PERENCANAAN DISTRIBUSI SISTEM TENAGA LISTRIK DI PT. PELINDO III BENOA
TUGAS AKHIR
Diajukan guna memenuhi persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana S1 di Jurusan Teknik Elektro
Disusun oleh : LUH RAISA NITTIA DEWI NIM. 0604405014
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN - BALI 2011
ABSTRAK Pelabuhan Benoa adalah penunjang strategis dalam perkembangan wilayah Bali. Untuk meningkatkan pelayanan dan daya saing, dibutuhkan pengembangan sarana dan prasarana lebih lanjut. Usaha ini sudah dilakukan dalam Master Plan Pelabuhan Benoa sampai dengan 2025 sesuai SK No. KEP.27/PJ.3.02/P.III-2002 tertanggal 19 Agustus 2002. Untuk menunjang usaha itu, dibutuhkan daya listrik yang mampu mencukupi segala aktifitas pelabuhan yang besarnya saat ini adalah 4.340,65 kVA dengan total penggunaan lahan saat ini sebesar 25.483,73 m². Pelabuhan Benoa direncanakan pada lahan seluas 40,42 Ha yang diperkirakan membutuhkan daya listrik sebesar 19.071,7 kVA. Perencanaan sistem distribusi tenaga listrik memegang peranan penting dalam menentukan kontinuitas dan keandalan sistem tenaga listrik. Dengan meningkatnya kebutuhan tenaga listrik, PLN dituntut mampu menyediakan pasokan listrik untuk kedepannya. Di dalam tugas akhir ini dilakukan analisis perencanaan distribusi sistem tenaga listrik, diantaranya analisis peramalan beban, analisis perencanaan main power house, pembagian zona distribusi tenaga listrik, jenis dan ukuran penghantar, drop tegangan, serta analisis pengaman yang digunakan. Untuk menjawab kebutuhan akan distribusi sistem tenaga listrik yang memiliki kontinuitas dan keandalan yang tinggi dengan pembangkit seminimal mungkin, maka direncanakan sistem distribusi terpusat (otoritas). Kata kunci : Master Plan Pelabuhan Benoa, perencanaan sistem tenaga listrik.
iv
ABSTRACT Benoa Harbour is a strategic support in the development of Bali. To improve services and competitiveness, infrastructure development required further. This effort has been made in Benoa Harbour Master Plan until 2025. With an increase in the construction of a major effect on power consumption and spatial functions. To support the development effort, it takes electrical power that is able to meet all port activity. Benoa Harbour is planned an area of 40.42 Ha of electrical power required by 19071.7 kVA. Planning of power distribution system plays an important role in determining the continuity and reliability of electric power systems. With the growing need for electricity, PLN is required capable of providing power supplies for the future. Within this final analysis of power system distribution planning, including analysis of load forecasting, analysis of main power house planning, zoning power distribution, type and size of conductors, voltage drop, as well as a safety analysis that is used to answer the need for electrical power distribution system that has continuity and high reliability with minimum power, then the planned centralized distribution system (authority). Key words : Benoa Harbour master plan, the analysis of power system distribution planning..
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “PERENCANAAN DISTRIBUSI SISTEM TENAGA LISTRIK DI PT. PELINDO III BENOA”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan sarjana S1 di Jurusan Teknik Elektro, Konsentrasi Sistem Tenaga Listrik, Universitas Udayana. Melalui
kesempatan
yang
sangat
berharga
ini
penyusun
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian Tugas Akhir ini, terutama kepada yang terhormat : 1. Bapak Prof. Ir. I Wayan Redana, MASc, PhD selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. Lie Jasa, MT, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak I Made Sukarsa, ST. MT, selaku Pembimbing Akademik 4. Bapak Ngakan Putu Satriya Utama, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingannya. 5. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Dosen Pembimbing II Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu memberikan bimbingan dan masukan. 6. Bapak Ir. Tjok Gede Indra Partha, M.Erg., MT., Bapak Ir. I Nengah Suweden, MT., dan Ibu Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, Ph.D atas saran dan masukan selama melakukan revisi. 7. Ibu saya yang telah memberikan dukungan moril dan material selama penyusunan Tugas Akhir ini.
vi
8. Bapak – bapak dan Ibu- ibu dosen terimakasih atas ilmu yang telah diberikan selama menempuh kuliah S1. 9. Babenya Upil yang banyak memberikan saran dan kritik. 10. Terima kasih gip. 11. Terima kasih Greenday untuk lagu-lagunya yang inspiring. . 12. Emae, Upil, Lisa, Wintya, Bon-Bon, Ivan, Dein, teman-teman angkatan 2006, Sekber FT, dan rekan-rekan mahasiswa lain yang telah memberikan banyak bantuan, informasi, dan masukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan untuk menyempurnakan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan kontribusi dalam pengembangan ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi kita semua.
Denpasar, Oktober 2011
Penulis
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ............................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................. iii ABSTRAK ....................................................................................................... iv ABSTRACT .....................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vi DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii DAFTAR SINGKATAN .................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..............................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian ..........................................................................................
2
1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................................
2
1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ..........................................................
3
1.6 Sistematika Penulisan ...................................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Tenaga Listrik .................................................................................
5
2.1.1 Pembangkit tenaga listrik ...................................................................
5
2.1.2 Sistem transmisi tenaga listrik ............................................................
6
2.1.3 Sistem distribusi tenaga listrik ...........................................................
6
2.1.4 Konsumen listrik ................................................................................
7
2.2 Struktur Distribusi Tenaga Listrik ...............................................................
8
2.2.1 Gardu induk .......................................................................................
8
2.2.2 Gardu hubung .....................................................................................
8
2.2.3 Gardu distribusi ..................................................................................
9
viii
2.2.4 Penyulang (feeder) .............................................................................
9
2.3 Jaringan Distribusi Primer ..........................................................................
9
2.4 Jaringan Distribusi Sekunder ...................................................................... 11 2.5 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ...................................................... 11 2.5.1 Sistem distribusi tipe radial ................................................................ 11 2.5.2 Sistem Distribusi tipe loop ................................................................. 13 2.5.3 Sistem Distribusi tipe spindel ............................................................ 14 2.5.4 Sistem Distribusi tipe mesh ................................................................ 15 2.6 Saluran Distribusi ........................................................................................ 17 2.6.1 Saluran udara ..................................................................................... 17 2.6.2 Saluran bawah tanah .......................................................................... 18 2.7 Peralatan Sistem Tenaga Listrik ................................................................. 18 2.7.1 Transformator distribusi ..................................................................... 19 2.7.2 Penghantar .......................................................................................... 20 2.7.3 Panel hubung bagi .............................................................................. 21 2.7.1 Busbar ................................................................................................ 21 2.7.5 Pengaman ........................................................................................... 22 2.8 Perencanaan Sistem Distribusi Tenaga Listrik ........................................... 24 2.8.1 Konfigurasi sistem distribusi ............................................................ 24 2.8.2 Pembebanan penyulang .................................................................... 25 2.8.3 Jumlah penyulang ............................................................................. 25 2.8.4 Rute penyulang ................................................................................. 26 2.8.5 Ukuran konduktor ............................................................................. 26 2.8.6 Kapasitas pengaman .......................................................................... 27 2.8.7 Drop tegangan ................................................................................... 27 2.9 Peramalan Beban Tenaga Listrik ............................................................... 29 2.9.1 Peramalan beban jangka panjang ...................................................... 30 2.9.2 Peramalan beban jangka menengah .................................................. 30 2.9.3 Peramalan beban jangka pendek ....................................................... 31 2.10 Tata Ruang (land use) ................................................................................ 31
ix
2.11 Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik ...................................................... 32 2.12 Tingkat Kontinuitas Sistem Distribusi ....................................................... 32 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................... 33 3.2 Data ....... ...................................................................................................... 33 3.2.1 Sumber data ........................................................................................ 33 3.2.2 Jenis data ............................................................................................. 33 3.2.3 Teknik pengumpulan data ................................................................... 34 3.3 Analisis Data ................................................................................................ 35 3.4 Alur Analisis ................................................................................................ 36 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Tinjauan Umum Pelabuhan Benoa ............................................................. 37 4.1.1 Gambaran umum sistem kelistrikan existing di Pelabuhan Benoa ... 37 4.1.2 Penggunaan lahan saat ini di Pelabuhan Benoa ................................ 40 4.1.3 Load density beban existing di Pelabuhan Benoa ............................. 44 4.1.4 Master Plan pengembangan wilayah Pelabuhan Benoa ................... 45 4.1.5 Analisa peramalan beban di Pelabuhan Benoa sampai tahun 2025 .. 47 4.2 Perencanaan Sistem Distribusi Tenaga Listrik di Pelabuhan Benoa .......... 51 4.2.1 Analisa Main Power House Pelabuhan Benoa ................................. 52 4.2.2 Pembagian zona distribusi tenaga listrik ........................................... 53 4.2.3 Jenis dan ukuran penghantar ............................................................. 55 4.2.4 Analisa drop tegangan ...................................................................... 60 4.3 Perencanaan Sistem Pengaman ..................................................................
62
4.3.1 Fuse cut out ………………………………………………………..
62
BAB V PENUTUP 5.1 Simpulan ..................................................................................................... 64 5.2 Saran
........................................................................................................ 64
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram satu garis sistem penyaluran Tenaga Listrik ...................
8
Gambar 2.2 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Radial............................... 12 Gambar 2.3 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Lingkar (Loop/Ring) ........ 13 Gambar 2.4 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Spindle ............................. 15 Gambar 2.5 Sistem Jaringan Distribusi Primer Tipe Gugus (Mesh) .................. 16 Gambar 2.6 Transformator Belitan Bintang ...................................................... 20 Gambar 2.7 Transformator Belitan Delta .......................................................... 20 Gambar 2.8 MCB ............................................................................................... 23 Gambar 3.1 Diagram Alur Analisis .................................................................... 36 Gambar 4.1 Gardu Distribusi Pelabuhan Benoa ................................................ 38 Gambar 4.2 Saluran Kabel Udara ...................................................................... 39 Gambar 4.3 Saluran Kabel Udara ...................................................................... 39 Gambar 4.4 Master Plan Pelabuhan Benoa ....................................................... 46 Gambar 4.5 Grafik Pertumbuhan Beban di Pelabuhan Benoa ........................... 48 Gambar 4.6 Grafik Pertumbuhan Beban di Pelabuhan Benoa Sampai Tahun 2025 ....................................................................................... 50 Gambar 4.7 Single Line Diagram Perencanaan MPH ...................................... 54
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Pengelompokkan Fungsi Lahan Sesuai Tarif .................................... 40 Tabel 4.2 Tata Guna Lahan Saat Ini untuk Golongan Industri ........................... 41 Tabel 4.3 Tata Guna Lahan Saat Ini untuk Golongan Publik ............................ 41 Tabel 4.4 Tata Guna Lahan Saat Ini untuk Golongan Sosial ............................. 42 Tabel 4.5 Tata Guna Lahan Saat Ini untuk Golongan Bisnis............................. 42 Tabel 4.6 Tata Guna Lahan Saat Ini untuk Golongan Bisnis (lanjutan) ........... 43 Tabel 4.7 Penggunaan Lahan Saat Ini di Wilayah Pelabuhan Benoa Sesuai Golongan Tarif .................................................................................. 44 Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Load Density Masing-Masing Golongan Tarif .... 45 Tabel 4.9 Tata Guna Lahan Pelabuhan Benoa Berdasarkan Master Plan ........ 46 Tabel 4.10 Tata Guna Lahan Pelabuhan Benoa ................................................. 47 Tabel 4.11 Histories Kebutuhan Daya di Pelabuhan Benoa .............................. 48 Tabel 4.12 Prakiraan Kebutuhan Daya Listrik di Kawasan Pelabuhan Benoa Sampai Tahun 2025 ......................................................................... 49 Tabel 4.13 Load Density Masing-masing Golongan Tarif Berdasarkan Master Plan ............................................................................................. 51 Tabel 4.14 Pembagian Zona Distribusi .............................................................. 53 Tabel 4.15 Besar Arus Saluran .......................................................................... 56 Tabel 4.16 Panjang Penghantar dari MPH untuk Setiap Zona .......................... 56 Tabel 4.17 Besar Arus Desain ............................................................................ 57 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Ukuran Penghantar ............................................. 58 Tabel 4.19 Jenis Penghantar yang Digunakan dalam Perencanaan ................... 59 Tabel 4.20 Drop tegangan .................................................................................. 60 Tabel 4.21 Persentase Drop Tegangan .............................................................. 61 Tabel 4.22 Kapasitas Fuse Cut Out ................................................................... 63
xii
DAFTAR SINGKATAN
A
= Ampere
ACSR
= Alluminium Conductor Steel Reinforce
BBM
= Bahan Bakar Minyak
BT
= Bujur Timur
Ha
= Hektar
Km
= Kilometer
kVA
= kilo Volt Ampere
LS
= Lintang Selatan
m
= meter
mm
= milimeter
MVA
= Mega Volt Ampere
PT. PELINDO = Pelabuhan Indonesia (Persero) PT. PLN
= Perusahaan Listrik Negara (Persero)
Stb.
= Staatblad
Vd
= drop tegangan
xiii
