yp = Faktor Pendekatan
Xp = Parameter Pendekatan
Dc = Diameter Konduktor (mm)
27
S = Jarak antara sumbu Konduktor (mm)
Rdc1 = Tahanan DC pada suhu maksimum (Ξ©/m)
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) β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦(3.7)
28
(Anders, 1997)
Dimana:
Rac = Tahanan Arus Bolak-Balik Konduktor (Ξ©/m)
Rdc1 = Tahanan Arus Searah Pada Suhu Maksimum (Ξ©/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= 3πΌ2π πβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(3. 8)
(Arismunandar, 2004)
Dimana:
Ploss = Rugi Daya Pada Konduktor (Watt)
I = Arus Yang Mengalir Pada Konduktor (A)
R = Resistansi Total konduktor (Ξ©/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= π πΆ V02 tan πΏ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...(3. 9)
(Anders, 1997)
Dimana:
Pd = Rugi Dielektrik (Watt/m)
π = 2Οf
C = Nilai Kapasitansi Persatuan Panjang (F/m)
V0 = Tegangan Phasa Ke Tanah (V)
tan πΏ= Dielectric Power Factor
29
Untuk menghitung nilai kapasitansi suatu konduktor dapat dirumuskan dengan:
C=π π₯ 10β9
18ππ (π·π
ππ)β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..(3. 10)
(Anders, 1997)
Dimana:
Ξ΅ = 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=πΌ2[3π2
π π (
ππ
2π)
2
. 10β8]β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(3.11)
(Moore, 1997)
Dimana:
Pe = Rugi Daya Arus Pusar (Watt/Km per fasa)
π = 2Οf
dm = Diameter Selubung (sheath) (m)
S = Jarak Antara Sumbu Konduktor (m)
Rs = Resistansi dari Selubung (Ξ©/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=πΌ2 ππ
2 π π
π π 2+ ππ
2β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦(3.12)
(Moore, 1997)
Pc = Rugi Daya Arus Sirkulasi (Watt/Km)
Xm = Reaktansi Persatuan Panjang (Ξ©/Km)
I = Arus Pada Konduktor (A)
Rs = Resistansi dari Selubung (Ξ©/Km)
Untuk menghitung reaktansi persatuan Panjang dapat diselesaikan dengan rumus.
Xm= 2Οf M . 10β3β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦(3.13)
(Moore, 1997)
Xm = Reaktansi Persatuan Panjang (Ξ©/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(2π
ππ)β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(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
4 8-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
5 8-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
6 8-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.56 0.85 0.29 58
7 11-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.58 0.85 0.27 54
8 12-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.65 0.85 0.2 40
9 15-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.8 0.19 38
10 15-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.56 0.8 0.24 48
11 16-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.62 0.85 0.23 46
12 18-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
13 18-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.57 0.85 0.28 56
14 19-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.7 0.85 0.15 30
15 21-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.65 0.85 0.2 40
16 21-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
17 23-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.65 0.85 0.2 40
18 24-Jan-20 Angke-Ketapang 2 T KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
19 28-Jan-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.62 0.85 0.23 46
20 28-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.57 0.85 0.28 56
21 29-Jan-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.64 0.85 0.21 42
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
4 4-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.64 0.85 0.21 42
5 4-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52
6 5-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.65 0.85 0.2 40
7 8-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
8 8-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60
9 9-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.66 0.85 0.19 38
10 11-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52
11 11-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60
12 12-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.67 0.85 0.18 36
13 15-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.58 0.85 0.27 54
14 15-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60
15 16-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.65 0.85 0.2 40
16 18-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.64 0.85 0.21 42
17 18-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
18 19-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
19 22-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52
20 22-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
21 23-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
22 25-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.8 0.19 38
23 25-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48
24 25-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.63 0.85 0.22 44
25 29-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.82 0.21 42
26 29-Feb-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.82 0.21 42
27 29-Feb-20 Angke-Ketapang 2 R ANGKE 0.56 0.85 0.29 58
28 Jumlah 6.55 1310 Liter
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
4 7-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.65 0.85 0.2 40
5 8-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
6 8-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48
7 11-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.62 0.85 0.23 46
8 12-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.63 0.85 0.22 44
9 12-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48
10 15-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.62 0.85 0.23 46
11 16-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48
12 16-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52
13 21-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.55 0.8 0.25 50
14 21-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.45 0.8 0.35 70
15 24-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
16 24-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.55 0.85 0.3 60
17 28-Mar-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.62 0.85 0.23 46
18 28-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.54 0.85 0.31 62
19 29-Mar-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.75 0.85 0.1 20
20 Jumlah 4.54 908 Liter
21 4.54 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 Maret 2020. Sama halnya dengan bulan sebelumnya, 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 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
4 5-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
5 5-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.59 0.85 0.26 52
6 6-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.63 0.85 0.22 44
7 9-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
8 9-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.61 0.85 0.24 48
9 10-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.59 0.85 0.26 52
10 13-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
11 13-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
12 15-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.57 0.85 0.28 56
13 17-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
14 17-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
15 20-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.57 0.85 0.28 56
16 21-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.8 0.2 40
17 21-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.57 0.85 0.28 56
18 23-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
19 25-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S KETAPANG 0.54 0.85 0.31 62
20 25-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.6 0.85 0.25 50
21 27-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
22 29-Apr-20 Angke-Ketapang 2 R KETAPANG 0.58 0.85 0.27 54
23 29-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.57 0.85 0.28 56
24 30-Apr-20 Angke-Ketapang 2 S ANGKE 0.6 0.85 0.25 50
25 Jumlah 6.15 1230 Liter
26 6.15 Drum
PENAMBAHAN TEKANAN
Volume KeteranganNO
TANGGAL
PENAMBAH
AN
JALUR PHT FASA
LOKASI
PENAMBAH
AN
Tabel diatas merupakan data penambahan minyak kabel SKTT Angke-Ketapang
bulan April 2020. Sama halnya dengan bulan sebelumnya, 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. 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 α΅C
14. Tahanan selubung 0,659 Ξ©/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 α΅C
14. Tahanan selubung (Sheat) 0,239 Ξ©/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.
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=πππ’ π₯ π
π΄
R0=1,724.10β8 π₯ 1
240.10β6
R0= 7,183. 10β5 Ξ©/m
Setelah mendapatkan nilai tahanan dc persatuan panjang pada suhu temperature 20 ΒΊC
maka selanjutnya adalah menghitung nilai tahanan dc pada suhu operasi maksimum kabel
minyak dengan persamaan 3.1 sebagai berikut.
Rdc1= Rdc0(1+Ξ±(T1-T0)
Rdc1= 7,183. 10β5 [1+ 3,93.10β3(85-20)]
Rdc1= 7,183. 10β5 (1+ 3,93.10β3 π₯ 65)
Rdc1= 7,183. 10β5 x 1,255
Rdc1= 9,015. 10β5 Ξ©/m
Dari perhitungan diatas diperoleh nilai tahanan arus searah persatuan panjangnya
adalah 9,015. 10β5 Ξ©/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=β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ
Xs=β8 π₯ 3,14 π₯ 50
9,015.10β5 π₯10β7π₯1
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= π₯π 4
(192+0,8.π₯π 4)
Ys= 1,184
(192+0,8 π₯ 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=β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ
Xp=β8 π₯ 3,14 π₯ 50
9,015.10β5 π₯10β7π₯0,8
Xp= 1,056
Setelah didapat nilai dari Xp, kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatannya
atau Yp dengan persamaan 3.5.
Yp= π₯π4
192+0,8.π₯π4 (ππ
π)
2[0,312. (
ππ
π)
2
+1,18
{π₯π4
192+0,8.ππ4+0,27}]
Yp= 1,0564
192+0,8 π₯ 1,0564 (22,2
120)
2[0,312 π₯ (
22,2
120)
2+
1,18
{1,0564
192+0,8 π₯ 1,0564+0,27}
]
Yp= (6,443. 10β3 x 0,034)(0,312 x 0,034 + 4,268)
Yp= 9,43. 10β4
Maka setelah menghitung tahanan dc pada suhu 85ΒΊC, 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. 10β5(1 + 0,01 + 9,43. 10β4)
Rac= 9,114. 10β5Ξ©/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= 3πΌ2π π
Pl= 3 x 135,512 x 9,114. 10β5 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=π π₯ 10β9
18ln (π·π
ππ)
C=4 π₯ 10β9
18ln (45,9
22,2)
C= 3,059. 10β10 F/m
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, diperoleh nilai dari kapasitansi kabel isolasi
minyak yaitu 3,059. 10β10 F/m. Kemudian melakukan perhitungan rugi dielektrik kabel
dengan menggunakan rumus 3.9.
Pd= π πΆ V02 tan πΏ
Pd= 2 x 3,14 x 50 x 3,059. 10β10 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= πΌ2[3π2
π π (
ππ
2π)
2
. 10β8]
Pe= 135,512[3(2 π₯ 3,14 π₯ 50)2
0,659 (
52,1.10β3
2π₯120.10β3)2
. 10β8]
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(2π
ππ)
M= 0,2 ln(2π₯120 .10β3
52,1 .10β3 )
M= 0,305 mH/Km
Selanjutnya memperhitungkan reaktansi kabel dengan rumus 3.13.
Xm= 2Οf M . 10β3
Xm= 2 x 3,14 x 50 x 0,305 . 10β3
Xm= 0,095 Ξ©/Km
Kemudian menghitung rugi daya akibat arus sirkulasi pada selubung dengan rumus 3.12.
Pc= πΌ2 ππ
2 π π
π π 2+ ππ
2
Pc= 135,512 π₯ 0,0952π₯ 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. 10β10 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=πππ’ π₯ π
π΄
R0=1,724.10β8 π₯ 1
1000.10β6
R0= 1,724. 10β5 Ξ©/m
Setelah mendapatkan nilai tahanan dc persatuan panjang pada suhu temperature 20
ΒΊC maka selanjutnya adalah menghitung nilai tahanan dc pada suhu maksimum konduktor
dengan menggunakan persamaan 3.1.
46
Rdc1= Rdc0(1+Ξ±(T1-T0)
Rdc1= 1,724. 10β5 [1+ 3,93.10β3(90-20)]
Rdc1= 1,724. 10β5 (1+ 3,93.10β3 π₯ 70)
Rdc1= 1,724. 10β5 x 1,275
Rdc1= 2,198. 10β5 Ξ©/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=β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ
Xs=β8 π₯ 3,14 π₯ 50
2,198.10β5 π₯10β7π₯0,8
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= π₯π 4
(192+0,8.π₯π 4)
Ys= 2,1384
(192+0,8 π₯ 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=β8ππ
π ππ1π₯10β7π₯ππ
Xp=β8 π₯ 3,14 π₯ 50
2,198.10β5 π₯10β7π₯0,37
Xp= 1,454
Setelah didapat nilai dari Xp, kemudian menghitung nilai dari faktor pendekatannya
atau Yp dengan menggunakan persamaan 3.5.
47
Yp= π₯π4
192+0,8.π₯π4 (ππ
π)
2[0,312. (
ππ
π)
2
+1,18
{π₯π4
192+0,8.ππ4+0,27}]
Yp= 1,4544
192+0,8 π₯ 1,4544 (40
200)
2[0,312 π₯ (
40
200)
2+
1,18
{1,4544
192+0,8 π₯ 1,4544+0,27}
]
Yp= (2,285. 10β2 x 0,04)(0,312 x 0,04 + 4,029)
Yp= 3,693. 10β3
Maka setelah menghitung tahanan dc pada suhu 90 ΒΊC, 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. 10β5 (1 + 0,1 + 3,693. 10β3)
Rac= 2,425. 10β5Ξ©/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= 3πΌ2π π
Pl= 3 x 124,52 x 2,425. 10β5x 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=π π₯ 10β9
18ln (π·π
ππ)
C=2,5 π₯ 10β9
18ln (80,9
40)
C= 1,971. 10β10 F/m
48
Berdasarkan hasil perhitungan diatas, diperoleh nilai dari kapasitansi kabel XLPE
yaitu 1,971. 10β10 F/m. Kemudian melakukan perhitungan rugi dielektrik kabel dengan
menggunakan persamaan 3.9.
Pd= π πΆ V02 tan πΏ
Pd= 2 x 3,14 x 50 x 1,971. 10β10 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= πΌ2[3π2
π π (
ππ
2π)
2
. 10β8]
Pe= 124,52[3(2 π₯ 3,14 π₯ 50)2
0,239 (
100.10β3
2π₯200.10β3)2
. 10β8]
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(2π
ππ)
M= 0,2 ln(2π₯200 .10β3
100 .10β3 )
M= 0,277 mH/Km
Selanjutnya memperhitungkan reaktansi kabel dengan rumus 3.13.
Xm= 2Οf M . 10β3
Xm= 2 x 3,14 x 50 x 0,277 . 10β3
49
Xm= 0,086 Ξ©/Km
Kemudian menghitung rugi daya akibat arus sirkulasi pada selubung dengan rumus 3.12.
Pc= πΌ2 ππ
2 π π
π π 2+ ππ
2
Pc= 124,52 π₯ 0,0862π₯ 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 β Rugi daya kabel XLPE)
Rugi daya kabel minyakπ₯100%
%Penurunan= (70561,617 β11058,715 )
70561,617 π₯100%
%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 , βElectrical Cables β 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)
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
27 Maret 2021 Konsultasi tentang bab 2 proposal
proyek akhir
28 Maret 2021 Konsultasi tentang bab 3 proposal
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
Top Related