STUDI ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI

ISSN : 2086‐9479

Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana

STUDI ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 20 KV Badaruddin1, Heri Kiswanto2 1,2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana, Jakarta, Indonesia Email: [email protected] Abstrak - Salah satu bagian dari

Because distribution network system

proses penyediaan tenaga listrik

is meeting points from electric

bagi konsumen pelanggan listrik

power users with electric power

adalah operasi jaringan distribusi.

canalization system.

Karena sistem jaringan distribusi

One of the component that need big

merupakan titik pertemuan dari para

cost in kerage tension air-duct

pemakai

distribution conductor.

tenaga

listrik

dengan

Therefore,

sistem penyaluran tenaga listrik.

be need ripe planning analysis so

Salah

yang

that determinable conductor size

memerlukan biaya yang besar pada

kind correctest and as according to

distribusi saluran udara tegangan

customer electricity load request

menengah

need, so that got also economical

satu

adalah

(konduktor). diperlukan

komponen

Oleh analisa

penghantar karena

itu,

perencanaan

cost. Keywords : distribution network ,

yang matang agar dapat ditentukan

electric power, conductor

jenis ukuran konduktor yang paling

PENDAHULUAN

tepat dan sesuai dengan kebutuhan

Salah

permintaan beban listrik pelanggan,

penyediaan

sehingga didapat juga biaya yang

konsumen pelanggan listrik adalah

ekonomis.

operasi jaringan distribusi. Sistem

Kata kunci : Jaringan distribusi,

distribusi

tenaga listrik, konduktor

pertemuan dari para pemakai tenaga

Abstract - One part of the ready

listrik

process

tenaga listrik.

electricity distribution

electric

power

for

customer

consumer

network

operation.

Vol.6 No.1 Januari 2015

Salah

satu

bagian

dari

tenaga

listrik

merupakan

dengan

satu

sistem

proses bagi

titik

penyaluran

komponen

yang

membutuhkan biaya pada saluran 1

ISSN : 2086‐9479


udara distribusi tegangan menengah

tenaga listrik yang letaknya jauh

adalah

dari tempat para pelanggan listrik.

kawat

(konduktor),

penghantar

untuk

itu

perlu

Untuk menyalurkan

tanaga

listik

ditentukan ukuran konduktor yang

tersebut secara ekonomis pada jarak

sesuai dengan kebutuhan permintaan

yang cukup

agar didapat biaya yang ekonomis

analisa dan perencanaan yang baik

tanpa

dan matang. Pada umumnya sistem

mengurangi

persyaratan

jauh,

perlu

dibuat

penyaluran tenaga listrik.

tenaga listrik terdiri dari tiga bagian,

Tujuan Penelitian

yaitu:

Tujuan

penelitian

menganalisis

ini adalah untuk

pengaruh

ukuran

a)

Pusat pembangkit tenaga

listrik,

penampang penghantar (konduktor)

b) Instalasi jaringan transmisi, c)

pada rancangan suatu saluran udara

Instalasi jaringan distribusi.

dari

Penyaluran

jaringan

distribusi

tegangan

listrik

kepada

para

menengah dalam upaya mendapatkan

pelanggan

biaya

paling

digambarkan seperti gambar 2.1.

ekonomis, dilihat dari segi investasi

Dalam gambar 2.1 sudah tercakup

dan operasinya, termasuk biaya rugi-

ketiga unsur dari sistem tenaga

rugi

listrik, sebagaimana yang dimaksud

penyaluran

atau

susut

mengiringinya

yang

jaringan

dengan

yang

pendekatan

secara

skematis

diatas.

linearisasi. Batasan Masalah Pada p e n el i t i an ini pembahasan dibatasi

pada

penentuan

ukuran

penampang penghantar pada saluran udara jaringan distribusi tegangan menengah dan masalah teknis yang

Gambar 2.1. Diagram satu

berkaitan dengan ukuran penghantar.

garis

penyaluran

tenaga

listrik Alokasi Biaya Investasi Penyaluran

LANDASAN TEORI Energi

listrik

pada

umumnya

Tenaga Listrik

dibangkitkan oleh pusat pembangkit Vol.6 No.1 Januari 2015

2

ISSN : 2086‐9479


Dalam menyalurkan

tenaga listrik

ke para pelanggan, mulai dari pusat

Gambar 2.1. Diagram satu garis penyaluran tenaga listrik

pembangkit tenaga listrik, transmisi dan

distribusi,

distribusinya

ternyata

bagian

menyerap

biaya

SISTEM

JARINGAN

DISTRIBUSI

investasi paling besar kira-kira 45%

Distribusi adalah bagian dari sistem

dari biaya investasi keseluruhannya,

tenaga

seperti yang terlihat pada gambar 2.2.

menyalurkan tegangan

Ke 45% dari biaya investasi itu,

gardu

diserap di bagian distribusi yang

distribusi

terdiri dari sebagian besar rangkaian

disalurkan ke pemakai tenaga listrik

primernya (JTM)

dan

(konsumen).

sekunder

(JTR) dan trafo

rangkaian

listrik

induk

yang listrik ke

yang

dari

gardu kemudian

Saluran

tegangan

menengah atau disebut juga Jaringan

distribusinya. Dari gambar dimaksud

Tegangan

Menengah

(JTM).

jelaslah

Berfungsi

menyalurkan

listrik

bahwa

sistem

distribusi

ekonomi yang

langsung ke pusat (mulut) beban,

tinggi. Oleh sebab itu diperlukan

maka Jaringan Tegangan Menengah

perencanaan

mempunyai

didapat

nilai

biaya

matang

agar

biasa disebut juga sebagai penyulang

keseluruhan

yang

(feeder).

yang

efisien.

Saluran

Udara

Tegangan

Menengah (SUTM) SUTM

disebut

tegangan

menengah karena kawat

hantarnya

yang

saluran udara

bertegangan

menengah berada di udara. Saluran

Kabel

Tegangan

Menengah (SKTM) SKTM tegangan

disebut

saluran

kabel

menengah karena

kawat

hantarnya berisolasi penuh (kabel) dan berada di dalam tanah.


3

ISSN : 2086‐9479


BIAYA SALURAN DISTRIBUSI

Ho : biaya tetap yang bukan

Biaya Saluran

konduktor per satuan panjang per

Biaya saluran terdiri dua komponen

tahun (Rp/km/th)

utama yaitu biaya investasi dan

Hq : harga konduktor per satuan

biaya operasional, termasuk dalam

panjang per tahun

biaya

Hr : harga rugi-rugi listrik (energi

operasional

adalah

biaya

pemeliharaan dan rugi-rugi (susut)

dan daya) per tahun (Rp/km/th)

teknis.

Biaya Tetap

Biaya

terbagi

atas

beberapa

Biaya

tetap

meliputi

biaya

komponen sesuai ketergantungannya

investasi

dengan

yang dikeluarkan untuk pengadaan

penampang

konduktor,

dan

biaya

pemeliharaan

karena ukuran konduktor diambil

jaringan, yang terdiri dari:

sebagai variabel, maka komponen-

- Biaya pemasangan

komponen biaya tersebut antara lain

- Biaya material

sebagai berikut:

- Biaya pemeliharaan

a.

Maka

Biaya-biaya tetap yang sama

biaya

tetap

dapat

sekali tidak tergantung pada ukuran

dinyatakan dalam persamaan:

penampang konduktor, yaitu:

Ho = {(Ha + Hp) x Fc} + Hh

- Biaya

investasi,

seperti

harga

dimana:

tiang, travers, isolator dan ongkos

Hh: biaya pemeliharaan (Rp/km/th)

pemasangan,

Ha:

kecuali

harga

biaya

investasi

awal/harga

konduktor.

material (diluar konduktor)[Rp/km]

- Biaya pemeliharaan.

Hp: biaya pemasangan, 20% dari

b. Biaya

rugi-rugi

berbanding

listrik

terbalik

yang dengan

penampang konduktor.

Ha(Rp/km) Fc

:

faktor

cicilan

tahunan

(unit/th)

Maka persamaan biaya saluran adalah sebagai berikut:

3.1.2.

H = Ho + Hq + Hr

Konduktor

dimana:

Biaya

H

Biaya

Penampang

penampang konduktor

: biaya saluran per satuan

panjang per tahun (Rp/km/th) Vol.6 No.1 Januari 2015

4

ISSN : 2086‐9479


dapat dirumuskan sebagai berikut: Hq = kq x q Ieff = Isn

dimana: q : penampang konduktor (mm²) kq : faktor diskon penampang

i. Menghitung energi rata-rata per tahun (U)

konduktor 3.1.4. Langkah Menghitung

U = √3.V.

Rugi Rata-rata Total Per Tahun a. Menghitung faktor pertumbuhan

8,76 j. Menghitung rugi total rata-rata per

(G)

tahun (Et %)

G=

Et % =

b. Menghitung faktor distribus i

x

100%

rata- rata (D)

ANALISA

D= c. Menghitung impedansi

Tinjauan Lokasi Sebagai bahan analisis perencanaan,

(Z) d. Menghitung arus ekivalen

diambil sebuah Gardu Induk (GI) di area Cikokol

(Ieq) Ieq =

.D.G

e. Menghitung arus pada tahun ken

penyulang 20 KV, 3 fasa, saluran udara menggunakan

4.1.

penghantar

Direncanakan

instalasi Menghitung jatuh tegangan

(∆V %) ΔV = g.

yang merupakan

AAAC seperti terlihat pada gambar (Isn)=

f.

.cos θ . Fb .

jaringan

sepanjang

2

akan distribusi

km

dari

ditarik baru Gardu

Distribusi DK 102 (titik B) ke Gardu Distribusi DK 103S (titik C) x 100%

Menghitung rugi rata-rata per tahun (Eu)

Eu = 3.(Ieq)². r . L . Fr . 8,76 kWh h.

untuk

mensuplai

beban

ke

pelanggan dan jaringan yang terlalu jauh. Sesuai

dengan

kebutuhan

beban yang ada, maka direncanakan

Menghitung arus efektif (Ieff) Vol.6 No.1 Januari 2015

5

ISSN : 2086‐9479


Transformator

yang

digunakan

No

Kebutuhan Material

adalah sebesar 250 kVA.

Harga Satuan

Vol 1 bh

Maka besar arus (I) adalah:

Trafo Dist 250 kVA

1

I = 7,2 A 2

3

4

5

Gambar 4.1 Penyulang tegangan

2 bh

Travers UNP tunggal 12-1800 mm²

1 bh

Box Rak TR 630 A/4 jrs + NH Fuse 250 A Pipa Arde TM panjang 6 m untuk pentanahan

46 bh

4 bh

150 bh 3 bh 3 bh 50 bh

6 Pin Isolator

menengah

7

PERHITUNGAN BIAYA untuk q = 300 mm²

Hang Isolator L Arrester 2024 kV Cut Out 20 kV, 100A

8

9

Rp 64.130 .000 Rp 163.00 0 Rp 16.111 .000 Rp 690.00 0 Rp 140.00 0 Rp 170.00 0 Rp 668.00 0 Rp 487.00 0 Rp 1.650. 000

Harga Total Rp 64.130.00 0 Rp 326.000 Rp 16.111.00 0 Rp 2.760.000 Rp 6.440.000 Rp 25.500.00 0 Rp 2.004.000 Rp 1.461.000 Rp 82.500.00 0

Tiang beton

Biaya Tetap Biaya jaringan tegangan

investasi distribusi

penarikan saluran

menengah

20

Rp 201.232.0 00

Total Biaya Investasi

udara KV

Dari

tabel

4.1

didapat

biaya

dengan jarak 2 km, maka biaya

investasi awal (Ha) sebesar sebagai

investasi dapat dilihat pada tabel 4.1.

berikut: Ha = Rp 201.232.000,- / 2 km = Rp 100.616.000.,- / km Biaya pemasangan (Hp) 20% dari biaya investasi awal, maka: Hp = 20% x biaya investasi = 20% x Rp 100.616.000,= Rp 20.123.200,- / km Biaya

pemeliharaan

(Hh)

Hh

=

RP

2.000.000,- / km Vol.6 No.1 Januari 2015

6

ISSN : 2086‐9479


Maka

biaya

tetap/th

dapat diperoleh

(Ho) dengan

menggunakan persamaan

untuk

= 0,325 Dengan

menggunakan persamaan

energi rugi-rugi per km per tahun

faktor diskon (i) =

(Er) dapat dihitung, dimana p = 3, Fr

15%, masa ekonomis (n) = 25

= 0,325, I = 7,2 A, yaitu:

tahun. Ho = {( Rp 100.616.000,- +

Er = 3 x 0,100 x (7,2²) x 0,325

Rp 20.123.200,- ) x 0,15 } + Rp

x 8,76

2.000.000,-

= 44 kWh/km/th

= Rp 20.110.880,-

Maka biaya rugi (susut) listrik selama

Biaya Penampang Konduktor

1

Untuk mengetahui biaya konduktor,

menggunakan persamaan, untuk hr

terlebih dahulu harus diketahui nilai

= Rp 495,-/kWh, sebagai berikut:

faktor

Hr = 44 kWh/km/th x Rp 495,-

rugi-rugi

penampang

konduktor (kq) dengan menggunakan

tahun

dapat

dihitung

/kWh = Rp 21.780,- /km/th

persamaan dimana N = 3, hq = Rp 21.746.000,- / km mm² dan Fc

Total Biaya Penyaluran

=

Total

0,15,

dengan

biaya

penyaluran

untuk

maka:

periode 1 tahun diperoleh dengan

kq = 3 x Rp 21.746.000,- x 0,15

menggunakan

= Rp 9.785.700,- /km/mm²/th

H

dengan

2.935.710.000,-

persamaan,

sebagai

berikut:

Maka biaya konduktor dapat dihitung menggunakan

persamaan,

=

Rp

(20.110.880,-

+

+ 21.780,-)

yaitu:

= Rp 2.955.842.660,- /km/th

Hq = Rp 9.785.700,- x 300 = Rp 2.935.570.000,- /km/th

Dengan cara yang sama, tetapi ukuran panampang konduktor (q)

Biaya Rugi Listrik Faktor

rugi-rugi

dengan

menggunakan

didapat

dirubah, maka akan didapat biaya

persamaan

penyaluran seperti terlihat pada

listrik

untuk

tabel 4.2.

Fb = 0,5 yaitu: Fr = 0,3 x (0,5) + 0,7 x (0,5)² Vol.6 No.1 Januari 2015

7

ISSN : 2086‐9479


Tabel 4.2 Total biaya penyaluran q (mm² )

Ho (Rp/km/t h)

300

20.110.88 0,-

2.935.710.00 0,-

21.780,-

2.955.842.66 0,-

240

20.110.88 0 20.110.88 0,-

2.348.568.00 0 1.467.855.00 0,-

27.225,-

2.368.706.10

45.045,-

1.488.010.92 5,-

150

Hq (Rp/km/t h)

Hr (Rp/km/t h)

MENGHITUNG TOTAL

PER

H (Rp/km/th)

c. Menghitung Z (impedansi), untuk r= 0,100 dan x = 0,094, sebagai berikut:

RUGI-RUGI TAHUN

PADA

d. Menghitung arus ekivalen karena

SALURAN untuk q = 300 mm²

pengaruh

Untuk mempermudahkan analisis,

pertumbuhan

maka

menggunakan persamaan untuk Isa =

perhitungan

biaya

hanya

distribusi

arus

beban

dan dengan

dilakukan pada satu jurusan yaitu

7,2 A, G = 1,4711 dan D = 0,76,

titik B– C, dan parameter yang

sebagai berikut:

digunakan untuk mendapatkan pola

Ieq = 7,2 x 0,76 x 1,4711 = 8,05 A

penyaluran

Maka arus pangkal tahun ke-n (Isn) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan untuk a = 2, G = 1,4711 dan D = 0,76, sebagai berikut:

yang

baik

seperti

dijelaskan pada Menghitung faktor pertumbuhan (G), dengan menggunakan bagian adalah a = 2, b = 0,5 sehingga untuk menghitung jatuh jatuh tegangan pada titik B– C ( V BC ) berikut :

e.

Menghitung jatuh tegangan titik

B

–

C

(

ΔV)sepanjang saluran dengan menggunakan

persamaan

untuk Z = 0,137, L= 2 km, Isn = 14,4 A dan kb b. Menghitung faktor distribusi rugirugi (D) dengan menggunakan persamaan untuk b = 0,5, sebagai berikut: Vol.6 No.1 Januari 2015

= (1 + 0,5)/2 = 0,75, maka:

8

ISSN : 2086‐9479


Selanjutnya untuk menghitung rugi total rata-rata per tahun, dengan langkah-langkah sebagai berikut: a.

Maka rugi total rata-rata per tahun (Et %) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Menghitung rugi rata-rata per tahun pada titik B – C ( dengan

)

menggunakan

persamaan untuk Ieq

Dengan cara yang sama, tetapi

= 8,05 A, r = 0,100 ohm, L =

ukuran panampang konduktor

2 km

dirubah, maka akan didapat biaya

dan Fr = 0,325 sebagai

penyaluran

berikut:

table 4.3.

Eu = 3 x (8,05²) x 0,100 x 2 x

Tabel 4.3 Jatuh tegangan dan rugi

0,325 x 8,76

Penampang Konduktor (mm²)

Menghitung arus efektif (Ieff) pada titik B – C dengan menggunakan persamaan untuk Isn = 14,4 A dan a = 2,sebagai berikut:

terlihat

pada

total rata-rata per tahun

= 110,695 kWh/th b.

seperti

(q)

Rugi Total Ratarata

Jatuh Tegangan (ΔV %)

per tahun (Et %)

300

0,015%

8%

240

0,017%

10%

150

0,025%

17%

KESIMPULAN Dari pembahasan sebelumnya dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

c. Menghitung energi rata-rata per tahun (U) dengan menggunakan persamaan untuk Ieff = 10,4 A, V =

a.

Dalam

instalasi

distribusi, saluran

khususnya udara,

yang

jaringan pada sangat

20kV, cos θ = 0,85 dan Fb = 0,5

berpengaruh

sebagai berikut:

biaya penyaluran adalah ukuran

U = √3 x 20kV x 10,4 x 0,85 x 0,5 x 8,76

penghantar atau konduktor yang

= 1.341,272 kWh

besarnya nilai

digunakan.

investasi dan

Sehingga

dibutuhkan

perlu analisis

perhitungan yang matang agar didapat


menentukan

penggunaan

ukuran 9


penghantar atau kondukor yang tepat, agar didapat nilai investasi yang

optimum

dan

biaya

penyaluran yang ekonomis. b.

Semakin kecil ukuran penghantar, maka semakin kecil pula biaya penyaluran.

c.

Semakin kecil ukuran penghantar, maka jatuh tegangan dan rugi total rata-rata per tahun akan semakin besar.

ISSN : 2086‐9479

DAFTAR PUSTAKA 1. Marsudi,D,”Operasi Sistem Tenaga Listrik”, Graha Ilmu, Yogyakarta

SARAN Saran

yang

dapat

ditulis

yaitu

dalam merencanakan sisten jaringan tenaga

listrik,

hal

yang

sangat

dibutuhkan adalah ketepatan dalam menentukan

asumsi-asumsi

dan

perkiraan yang digunakan. Untuk itu perlu dibuat perkiraan yang matang yang didapat dari teori dan data yang ada, dan juga data hasil monitoring suatu jenis pekerjaan yang sama yang disesuaikan dengan kendalakendala

yang

ada

dilapangan,

sehingga dapat membuahkan hasil yang

sesuai

dengan

tujuan

perencanaan awal dengan hasil yang optimal dan dapat diandalkan.


10

STUDI ANALISA PERENCANAAN INSTALASI DISTRIBUSI

Recommend Documents