Proposal Tugas Akhir D3 ELEKTRO [PDF]

Citation preview

PROPOSAL TUGAS AKHIR



ANALISA DROP TEGANGAN JARINGAN TEGANGAN MENENGAH DI PT. PLN (PERSERO) ULP DOLOKSANGGUL



Diajukan Oleh:



Sarido Maruli Pasu Simanullang NIM: 1605031022



PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2020



LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR



ANALISA DROP TEGANGAN JARINGAN TEGANGAN MENENGAH DI PT PLN (PERSERO) ULP DOLOKSANGGUL



Diajukan Oleh:



Sarido Maruli Pasu Simanullang NIM: 1605031022 Medan, 22 April 2020 Menyetujui: Dosen Pembimbing,



(Drs. Miduk Purba, M.Pd., PhD.) NIP. 19570331 1985031 001 Mengetahui: Ketua Jurusan,



Ketua Program Studi,



(Nobert Sitorus,S.T.,M.T)



(Suparmono,S.T.,M.T.)



NIP. 19620825 198803 1 002



NIP. 19630531 198903 1 002



1.



Latar Belakang Pada zaman yang semakin modern ini kita mengetahui bahwa energi listrik



menjadi sangat penting bahkan hampir di semua proses berjalannya kehidupan manusia. Diakui sebagai Perusahaan Kelas Dunia yang Bertumbuh kembang, Unggul dan terpercaya dengan bertumpu pada Potensi Insani menjadikan PT PLN (Persero) memiliki potensi untuk memajukan kehidupan manusia menjadi lebih baik. Banyak kebutuhan manusia yang semakin bertambah, seperti bertambahnya pemukiman warga dan proses bisnis dikalangan masyarakat seperti tempat wisata, tower provider telepon, industri menengah dan sebagainya. Pemukiman warga tersebut maupun tempat-tempat bisnis



masyarakat



seharusnya memiliki akses kelistrikan yang baik. Dengan bertambahnya kebutuhan akan pasokan listrik tersebut, maka PT PLN (Persero) juga harus menambahkan jaringan listrik menuju ke pemukiman warga dan tempat-tempat bisnis yang semakin bertambah tersebut. Hal-hal tersebut dapat dipengaruhi dengan tercukupinya pasokan dari gardu induk sampai ke gardu distribusi. Gardu induk dan gardu distribusi memiliki saluran listrik yang dinamakan JTM (jaringan Tegangan Menengah) yang mempengaruhi keberlangsungan penyaluran daya tersebut sampai ke setiap warga dan tempat-tempat bisnis. Namun, pada saat jaringan tersebut menyalurkan daya tentunya terdapat drop tegangan yang tidak dapat disepelekan keberadaannya. Untuk itu penulis ingin membahas drop tegangan pada keseluruhan jaringan tegangan menengah untuk mengevaluasi efisiensi jaringan tersebut. 2.



Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam proposal tugas akhir ini yaitu:



2.1



Bagaimana besarnya drop tegangan sepanjang SUTM maupun SKTM antara Gardu Induk cabang Doloksanggul dan Gardu distribusi.



3.



Batasan Masalah



Adapun batasan masalah dalam proposal tugas akhir ini yaitu: 3.1



Hanya membahas drop tegangan JTM area Doloksanggul dan sekitarnya.



3.2



Tidak membahas drop tegangan dari penyulang ke gardu induk dan jaringan tegangan rendah.



4.



Tujuan Tugas Akhir Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui besarnya drop



tegangan pada JTM area Doloksanggul dan sekitarnya serta mengevaluasinya. 5.



Manfaat Tugas Akhir Adapun manfaat tugas akhir ini adalah :



5.1



Sebagai bahan rujukan dari mahasiswa yang membahas hal yang sama



5.2



Sebagai tambahan pengetahuan bagi penulis sendiri



5.3 6.



Kajian Pustaka



Penulis mengangkat judul tersebut dikarenakan ingin mengetetahui lebih tentang seberapa besar rugi-rugi tegangan pada jaringan distribusi tengangan menengah berdasarkan buku – buku keteknikan listrik seperti Distribusi Tenaga Listrik karya Miduk Purba, Buku Sistem Distribusi Daya Listrik karya AS Pabla dan Ir.Abdul Hadi, buku



Peralatan Tegangan Tinggi.Edisi Kedua karya L. Tobing



dan



kemungkinan penulis akan menambah referensi lain apabila dibutuhkan seperti hasil pencarian online. 7.



Landasan Teori A. Lightning Arrester



Gambar a.1 Lightning Arrester



Pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan



alat



ini bersifat sebagai konduktor yang tahanannya



relatif



rendah,sehingga dapat mengalirkan arus yang tinggi ke tanah. Setelah surja hilang,arrester harus dapat dengan cepat kembali menjadi isolasi. Lightning Arrester berfungsi melindungi peralatan listrik pada sistem jaringan terhadap tegangan lebih yang disebabkan petir. Pada pokoknya arrester ini terdiri dari dua unsur, yaitu : 1. Sela api (spark gap) 2. Tahanan kran (valve resistor) Keduanya dihubungkan secara seri.Batas atas dan bawah dari tegangan percikan ditentukan oleh tegangan sistem maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang dilindungi. Seringkali masalah ini dapat dipecahkan hanya dengan menerapkan cara-cara khusus pengaturan tegangan (voltage control) oleh karena itu sebenarnya arrester terdiri dari tiga unsur diantaranya, yaitu : 1. Sela api (spark gap) 2. Tahanan kran (valve resistor) 3. Tahanan katup dan sistem pengaturan atau pembagian tegangan (grading sistem).



Gambar a.2 Penempatan pengaman arester pada gardu distribusi



B. Fuse Cut Out



Gambar b.1 Fuse Cut Out Prinsip Kerja Fuse Cut Out (FCO) : Pada sistem distribusi fuse cut out yang digunakan mempunyai prinsip kerja melebur, apabila dilewati oleh arus yang melebihi batas arus nominalnya. Biasanya Fuse Cut Out dipasang setelah PTS maupun LBS untuk memproteksi feeder dari gangguan hubung singkat dan dipasang seri dengan jaringan yang dilindunginya, Fuse Cut Out juga sering ditemukan pada setiap transformator. Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian yang terlemah di dalam jaringan distribusi. Karena fuse cut out boleh dikatakan hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan dengan besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di dalam kawat tersebut. Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse cut out ini didasarkan pada faktor lumer yang rendah dan harus memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi. Faktor lumer ini ditentukan oleh temperatur bahan tersebut.



Gambar b.2 Bagian-bagian Fuse Cut Out Keterangan : 1. Isolator Porselin 2. Kontak Tembaga (disepuh perak) 3. Alat Pemadam/Pemutus Busur 4. Tutup Yang Dapat dilepas (dari kuningan) 5. Mata kait (dari brons) 6. Tabung pelebur (dari resin) 6. Penggantung (dari kuningan) 7. Klem pemegang (dari baja) 8. Klem terminal (dari kuningan)



C. Transformator



Gambar c.1 Transformator Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah dan menyalurkan energy listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik 1.



Bagian Utama a. Inti besi Berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh



arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current b. Kumparan Transformator Adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan.Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lainlain.Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.



Gambar c.2 Kumparan Transformator c.



Minyak Transformator Sebagian besar kumparan-kumparan dan inti trafo tenaga direndam



dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai isolasi dan media pemindah, sehingga minyak trafo tersebut berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.



d. . Bushing Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yangsekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.



Gambar c.3 Bushing Transformator



e. Tangki Konservator Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator 2.



Peralatan Bantu a. Tap Changer Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk



mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan jaringan /primer yang berubah-ubah. Tap changer yang hanya bisa beroperasi untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator tidak berbeban disebut “Off Load Tap Changer” dan hanya dapat dioperasikan manual.Tap changer yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap transformator, dalam keadaan transformator berbeban disebut “On LoadTap Changer” dan dapat dioperasikan secara manual atau otomatis. b. Alat pernapasan (Dehydrating Breather) Karena pengaruh naik turunnya beban transformator maupun suhu udara luar, maka suhu minyak pun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari tangki, sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan transformator. 3.



Peralatan Proteksi



a. Rele Bucholz Rele bucholz adalah alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas. Gas yang timbul diakibatkan oleh karena : a. Hubung singkat antar lilitan /dalam phasa b. Hubung singkat antar phasa c. Hubung singkat antar phasa ke tanah d. Busur api listrik antar laminasi e. Busur api listrik karena kontak yang kurang baik



b. Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate Alat ini berupa membrane yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki transformator terhadap kenaikan tekanan gas yang timbul di dalam tangki (yang akan pecah pada tekanan tertentu) dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tangki transformator. c. Rele tekanan lebih (Sudden Pressure Relay) Rele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni pengaman terhadap gangguan di dalam transformator. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung menjatuhkan PMT. d. Rele pengaman tangki e. Rele Differensial (Differential Relay) Berfungsi mengamankan transformator dari gangguan di dalam transformator antara lain, Flash Over antara kumparan dengan kumparanatau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dala kumparan ataupun beda kumparan. f. Rele arus lebih (Over current Relay) Berfungsi mengamankan transformator dari arus yang melebihi dari arus yang telah diperkenankan lewat dari transformator tersebut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.



g. Rele hubung tanah (Ground Fault Relay) Berfungsi untuk mengamankan transformator bila terjadi gangguan satu phasa ke tanah.



h. Rele thermis (Thermal Relay) Berfungsi



untuk



mencegah/mengamankan



transformator



dari



kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan



akibat arus lebih.Besarnya yang diukur di dalam rele ini adalah kenaikan temperatur. D. Panel PHB-TR



Gambar d.1 Panel PHB TR PHB TR adalah kependekan dari Perangkat Hubung Bagi Tegangan Rendah, atau istilah lainnya papan bagi. Fungsinya untuk membagi tegangan rendah ke saluran rumah tangga, istilah mudahnya PHB TR adalah terminal pembagi dari trafo pada gardu listrik ke jaringan rumah tangga. Fungsi PHB untuk : -



Mengendalikan sirkuit dilakukan oleh saklar utama



-



Melindungi sirkuit dilakukan oleh fase/pelebur



-



Membagi sirkuit dilakuan oleh pembagian jurusan/kelompok



Menurut kebutuhannya PHB dibedakan menjadi 2 macam yaitu : -



PHB Utama ialah PHB yang menerima aliran tenaga listrik dari sumber melalui saklar utama konsumen dan membagikan tenaga listrik tersebut ke seluruh alat pemakai pada instalasi konsumen.



-



PHB Sub Instalasi atau PHB Cabang ialah PHB dari suatu instalasi untuk mensuplai tenaga listrik kepada satu konsumen dan instalasi tersebut merupakan bagian dari instalasi yang mensuplai konsumen tunggal atau lebih.



Menurut tegangan sumbernya, PHB dibedakan menjadi sesuai dengan tingkat tegangan sistemnya yaitu : PHB tegangan rendah (TR), PHB tegangan menengah (TM) dan PHB tegangan tinggi (TT). -



PHB TR yaitu PHB yang banyak dipasang pada instalasi baik milik PLN maupun milik pelanggan, PHB yang terpasang milik pelanggan, PHB yang terpasang milik PLN biasanya ditempatkan gardu indukdistribusi sisi sekunder trafo distribusi sedangkan PHB yang di pelanggan biasanya terpasang pada dinding atau ruangan tertentu setelah APP ditempat pelanggan tersebut.



-



PHB TM ialah PHB yang terdapat pada pembangkit atau GI sisi TMberbentuk lemari panel (kubikel) tertutup terbuat dari bahan besi atau berbentuk gardu sel terbuka yang dilengkapi peralatan ukur dan pengaman (proteksi).



-



PHB TT adalah PHB yang menggunakan peralatan-peralatan dengankapasitas yang besar dan mempunyai resiko bahaya yang tinggi pula sehingga pemasangan PHB TT ini biasanya ditempat khusus dan terbuka (switch yard) yang dilengkapi rambu-rambu, pagar dan peralatan pengaman yang memadai.



Menurut tipenya PHB di kelompokkan menjadi 2 tipe yaitu tipetertutup dan tipe terbuka. 



PHB dengan tipe tertutup yaitu apabila seluruh komponen PHB beradadisuatu tempat yang tertutup oleh selungkup/pelindung mekanismaupun pelindung elektris.







PHB tipe terbuka yaitu PHB yang semua peralatan atau komponennyaberada diluar dan tampak secara kasar mata dan dilengkapi denganpagar maupun peralatan isolasi huna melindungi dari bahaya mekanisdan elektrisnya.



Gambar d.2 Komponen Utama PHB-TR a. Komponen Utama 1. Saklar Utama. 2. Rel Tembaga atau Rel Jurusan 3. NH-Fuse jurusan. 4. Kabel Naik atau Kabel Jurusan ( bisa berupa NYY atau NYFGBY ) dengan ukuran sesuai dengan kebutuhan 5. Kabel Turun ( Kabel penghubung dari Trafo ke PHB-TR ) dengan ukuran disesuaikan dengan kebutuhan dan Trafo Distribusi yang terpasang. b. Komponen Lain PHB-TR 1. Kerangka / Rak TR 2. Isolator penumpu Rel/Tempat Kedudukan NH Fuse (Hoolder) 3. Sirkuit Pengukuran 4. Alat ukur Ampere & Volt meter 5. Sistem Pembumian 6. Lampu Kontrol / Indikator



E. NH Fuse



Gambar e



NH Fuse



NH FUSE berfungsi untuk mengamankan Trafo Distribusi dari arus lebih yang disebabkan karna hubungan singkat pada jaringan tegangan rendah ( SUTR ) maupun karena beban lebih. F.



Tiang Listrik Tiang listrik untuk SUTM biasanya terdiri dari tiang tunggal, kecuali



untuk gardu tiang memakai tiang ganda.Pemasangan tiang biasanya dipasang di tepi jalan baik jalan raya maupun gang.Pemasangan tiang dapat dikurangi dengan pemakaian sistem saluran bawah tanah pada sistem distribusi.Tiang listrik biasanya berupa pipa makin ke atas makin kecil diameternya, jadi tiang bawah mempunyai diameter besar.Tiang besi berangsur-angsur diganti dengan tiang beton. Perencanaan material dan ukuran tiang listrik ditentukan oleh faktor-faktor mekanis seperti momen, kecepatan angin, kekuatan tanah, besar beban penghantar, kekuatan tiang dan sebagainya. Jenis tiang listrik menurut kegunaanya : 



Tiang awal / akhir







Tiang penyangga







Tiang sudut







Tiang Peregang / tiang tarik







Tiang Topang



G. Cross Arm (Lengan Tiang) Cross Arm dipakai untuk menjaga penghantar dan peralatan yang perlu dipasang diatas tiang. Material Cross Arm terbuat dari besi. Cross Arm dipasang pada tiang. Pemasangan dapat dengan memasang klem-klem, disekrup dengan baut dan mur secara langsung. Pada Cross Arm dipasang baut-baut penyangga isolator dan peralatan lainnya, biasanya Cross Arm ini dibor terlebih dahulu untuk membuat lubang-lubang baut.Dalam bahasa lapangannya pada pln yaitu bracket.



Gambar g Cross Arm H.



Isolator



1. Isolator Tumpu Isolator adalah alat untuk mengisolasi penghantar dari tiang listrik atau Cross Arm (bracket).Jenis-jenis isolator yang digunakan biasanya dipakai untuk SUTM adalah isolator tumpu.



Gambar h.1 Isolator Tumpu 2. Isolator Tarik/Hang Tarik Isolator tarik biasanya dipasang di tiang tarik atau akhir dan isolator tumpu biasanya dipasang pada tiang penyangga.Isolator tarik/hang tarik juga berfungsi pengencang dan penahan kabel.



Gambar h.2



Hang Tarik



I. Kawat Penghantar Kawat penghantar merupakan bahan yang digunakan untuk menghantarkan tenaga listrik pada sistem saluran udara dari Pusat Pembangkit ke PusatPusat Beban , baik langsung menggunakan jaringan distribusi ataupun jaringan transmisi terlebih dahulu. Penghantar SUTM dipasang di udara terbuka dengan tiang penyangga serta lengan-lengan pemegang . kabelkabel yang biasa digunakan adalah :



1) AAAC (All Aluminium Alloy Conductor) 2) ACSR (All Conductor Steel Reinforced) 3) ACAR (All Conductor Alloy Reinforced)



Faktor penyebab Kerugian Tegangan (Drop Voltage) Besarnya kerugian tegangan atau tegangan jatuh (Drop Voltage) yang terjadi pada suatu instalasi listrik, dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: 1. Panjang kabel Penghantar Semakin panjang kabel penghantar yang digunakan, maka semakin besar Kerugian tegangan atau Tegangan jatuh yang terjadi. 2. Besar arus Semakin besar arus listrik yang mengalir pada penghantar, maka semakin besar Kerugian tegangan atau Tegangan jatuh yang terjadi. 3. Tahanan jenis (Rho) Semakin besar tahanan jenis dari materi penghantar yang digunakan, maka semakin



besar



Kerugian



tegangan



atau



Tegangan



jatuh



yang



terjadi



Besar kecilnya tahanan jenis penghantar tergantung pada materi penghantar yang digunakan. 4. Luas Penampang penghantar. Semakin besar ukuran luas penampang penghantar yang digunakan, maka semakin kecil Kerugian tegangan atau Tegangan jatuh yang terjadi. Rumus menghitung Kerugian Tegangan (Drop Voltage) Rumus untuk menghitung besarnya kerugian tegangan atau tegangan jatuh (Drop Voltage) pada instalasi listrik 3 phase.



Vr=



3× ρ × L× I × cos θ A Dengan, Vr



: Tegangan jatuh (Drop Voltage)



ρ



: Tahanan jenis (rho)



L



: Panjang kabel penghantar



I: Besar Arus cos θ : Faktor daya A



: Luas Penampang



8.



Metode Pembuatan Tugas Akhir



8.1



Studi literatur Data dikumpulkan dari buku, website dan literatur yang diperoleh dari perpustakaan dan internet.



8.2



Diskusi Diskusi dilakukan dengan pembimbing lapangan, staff



PT PLN



(Persero) ULP Doloksanggul. 8.3



Observasi lapangan Data diperoleh langsung dengan melakukan pengamatan ke lapangan dan informasi teknik dari pembimbing lapangan.



8.4



Bimbingan Bimbingan dilakukan dengan dosen pembimbing



9.



Jadwal dan Tempat Pembuatan Tugas Akhir Berikut ini rancangan jadwal yang dikerjakan untuk pembuatan tugas akhir:



No 1



Jenis Kegiatan



Bulan Feb



Mar



Apr



Mei



Juni



Juli



Agt



Praktek Kerja Lapangan/ Pengumpulan Data



2



Membuat Analisa



3



Penulisan Laporan Tugas Akhir



4



Pemeriksaan/ Revisi Laporan Tugas Akhir Oleh Dosen



5



Pembimbing Rencana Sidang



Adapun tempat pelaksanaan pembuatan tugas akhir dapat dilakukan di sekitar kampus Politeknik Negeri Medan,dan di tempat tinggal penulis sendiri maupun secara daring (online).



DAFTAR PUSTAKA



L.Tobing,Bonggas. 2012. Peralatan Tegangan Tinggi.Edisi Kedua.Jakarta:Erlangga Purba, Miduk. Distribusi Tenaga Listrik. 2018. Medan:Politeknik Negeri Medan



https://elektronikmedia.blogspot.com/2018/02/rumus-dan-cara-menghitung-rugitegangan.html: Diakses pada 21 april 2020



\



LAMPIRAN-LAMPIRAN