REKONFIGURASI JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN 20 KV FEEDER PANDEAN LAMPER 5

RAYON SEMARANG TIMUR

WISNU AJI NUGRAHADI21060111110118

Tugas Akhir

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN/PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

• Pada rayon Semarang Timur, tercatat bahwa pada bulan maret 2015

feeder GI Pandean Lamper 5 menanggung beban 80%.

• Nilai jatuh tegangan jaringan tegangan menengah feeder PDL.5 melebihi

standar SPLN No. 72 ; tahun 1987 yaitu 5%.

• Adanya perencanaan penambahan feeder baru dari perusahaan listrik

setempat

Adapun maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan nilai jatuh tegangan pada jaringan distribusi GI Pandean

Lamper 5 (PDL.5) Rayon Semarang Timur sebagai dasar rekonfigurasi

jaringan.

2. Mensimulasikan perbaikan nilai jatuh tegangan dengan metode

penambahan feeder baru yang diasumsikan sebagai PDL.14, serta

menyeimbangkan pembebanan masing-masing fasa trafo pada jaringan

distribusi PDL.5 dan PDL.14 dengan menggunakan ETAP 11.1.1

3. Menganalisis hasil simulasi jaringan distribusi GI Pandean Lamper 5

pada saat sebelum dan setelah dilakukan rekonfigurasi.

B. Maksud dan Tujuan

C. BATASAN MASALAH

1. Data beban dan data peralatan energi listrik yang digunakan adalah data

perusahaan listrik di Rayon Semarang Timur.

2. Data Peta yang digunakan adalah data feeder Pandean Lamper 5 (PDL.5)

Rayon Semarang Timur

3. Perbaikan yang dilakukan hanya dibatasi pada masalah teknis, tidak

memperhitungkan biaya

4. ETAP 11.1.1 hanya menganalisis kondisi eksisting dan hasil rekonfigurasi

jaringan distribusi tegangan menengah, serta nilai jatuh tegangan pada

saluran tegangan menengah.

5. Standar yang digunakan pada penelitian ini adalah SPLN, diantaranya : SPLN

41-8: 1981 “ Hantaran Aluminium Campuran ( AAAC ), SPLN 64: 1985

“Petunjuk Pemilihan dan Penggunaan Pelebur Pada Sistem Distribusi

Tegangan Menengah“.

LANDASAN TEORI

A. Sistem Tenaga Listrik

B. Sistem Distribusi

Sistem distribusi adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang terletak antara Gardu Induk dan konsumen. Berdasarkan definisi tersebut, fungsi dari sistem distribusi tenaga listrik adalah sebagai sub sistem tenaga listrik yang berhubungan langsung dengan pelanggan.

C. Jatuh Tegangan

Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu penghantar jaringan listrik.

Dari gambar diatas dapat ditunjukkan hubungan antara tegangan pada sisi kirim, jatuh tegangan dan tegangan pada sisi terima dengan diagram fasor sbb:

Berikut merupakan gambar diagram saluran distribusi tenaga listrik :

Persamaan nilai jatuh tegangan

VS = VR + ( I R Cos φ + I X sin φ ) (2.1)

Karena faktor (I R Cos φ + I X sin φ) sama dengan I Z saluran, maka

VS = VR + IZ saluran atau VS – VR = IZ saluran

Sehingga ΔV = IZ saluran (2.2)

Kemudian tegangan jatuh juga dapat dirumuskan sebagai berikut

ΔV = Tegangan Pangkal GI (Volt)-Tegangan Paling Ujung (Volt) (2.3)

METODOLOGI

FLOWCHART SIMULASI SOFTWARE

Analisis Hasil Simulasi

1. Kondisi Eksisting Feeder PDL.5 Semarang Timur

2. Rekonfigurasi Penambahan Feeder PDL.14 Semarang Timur

3. Rekonfigurasi Penambahan Feeder + Pembebanan Fasa Transformator

A. Kondisi Eksisting

Berikut merupakan hasil simulasi kondisi eksisting PDL.5 dengan menggunakan ETAP 11.1.1

Dengan menggunakan salah satu titik lokasi yang memiliki nilai jatuh tegangan tertinggi yaitu titik lokasi PDL 5.72.T2.U15.T6.S10. Berikut merupakan tabel perubahan nilai jatuh tegangan pada setiap variasi pembebanan :

 

Feeder

Kondisi Pembebanan ΔV

(Volt)

ΔV

(%)

PDL.5 100% 1351 6,76

PDL.5 90% 1225 6,13

PDL.5 82% 1122 5,61

PDL.5 70% 966 4,83

PDL.5 60% 834 4,17

B. Rekonfigurasi Penambahan feeder PDL.14

Berikut merupakan hasil simulasi penambahan feeder PDL.14 dengan menggunakan ETAP 11.1.1

Titik lokasi yang digunakan untuk menunjukkan perubahan nilai jatuh tegangan feeder PDL.X adalah titik PDL.X.72. T2. U15. T6. S10. Sedangkan titik lokasi yang digunakan pada feeder PDL.Y adalah titik PDL.Y. 71. B2. U1. B13. U10. T7. U7. Berikut merupakan tabel perubahan nilai jatuh tegangan pada setiap variasi pembebanan :

 

Feeder

Kondisi Pembebanan ΔV

(Volt)

ΔV

(%)

PDL.X 100% 854 4,27

PDL.X 90% 773 3,87

PDL.X 82% 708 3,54

PDL.X 70% 608 3,04

PDL.X 60% 524 2,62

Sedangkan tabel perubahan nilai ΔV dengan variasi pembebanan feeder PDL.Y ditunjukkan pada Tabel berikut :

 

Feeder

Kondisi

Pembebanan

ΔV

(Volt)

ΔV

(%)

PDL.Y 100% 587 2,94

PDL.Y 90% 530 2,65

PDL.Y 82% 485 2,43

PDL.Y 70% 416 2,08

PDL.Y 60% 358 1,79

C. Rekonfigurasi Penambahan feeder PDL.14 + Pembebanan fasa Trafo

No

 

Feeder

 

Lokasi

Fasa Trafo Eksisting

Fasa Trafo Rekonfigurasi

Fasa Arus (A) Fasa Arus (A)

1 PDL. X 74 C 7,8 A 7,9

2 PDL. X 87 C 3,9 A 4

3 PDL. X 72.T2.U4.T3 C 7,7 A 7,9

4 PDL. X72 T2.U2.T9.U2.T5 C 3,9 A 4

5 PDL. X72 T2.U2.T9.U2.T8 C 7,7 B 8

Berikut merupakan tabel rekonfigurasi pembebanan trafo 1 fasa yang digunakan untuk menyeimbangkan arus tiap fasa.

No

 

Feeder

 

Lokasi

Fasa Trafo Eksisting

Fasa Trafo Rekonfigurasi

Fasa Arus (A) Fasa Arus (A)

6 PDL. X72.T2.U15.T4.U8 C 7,7 A 7,9

7 PDL. X 72.T2.S1.T11.S8 C 7,8 A 7,9

8 PDL. X 72.T2.S15.T2.S8 C 7,8 A 7,9

9 PDL. X 72.T2.S19 C 3,9 A 4

10 PDL. X 85.T7.U1 C 3,9 A 4

11 PDL. X 85.T13.U5 B 3,9 A 4

12 PDL. Y 31.U13.T13 B 8,1 A 8,1

13 PDL. Y 31.U17 B 8,1 C 8,1

14 PDL. Y 85.B3.S5.B5 C 4 B 4

15 PDL. Y 85.B3.S5.B7 B 2 A 2

 

Pembebanan

Arus ( A) ΔV ( Volt )

Fasa A Fasa B Fasa C Fasa A Fasa B Fasa C

60% 136,3 168,6 210 355,81 440,14 548,21

70% 158,2 195,1 242,6 412,99 509,32 633,32

82% 184 226,2 280,8 480,34 590,50 733,04

90% 201,1 246,8 306 524,98 644,28 798,83

100% 222,2 272 336,7 580,06 710,07 878,97

 

Pembebanan

Arus ( A) ΔV ( Volt )

Fasa A Fasa B Fasa C Fasa A Fasa B Fasa C

60% 171,3 172 172,8 447,18 449,01 451,10

70% 198,3 199,3 200,1 517,67 520,28 522,37

82% 230,1 231,4 232,1 600,69 604,08 605,91

90% 251 252,5 253,3 625,25 659,16 661,25

100% 276,7 278,6 279,2 722,34 727,30 728,86

Tabel Perubahan Nilai Jatuh tegangan sebelum dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa trafo pada titik lokasi PDLX.72.T2.U15.T6.S10

Tabel Perubahan Nilai Jatuh tegangan setelah dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa

 

Pembebanan

Arus ( A) ΔV ( Volt )

Fasa A Fasa B Fasa C Fasa A Fasa B Fasa C

60% 106,6 120,2 109,6 296,77 334,63 305,12

70% 123,5 139,2 127 343,82 387,53 353,56

82% 143,5 161,7 147,7 399,50 450,17 411,19

90% 156,7 176,6 161,3 436,25 491,65 449,05

100% 172,9 194,8 178,1 481,35 542,32 495,82

 

Pembebanan

Arus ( A) ΔV ( Volt )

Fasa A Fasa B Fasa C Fasa A Fasa B Fasa C

60% 112,7 111,8 111,9 313,75 311,24 311,52

70% 130,6 129,6 129,7 363,58 360,80 361,08

82% 151,7 150,6 150,7 422,33 419,26 419,54

90% 165,6 164,4 164,6 461,02 457,68 458,24

100% 182,8 181,5 181,7 508,91 505,29 505,84

Tabel Perubahan Nilai Jatuh tegangan sebelum dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa trafo pada titik lokasi PDLY.71.B2.U1.B13.U10.T7.U7

Tabel Perubahan Nilai Jatuh tegangan setelah dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa

Dari pemaparan diatas terlihat bahwa metode penambahan feeder ditambah dengan pembebanan fasa trafo lebih baik dibanding dengan hanya penambahan feeder. Hal ini terlihat dari nilai jatuh tegangan yang seimbang pada setiap fasanya.

Hasil rekonfigurasi penambahan feeder menunjukkan bahwa nilai jatuh tegangan PDL.X dapat berkurang dari nilai 5,5% menjadi sebesar 3,468% atau sebesar 2,04%.

Hasil rekonfigurasi penambahan feeder ditambah dengan pembebanan fasa trafo menunjukkan nilai jatuh tegangan pada tiap fasa lebih seimbang.

Fasa A Fasa B Fasa C

Sebelum rekonfigurasi 470,836 V 578,862 V 718,474 V

Setelah rekonfigurasi 582,626 V 591,966 V 593,898 V

PENUTUP

A. Kesimpulan 

1. Hasil simulasi jatuh tegangan pada feeder PDL.5 titik lokasi

72.T2.U15.T6.S10 menunjukkan bahwa pada kondisi pembebanan 100%,

90%, dan 82% nilai jatuh tegangan jaringan tegangan menengah melebihi

standar SPLN 72 1987 yaitu sebesar 5%. Sedangkan pada kondisi pembebanan

70% dan 60% nilai jatuh tegangan berada dibatas standar SPLN. Nilai jatuh

tegangan rata-rata dari kondisi pembebanan 100%, 90%, dan 82%, bernilai

sebesar 6,16% atau sebesar 1232,67 V. Untuk kondisi pembebanan 70% dan

60% nilai jatuh tegangan rata-rata bernilai sebesar 4,5% atau sebesar 900 V.

2. Dengan metode rekonfigurasi penambahan feeder, nilai rata-rata jatuh

tegangan dari 5 kondisi pembebanan PDL.5 dapat direduksi sebesar 2,032%.

Semula nilai jatuh tegangan rata-rata bernilai sebesar 5,5% dan setelah

dilakukan rekonfigurasi penambahan feeder menjadi sebesar 3,468%.

3. Dengan menggunakan metode rekonfigurasi pembebanan fasa, didapatkan nilai

jatuh tegangan terbaik pada setiap fasa. Pada feeder PDL.X dan PDL.Y terlihat

bahwa terjadi perubahan nilai rata-rata jatuh tegangan sebelum dan setelah

dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa. Sebelum dilakukan rekonfigurasi

pembebanan fasa, nilai jatuh tegangan PDL.X fasa A bernilai sebesar 470,836 V,

fasa B sebesar 578,862 V, fasa C sebesar 718,474 V. Kemudian setelah dilakukan

rekonfigurasi pembebanan fasa, nilai jatuh tegangan fasa A bernilai sebesar

582,626V, fasa B sebesar 591,966 V, dan fasa C sebesar 593,898 V. Untuk feeder

PDL.Y, nilai jatuh tegangan rata-rata sebelum rekonfigurasi pada fasa A bernilai

sebesar 391,538 V, fasa B sebesar 441,26 V, dan fasa C sebesar 402,948 V. Setelah

dilakukan rekonfigurasi pembebanan fasa, nilai jatuh tegangan fasa A bernilai

sebesar 413,918 V, fasa B sebesar 410,854 V, dan fasa C sebesar 411,244 V.

4. Rekonfigurasi penambahan feeder ditambah dengan rekonfigurasi

pembebanan fasa trafo dianggap sebagai kondisi dengan nilai jatuh

tegangan terbaik dibandingkan dengan kondisi eksisting ataupun

penambahan feeder. Hal ini karena pada kondisi tersebut, nilai jatuh

tegangan ≤ 5% dan nilai jatuh tegangan tiap fasanya seimbang

1. Studi lebih lanjut dapat dikembangkan dengan analisis perencanaan penambahan feeder dengan memperhitungkan biaya.

2. Studi lebih lanjut dapat dikembangkan dengan menggunakan metode rekonduktor untuk memperbaiki tegangan sistem pada jaringan distribusi 20 kV GI Pandean Lamper rayon Semarang Timur.

3. Studi lebih lanjut dapat dikembangkan dengan menggunakan metode optimasi penempatan kapasitor untuk mengurangi nilai jatuh tegangan pada jaringan distribusi 20 kV GI Pandean Lamper rayon Semarang Timur.

B. Saran

TERIMA KASIH