ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN PELANGGAN PREMIUM …

C. 50

ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN PELANGGAN PREMIUM CV. SN JAYA PRIMA DI PT. PLN (PERSERO) DISTRIBUSI AREA

PURWOKERTO

Yusnan Badruzzaman*, Iklimadani Sheviana A

Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, S.H., Tembalang, Semarang, 50275

*E-mail: [email protected]

Abstrak Konsumen besar salah satunya industri sangat bergantung pada ketersediaan energi listrik demi kelancaran produksi. Program Layanan Premium ada untuk fokus pada masalah ketersediaan energi listrik tersebut, dengan menyediakan layanan suplai dari penyulang kedua. Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan pemilihan dari penyulang-penyulang yang potensial menjadi penyulang suplai kedua. Pada penelitian kali ini akan menganalisa hal-hal yang menjadi faktor pertimbangan pemilihan yaitu indeks keandalan, jatuh tegangan, serta skema penyalurannya. Analisa yang dilakukan dengan cara melakukan perhitungan secara manual dan melakukan simulasi pada ETAP dan SCADA. Pada perhitungan manual nilai SAIDI PBG-01, PBG-05, dan PBG-10 adalah 1.41, 0.94, dan 1,18 jam/pelanggan/tahun. Sedangkan untuk SAIFI berturutturut nilainya sebesar 2.21, 1.78, dan 0.48 kali/pelanggan/tahun. Jatuh tegangan dihitung dengan cara manual dan ETAP. Nilai perhitungan manual dan ETAP PBG-01 yaitu sebesar 18966 V dan 19022 V, untuk PBG05 sebesar 19634 V dan 19612 V, dan pada PBG-10 nilainya sebesar 18285 V dan 18279 V. Berdasarkan perhitungan PBG-05 merupakan penyulang terbaik karena unggul pada nilai SAIDI dan jatuh tegangan. Pada skema penyaluran dengan adanya ACOS, ketika terjadi gangguan pada penyulang existing maka supply akan berpindah otomatis ke penyulang backup. Hal ini membuat ketersediaan energi listrik pada pelanggan dapat tetap terjaga.

Kata kunci : Premium, Penyulang, Keandalan, Jatuh Tegangan, ACOS

PENDAHULUAN

PT. PLN (Persero) merupakan perusahaan Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang

bertanggung jawab untuk menyediakan tenaga listrik bagi kepentingan umum. Sesuai

dengan Undang-Undang RI No. 30 Tahun 2009 tentang Ketenagalistrikan dan berdasarkan

anggaran dasar perusahaan, salah satu rangkaian kegiatan usaha PT. PLN (Persero) adalah

menjalankan usaha penyediaan tenaga listrik. Kegiatan usaha tersebut mencakup

pembangkitan, tenaga listrik, penyaluran tenaga listrik, distribusi tenaga listrik,

perencanaan dan pembangunan sarana penyediaan tenaga listrik, pengembangan

penyediaan tenaga listrik serta penjualan tenaga listrik. Di dalam dunia kelistrikan sering

Prosiding Seminar Nasional NCIET Vol.1 (2020) C50-C61 1st National Conference of Industry, Engineering and Technology 2020,

Semarang, Indonesia.

mailto:[email protected]

C. 51

Yusnan Badruzzaman, dkk. / NCIET Vol. 1 (2020) C50-C61

terjadi persoalan-persoalan teknis akibat dari jauhnya jarak pusat pembangkitan dengan

konsumen. Proses penyaluran listrik sangat memperhatikan dalam hal menjaga keandalan

dan mutu pelayanan dalam penyaluran tenaga listrik kepada pelanggan. Jika tingkat mutu

pelayanan dan keandalan turun maka dapat menimbulkan kerugian bagi PT. PLN (Persero)

sebagai penyedia energi listrik dan pelanggan sebagai penggguna energi listrik. Bagi

pelanggan besar (pelanggan dengan daya > 200 KVA), kehandalan energi listrik sangat

penting karena berpengaruh pada proses produksi.

Dalam rangka meningkatkan pelayanan maka PT. PLN (Persero) menyediakan layanan

khusus yaitu layanan premium untuk memenuhi tuntutan industri di Purbalingga.Layanan

premium bertujuan agar pelanggan yang dimaksud diutamakan keandalannya karena

layanan premium ini pelanggan nantinya akan di supply oleh dua penyulang agar

keandalannya tetap terjaga. Jika terjadi pemadaman yang menyebabkan pelanggan padam

maka PT. PLN (Persero) diharuskan membayarkan ganti rugi yang besarnya sesuai dengan

jenis layanan tersebut. Proses untuk mendapatkan layanan premium sendiri harus melewati

beberapa proses yang cukup panjang berkaitan dengan keistimewaan yang diberikan. Salah

satunya berkaitan dengan perencanaan penyulang supply kedua. Oleh karena itu,pemilihan

penyulang untuk pelanggan premium sendiri harus melewati seleksi dan analisa sehingga

nantinya penyulang yang terpilih adalah penyulang yang terbaik, dari segi keandalan, susut

tegangannya, maupun pola pergantian sumber supply nantinya.

Rumusan masalah

Dalam penelitian ini masalah yang dibatasi adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana perhitungan indeks keandalan dan susut tegangan pada penyulang PBG-

01, PBG-05, dan PBG-10?

2. Bagaimana perbandingan perhitungan untuk penentuan dalam pemilihan penyulang

backup?

3. Bagaimana skema sistem penyaluran dua penyulang pada pelanggan premium CV SN

Jaya Prima?

Tujuan penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang dikaji, maka penelitian ini bertujuan:

1. Memahami perhitungan dari indeks keandalan dan susut tegangan baik dengan rumus

manual dan aplikasi.

2. Memahami sistem perbandingan untuk menentukan penyulang backup yang terbaik

dari ketiga penyulang.

C. 52


3. Memahami skema sistem penyaluran dua penyulang pada pelanggan premium CV SN

Jaya Prima.

METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah:

1. Observasi

Metode ini dilaksanakan dengan jalan melakukan pengamatan langsung ke

lapangan mengenai keadaan penyulang yang berada didekat pelanggan premium CV.

SN Jaya Prima serta peralatan switching.

2. Komparatif

Metode ini dilaksanakan dengan cara membandingkan dua data atau lebih. Pada

Tugas Akhir ini dilakukan dengan cara membandingkan histori gangguan,indeks

SAIDI SAIFI penyulang, jatuh tegangan pada jaringan secara manual dan dengan

aplikasi etap, dan mensimulasikan sistem penyaluran dua penyulang

3. Simulasi

Metode ini dilaksanakan dengan melakukan simulasi manuver menggunakan

ETAP 12.6 untuk melihat nilai jatuh tegangannya dan PLC SCADA untuk

menampilkan visualisasi proses pergantian sumber supply.

C. 53


Gambar 1. Flowchart Perencanaan Jaringan Pelanggan Premium

Sumber : Data Primer yang diolah

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada pelanggan CV SN Jaya Prima, terdapat beberapa penyulang terdekat yaitu PBG-

011, PBG-05, dan PBG-10 yang akan dianalisa yang nantinya akan dibandingkan untuk

mendapatkan penyulang backup terbaik untuk pelanggan.

MULAI PEMILIHAN PENYULANG BACKU P

PELANGGAN PREMIUM

NILAI MASUKKAN SALURAN, DATA

DATA BEBAN, FAKTOR DAYA, NILAI IMPEDANSI SALURAN

JATUH TEGANGAN PENYULANG PBG - , 01

PBG05, PBG - 10 INDEKS

KEANDALAN PBG - , PBG05, PBG 01 - 10

PERHITUNGAN TEGANGAN UJUNG

PEMBUATAN SIMULASI ALIRAN DAYA PADA

ETAP 12.6

MASUKKAN PELANGGAN PADAM, X JAM PELANGGAN PADAM, PELANGGAN UNIT

MEMBANDINGKAN PERHITUNGAN MANUAL DENGAN SIMULASI ETAP 12.6

PERHITUNGAN SAIDI DAN SAIFI

MEMBANDINGKAN JATUH TEGANGAN DAN INDEKS KEANDALAN PENYULANG

YA

TIDAK

PENYULAN G BACKUP TERBAIK

SELESAI

PENMBUATAN SIMULASI PERPINDAHAN PENYULANG

SUPPLY DENGAN PLC SCADA

INDEKS KEANDALAN DAN JATUH TEGANGAN

SIMULASI ALIRAN DAYA PELANGGAN PADA ETAP

12.6

C. 54


Analisa Keandalan

Indeks keandalan yang menjadi dasar analisis dalam mengetahui keandalan sistem

distribusi di PT. PLN (Persero) UP3 Purwokerto dalam hal ini yaitu SAIFI dan SAIDI.

Perhitungan didasarkan pada pemadaman tak terencana Juni 2018 sampai bulan Mei 2019.

Data diambil dari data histori gangguan feeder trip masing-masing penyulang pada serta

data pelanggan ULP Purbalingga .

Berikut merupakan contoh perhitungan untuk penyulang PBG-01 bulan Agustus 2018:

Jumlah Pelanggan Unit = 234013

Jumlah Pelanggan Padam = 112494

Jumlah Jam x Pelanggan Padam = 42152

𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐝𝐝𝐝𝐝 𝐩𝐩𝐩𝐩𝐝𝐝𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉

𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒 =

𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩

𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒

= = 𝟎𝟎, 𝟒𝟒𝟏𝟏 𝐣𝐣𝐉𝐉𝐉𝐉/𝐛𝐛𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩

𝟒𝟒𝟐𝟐𝟒𝟒𝟎𝟎𝟒𝟒𝟐𝟐

𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐝𝐝𝐝𝐝 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐝𝐝𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐅𝐅𝐝𝐝𝐩𝐩𝐩𝐩.𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐝𝐝𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩 𝐏𝐏𝐉𝐉𝐝𝐝𝐉𝐉𝐉𝐉

𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐒𝐅𝐅𝐒𝐒 =

𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉 𝐏𝐏𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩𝐏𝐏𝐏𝐏𝐉𝐉𝐩𝐩

𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟏𝟏𝟒𝟒

= = 𝟎𝟎, 𝟒𝟒𝟏𝟏 𝐩𝐩𝐉𝐉𝐉𝐉𝐝𝐝/𝐛𝐛𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐉𝐩𝐩

𝟒𝟒𝟐𝟐𝟒𝟒𝟎𝟎𝟒𝟒𝟐𝟐

Perhitungan selanjutnya yaitu dengan menjumlahkan seluruh SAIDI dan SAIFI dalam

kurun waktu yang ditentukan. Pada penyulang PBG-05 dan PBG-10 dilakukan dengan

metode yang sama sehingga didapat hasil pada Tabel 1.

C. 55


Tabel 1. Total Indeks Keandalan Calon Penyulang Backup Pelanggan Premium

Penyulang

Indeks Keandalan

SAIDI

(Jam/Pelanggan/Tahun)

SAIFI

(Kali/Pelanggan/Tahun)

PBG-01

PBG-05

PBG-10

1.41

0.94

1.18

2.21

1.78

0.48

Sumber : Data sekunder yang diolah

Menurut SPLN No. 68-2 Tahun 1986 untuk sistem konfigurasi radial dengan PBO

standar indeks keandalan adalah f = 2,4 kali/tahun dan d=12,8 jam/tahun. Hasil

perbandingan perhitungan dan SPLN dapat diketahui bahwa indeks keandalan masing-

masing penyulang berada di bawah batas maksimal SPLN. Nilai SAIDI terbaik adalah

penyulang PBG-05, sedangkan nilai SAIFI terbaik adalah penyulang PBG-10.

Analisa Voltage Drop

Perhitungan jatuh tegangan dilakukan dengan dua metode yaitu dengan metode manual

beserta menggunakan Software ETAP 12.6 yang dilakukan untuk sekaligus

membandingkan perhitungan penulis dengan simulasi pada aplikasi tersebut. Perhitungan

serta pembuatan simulasi didasarkan pada data section masing-masing penyulang yang

berisi panjang dan beban tiap section. Berikut merupakan contoh perhitungan manual jatuh

tegangan untuk penyulang PBG-01 :

Beban yang digunakan adalah beban pengukuran malam dimana fasa T sebesar 177 A

yang merupakan beban tertinggi penyulang, dengan nilai faktor daya yaitu 1(satu). Total

panjang penyulang PBG-01 untuk kabel power 300 mm2 dan kabel AAAC 240 mm2 adalah

0,25 km dan 39,441 km. Nilai impedansi kabel power 300 mm2 adalah Z = 0,1 + j0,0945

sedangkan untuk kabel AAAC 240 mm2 adalah Z = 0,1344 + j0,3158

ΔVloss (SKTM) I x (ℓsal(R cosθ + Xsinθ)

[(177 x 0,1 x 0,25) + (0 x 0,0945 x 0,25)

x 4,425 = 7,664 V

ΔVloss (SUTM) I x (ℓsal(R cosθ + Xsinθ)

[(177 x 0,1344 x 39,441) + (0 x 0,3158 x 39,441)

x 938,25 = 1625,09 Volt

C. 56


Ʃ ΔVloss PBG-

01

= ΔV (SKTM) + ΔV

(SUTM)

= 7,6 + 1625,09

= 1632,754 Volt

VFF PBG-01 = 20,6 kV – 1,634 kV

= 18,966 kV

Karena penyulang PBG-01 memiliki konfigurasi jaringan radial, menurut SPLN No. 72

Tahun 1987 batas bawah jatuh tegangan pada penyulang adalah 5% dari tegangan kerja,

sehingga batas bawah jatuh tegangan penyulang sebesar 1 kV dari tegangan kerja 20 kV.

Tegangan ujung standarnya berarti sebesar 19 kV. Jatuh tegangan pada penyulang PBG-

01 melebihi batas jatuh tegangan yang telah ditetapkan, namun dengan tegangan ujung

yang masih sesuai standar.

Gambar 2. Simulasi Jatuh Tegangan Penyulang PBG-01 pada ETAP 12.6

Sumber: Data Sekunder yang diolah

Perbandingan dari hasil perhitungan yang dilakukan dengan hasil yang tertera pada

simulasi ETAP akan ditampilkan pada Tabel dibawah ini:

TEGANGAN UJUNG

C. 57


Tabel 2. Perbandingan Perhitungan Jatuh Tegangan Manual dan ETAP

Penyulang Manual (kV) ETAP (kV)

Tegangan

Kirim

Vd Tegangan

Ujung

Tegangan

Kirim

Vd Tegangan

Ujung

PBG-01 20,6 1,633 18,966 20,622 1,6 19,022

PBG-05 20,8 1,166 19,634 20,806 1,19 19,612

PBG-10 20,8 2,515 18,285 20,806 2,53 18,279


Berdasarkan hasil perhitungan losses tegangan secara hitung manual maupun software

simulasi, diketahui bahwa memiliki selisih dengan toleransi tidak melebihi dari 5%. Hal

ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu ketilitian, pembulatan angka di belakang koma,

dan pemahaman rumus. Penyulang yang memiliki tegangan ujung terbaik adalah

penyulang PBG-05.

ANALISA DAN PERBANDINGAN PENYULANG

Setelah melakukan perhitungan indeks keandalan dan jatuh tegangan, berikut

merupakan hasil perhitungan masing-masing penyulang.

Tabel 5. Analisa Perhitungan PBG-01, PBG-05, PBG-10

Penyulang Tegangan Ujung Indeks Keandalan

SAIDI SAIFI

PBG-01 19,022 1,57 2,283

PBG-05 19,612 0,9 1,049

PBG-10 18,279 2 0,53


Pada perhitungan indeks keandalan terlihat bahwa indeks SAIDI pada penyulang PBG-

05 lebih bagus sedangkan indeks SAIFI penyulang PBG-10 yang lebih baik. Penyulang

yang memiliki tegangan ujung paling bagus adalah PBG-05 walaupun berada dibawah

standar PLN. Setelah dibandingkan, dapat disimpulkan bahwa penyulang PBG-05

merupakan penyulang yang lebih baik dibandingkan dengan PBG-01 dan PBG-10,

dikarenakan unggul pada dua indikator dari tiga indikator yang ada.

C. 58


Skema penyaluran dua penyulang pelanggan premium

Pelanggan CV SN Jaya Prima merupakan pelanggan TM 555 kVA yang telah di supply

oleh penyulang PBG-02. Pelanggan pada kedua penyulang pelanggan CV SN Jaya Prima

berada pada section 2. Pada layanan premium terdapat tambahan pada kubikel pelanggan

yaitu Automatic Changeover. Perpindahan sumber saat salah satu incoming mengalami

hilang tegangan terjadi seketika dengan waktu saklar untuk kontak berkisar antara 0,34s –

2,24s[4]. Pada pelanggan premium yang menghindari padam, waktu perpindahannya di set

dengan waktu terkecil yaitu 0,34s jadi tetap mengalami kedip. Sistem interlocking yang

ada adalah kedua switch tidak boleh berada dalam keadaan close bersamaan.

Gambar 4. Prinsip Kerja Automatic Changeover

Sumber: Data Primer yang diolah

INCOMING 1 SOURCE

INCOMING 2 SOURCE

Voltage Detector

ON Voltage Detector

ON

PELANGGAN

SW 1 SW 2

C. 59


Pergantian sumber pada Automatic Changeover memiliki dua keadaan yaitu:

1. Prioritas

Gambar 2. Flowchart Cara Kerja Mode Priority


MULAI

SW 1 OPEN

SW 2 CLOSE

STATUS SENSOR TEGANGAN

MAIN SOURCE

MAIN SOURCE

STATUS SENSOR TEGANGAN MAIN

SOURCE

SELESAI

BACKUP SOURCE

SW 1 CLOSE SW 2 OPEN

PADAM NYALA

PADAM NYALA

C. 60


2. Non Prioritas

Gambar 6. Flowchart Cara Kerja Mode Non Prioritas


KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian ini, perhitungan yang dilakukan dapat diketahui nilai

SAIDI dan SAIFI untuk penyulang PBG-01 sebesar 1,41 jam/pelanggan/tahun dan 2,21

kali/pelanggan/tahun, penyulang PBG-05 sebesar 0,94 jam/pelanggan/tahun dan 1,78 kali/

pelanggan/tahun, serta penyulang PBG-10 dengan nilai 1,18 jam/pelanggan/tahun dan 0,48

kali/pelanggan/tahun. Sedangkan pada perhitungan jatuh tegangan dilakukan dengan

menggunakan cara manual dan software ETAP yang nantinya akan didapatkan nilai

tegangan ujung pada penyulang. Nilai tegangan ujung manual dan ETAP pada penyulang

PBG-01 yaitu 18966 V dan 19022 V, pada penyulang PBG-05 sebesar 19634 V dan19612

MULAI

SW 1 OPEN SW 2 CLOSE


MAIN SOURCE 1


SELESAI

MAIN SOURCE 2

SW 1 CLOSE SW 2 OPEN

PADAM NYALA

PADAM

NYALA

C. 61


V, dan pada PBG-10 dengan nilai 18285 V dan 18279 V. Penyulang PBG-05 merupakan

penyulang terbaik untuk dijadikan sebagai penyulang backup pelanggan karena unggul dua

dari tiga indikator dengan nilai SAIDI sebesar 0,9 jam/pelanggan/tahun dan nilai tegangan

ujung sebesar 19612 V. Incoming pelanggan akan berpindah secara otomatis oleh

Automatic Changeover ke penyulang kedua atau penyulang yang tersedia saat incoming

yang sedang menyuplai pelanggan mengalami hilang tegangan.

Pada penelitian ini belum membahas tentang pengaruh kedip pada beban-beban motor.

Selain itu pada penelitian ini juga tidak membahas tentang kerugian dari sisi PLN terkait

jatuh tegangan, untuk selanjutnya permasalahan tersebut dapat dibahas secara lebih

spesifik dan mendalam lagi.

DAFTAR PUSTAKA

______. (1985). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 59 1985 Keandalan pada Sistem Distribusi. PT PLN (Persero). Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.

______. (1986). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 68-2 1987 Tingkat Jaminan Sistem Tenaga Listrik Bagian dua : Distribusi. PT PLN (Persero). Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.

______. (1987). Standar Perusahaan Umum Listrik Negara No. 72 1987 Spesifikasi Desain untuk Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dan Jaringan Tegangan Rendah (JTR). PT PLN (Persero). Departemen Pertambangan dan Energi: Jakarta.

______.(2010). SM-6 Modular Units Catalog. Schneider Afandi, A.N. (2006). Pengendalian Berbasis PLC Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi tenaga Listrik dan Pusat Penelitian

Sains dan Teknologi Universitas Indonesia. (2010). Buku 1 Kriteria Disain Enjiniring Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Jakarta : PT. PLN (Persero).

Kelompok Kerja Standar Konstruksi Jaringan Distribusi tenaga Listrik dan Pusat Penelitian Sains dan Teknologi Universitas Indonesia. (2010). Buku 5 Standart Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah Tenaga Listrik. Jakarta : PT. PLN (Persero). [8] Multa,Lestanto. Aridani,Restu Prima. 2013. Modul Pelatihan ETAP. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada

Sarimun, Wahyudi. (2011). Buku Saku Pelayanan Teknik. Jakarta: Garamond. Sugianto.,& Mustikasari, Asri Dewi. (2018). Pemasangan Automatic Change Over

(ACO) Untuk Meningkatkan Keandalan Pada Pelanggan Premium Suswanto, Daman. (2009). Sistem Distribusi Tenaga Listrik,

Documents

ANALISIS PERENCANAAN JARINGAN PELANGGAN PREMIUM …