Studi Perencanaan Saluran Kabel Tegangan Menengah [PDF]

Citation preview

Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) Volume 02 No 03, Tahun 2017: Hal. 24-28. e-ISSN: 2502-5562. Open Access at: http://ojs.uho.ac.id/index.php/jfe/ Penerbit : Jurusan Teknik Elektro Universitas Halu Oleo Kendari Sulawesi Tenggara,



Studi Perencanaan Saluran Kabel Tegangan Menengah Pada Jaringan Distribusi Primer (Studi Kasus PT. PLN (PERSERO) Unit Raha) Amirun Bonti Saifu 1, Mansur,ST.,MT2, Sahabuddin Hay,ST.,M.Eng3 1



Jurusan Teknik Elektro, Universitas Halu Oleo, 2 Jurusan Teknik Elektro, Universitas Halu Oleo 3



Jurusan Teknik Elektro, Universitas Halu Oleo



Email Coprespondent Author : [email protected] Abstract — This research aimed to calculate the cable crosssectional area of land that will be used to define technical and land cable installation in this design. This type of research is using survey method aimed to review research to determine the location of the route to be traveled medium voltage cable channels. Based on the results of research and calculation to determine the cross sectional area of the conductor to be used, in this design the cable to be used for Feeder City Cable NYFGBY 3 x 70 mm2, for Feeder Waara Cable NYFGBY 3 x 70 mm2, for Feeder Tampo Cable NYFGBY 3 x 300 mm2, for Konawe Feeder cables NYFGBY 3 x 240 mm2 and for Lawa Feeder cables NYFGBY 3 x 500 mm2. Mechanical installation of the cable to be used in the planning of the plant directly below the soil surface to a depth of at least 80 cm, width of the top of at least 40 cm and the bottom of at least 30 cm where the cable is installed and then covered sand then coated with land and then covered with gravel. For crossing the street, the cable is inserted into the PVC pipe with a diameter of 10 cm. Keyword —Feeder, Primary Distribution Network, a cable channel Soil, medium voltage cables (SKTM) and Cable NYFGbY Abstrak — Penelitian ini bertujuan untuk menghitung luas penampang kabel tanah yang akan digunakan dan ntuk menentukan teknik pemasangan kabel tanah pada perencanaan ini. Jenis penelitian ini adalah penelitian dengan Metode Survey yang bertujuan untuk meninjau lokasi penelitian guna menentukan rute yang akan dilalui saluran kabel tegangan menengah. Berdasarkan hasil penelitian dan hasil perhitungan menentukan luas penampang penghantar yang akan digunakan, maka pada perencanaan ini kabel yang akan digunakan adalah untuk Feeder Kota menggunakan kabel NYFGbY 3 x 70 mm2, untuk Feeder Waara menggunakan kabel NYFGbY 3 x 70 mm2, untuk Feeder Tampo menggunakan kabel NYFGbY 3 x 300 mm2, untuk Feeder Konawe menggunakan kabel NYFGbY 3 x 240 mm2 dan untuk Feeder Lawa menggunakan kabel NYFGbY 3 x 500 mm2. Teknik pemasangan kabel yang akan digunakan pada perencanaan ini yaitu tanam langsung dibawah permukaan tanah dengan kedalaman minimal 80 cm, lebar bagian atas minimal 40 cm dan bagian bawah minimal 30 cm dimana setelah kabel terpasang kemudian ditutup pasir kemudian dipadatkan dengan tanah dan setelah itu ditutup dengan batu. Untuk penyeberangan jalan, kabel dimasukan kedalam pipa PVC berdiameter 10 cm.



I. PENDAHULUAN Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) PT. PLN (Persero) Rayon Raha merupakan salah satu perusahaan negara yang bertanggung jawab dalam penyediaan layanan ketenagalistrikan di Kabupaten Muna. PT PLN Rayon Raha sampai saat ini dalam pemenuhan dan penyaluran tenaga listrik kepada konsumen menggunakan jaringan distribusi yang melalui saluran udara. Dengan melihat perkembangan Kabupaten Muna semakin hari semakin berkembang dan pembangunan yang setiap tahunnya mengalami peningkatan, sehingga jaringan distribusi yang melalui saluran udara sudah tidak menimbulkan estetika yang baik. Banyaknya gedunggedung dan lahan yang padat akan bangunan mengakibatkan sudah tidak memungkinkannya lagi didirikan jaringan distribusi melalui saluran udara, sehingga orang berusaha mencari solusi bagaimana menciptakan estetika kota yaitu dengan merencanakan jaringan distribusi kabel bawah tanah atau saluran kabel tegangan menengah. Dengan perencanaan tersebut bisa menciptakan suatu suasana kota yang estetika, karena dengan saluran kabel tegangan menengah atau kabel bawah tanah sudah tidak mengganggu lagi pandangan dan memiliki keandalan di bandingkan jaringan distribusi melalui udara. Melihat masalah yang di hadapi PLN Rayon Raha saat ini dalam hal penyaluran tenaga listrik ke konsumen melalui jaringan saluran udara sering mengalami gangguan yang disebabkan oleh pohon dan binatang yang menempel pada isolator misalnya kelelawar sehingga jaringan distribusi melalui saluran udara kurang baik dan kurang efektif serta kurang handal lagi dalam pemenuhan akan kebutuhan tenaga listrik di Kabupaten Muna. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung luas penampang kabel tanah yang akan digunakan dan untuk menentukan teknik pemasangan kabel tanah pada perencanaan ini.



Kata kunci — Feeder, Jaringan Distribusi Primer, Kabel Tanah, Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dan Kabel NYFGbY



1



Saifu et al. IJCCSISSN



II. TINJAUAN PUSTAKA A. Jaringan Pada Sistem Distribusi Primer Jaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20 kV) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran penghubung (Tie Line), Jaringan Lingkaran (Loop), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster. 1. Jaringan Radial Sistem distribusi dengan pola Radial adalah sistem distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial. Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton atau diletakan diatas tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan lebih murah dibanding dengan sistem yang lain. Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada diujung saluran. 2. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) Sistem distribusi Tie Line digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lain-lain). Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulang terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke penyulang lain. 3. Jaringan Lingkar (Loop) Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop) dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian tingkat keandalannya relatif lebih baik. 4. Jaringan Spindel Sistem Spindel adalah suatu pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubung (GH). Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah



(JTM) yang menggunakan kabel tanah/saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan menengah (TM). 5. Sistem Gugus atau Sistem Kluster Konfigurasi Gugus banyak digunakan untuk kota besar yang mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat. Saklar Pemutus Beban, dan penyulang cadangan. Dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi suplai kekonsumen.[1] B. Kabel Tanah 1. Klasifikasi Kabel Tenaga Untuk penyaluran tenaga listrik dibawah tanah digunakan kabel tenaga (power cable). Jenis kabel tenaga banyak sekali, namun demikian dapat diklasifikasikan menurut kelompok-kelompok berikut: a. Jumlah inti (core) kabel Kabel tanah berinti tunggal (single core cable), pada dasarnya kabel ini dapat dipakai untuk segala tegangan yang umumnya adalah tegangan tinggi., Kabel tanah berinti tiga (tree core cable). Kabel tanah ini terbatas pada tegangan 150 KV yang disebabkan oleh terbatasnya dimensi kabel, terutama sekali untuk keperluan transportasi dan pemasangan. Gambar 1 menunjukkan kabel berinti tunggal dan kabel berinti tiga.



Gambar 1. Kabel berinti tunggal dan kabel berinti tiga.



b. Bentuk penampang inti pada konduktor Pejal (Untuk ukuran kecil yang digunakan pada tegangan menengah dan tegangan rendah). Bentuk penampang pejal ada dua macam, yaitu: pejal bulat dan pejal segitiga. Gambar 2 menunjukkan kabel penampang pejal bulat dan pejal segi tiga



Gambar 2. kabel penampang pejal bulat dan pejal segi tiga



Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) Volume xx No xx, Tahun xxxx



2



Saifu et al. IJCCSISSN



Pilin (stranded): Untuk ukuran konduktor besar. Gambar 3 menunjukan Inti Pilin Bulat dan Inti Pilin segitiga



Gambar .3 Inti Pilin Bulat dan Inti Pilin segitiga



Berongga: Terutama untuk tempat minyak pendingin dan dipakai pada kapasitas penyaluran yang besar. Ada yang berongga satu dan ada yang berongga banyak. Gambar 4 menunjukkan kabel dengan inti penghantar berongga (berongga banyak dan satu)



Gambar 4 Kabel dengan inti penghantar berongga (berongga banyak dan satu)[2]



c. Kabel NYFGBY Kabel NYFGBY yaitu jenis kabel dengan inti tembaga yang menggunakan isolasi PVC,dengan pelindung bagian dalam PVC yang dilengkapi kawat baja datar dan pita dengan pelindung terluar PVC.spesifikasi ukuran tegangan tegangan berkisar antara 600/1000 V. Gambar 5 menunjukkan kabel NYFGBY. Tabel I menunjukkan penjelasan kode huruf kabel NYFGBY.



2. Klasifikasi Kabel Tanah Untuk Tegangan Menengah Kelompok menurut kulit pelindungnya ( armor ) a. Kabel bersarang timah hitam ( lead sheathed ) b. Kabel berkulit pita baja ( steel tape armored ) c. Kabel berkulit kawat baja ( steel wire armored ) d. Kabel berkulit kawat tembaga ( copper wire armored ) e. Kabel berkulit baja tahan karat ( stainless wire armored ) f. Kabel berkulit kawat aluminium ( aluminium wire armored ) Kelompok menurut kontruksi : a. Kabel plastik dan karet b. Kabel padat c. Kabel jenis datar ( flat – type ) d. Kabel minyak ( oil – filled ) e. Kabel pipa ( pipe – type, misalnya berisi gas, minyak ) Menurut jumlah dan susunan hantarannya, kabel bawah tanah meliputi : a. Kabel hantaran tunggal (single – core cable) b. Kabel tiga hantaran (three – core cable) c. Kabel sektoral (sector cable) d. Kabel dengan netral konsentris Kelompok menurut pemasangannya a. Kabel tanah ( underground ) b. Kabel udara ( areal cable ) c. Kabel laut ( submarine )[4] III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian



TABEL I PENJELASAN KODE HURUF KABEL NYFGBY



Pembuatan tugas akhir ini tentang studi perencanaan Saluran Kabel Tegangan Menengah di Kabupaten Muna dilaksanakan dari bulan Desember 2015 – Januari 2016 di Kabupaten Muna pada 5 feeder yaitu Feeder Kota, Feeder Waara, Feeder Tampo, Feder Konawe dan Feeder Lawa.



Huruf kode



B. Jenis Data yang Dibutuhkan



Gambar 5. Kabel NYFGBY



Komponen



N



Kabel jenis standart dengan penghantar tembaga



Y



Isolator PVC



F



Penghantar halus dipintal bulat



G



Penghantar halus dipintal bulat



B



Pipa baja



Y



Selubung PVC (Polyvinyl Chloride) untuk kabel luar



Klasifikasi inti kabel : 1. Dua-inti : biru muda-hitam 2. Tiga-inti : Biru muda-kuning-hitam 3. Empat-inti : biru muda-merah-kuning-hitam 4. Lima-inti: hijau/kuning-biru muda-merah-kuning-hitam[3]



Adapun jenis data yang diperlukan dalam perencanaan ini adalah data kapasitas trafo, data beban yang dilayani pada msing-masing fedeer dan data single line diagram untuk sistem distribusi jaringan Kabupaten Muna yang didapat melalui PT.PLN (Persero) Unit Raha. IV. PEMBAHASAN DAN PERENCANAAN A. Penentuan Luas Penampang Penghantar Pemilihan jenis penghantar dan luas penampang sangatlah penting dalam hal penyaluran daya. Oleh karena itu dalam perencanaan ini pemilihan luas penampang panghantar dilakukan dengan perhitungan matematis agar luas penampang penghantar yang akan dipakai sesuai dengan kebutuhan dan kapasitas beban. Bila daya listrik sebesar P = V I disalurkan lewat penghantar dengan tegngan V, maka arus listrik yang mengalir ditentukan oleh persamaan 1.



Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) Volume xx No xx, Tahun xxxx



3



Saifu et al. IJCCSISSN



Resistansi perinti kabel (1) Penurunan yang diizinkan pada tegangan jaringan ditunjukkan pada persamaan 2. (2) Penurunan ekivalen pada tegangan fasanya ditunjukkan pada persamaan 3.



Sehingga luas penampang



(3)



Resistansi piranti kabel ditunjukkan pada persamaan 4.



(4) Sehingga luas penampang ditunjukkan pada persamaan 5.



(5) Dimana : A = Luas penampang (mm2) ρ = Tahanan jenis penghantar = 1,72 x 10-8 (Ω.mm2/m) L = Panjang saluran (meter) I = Arus (Ampere) R = Resistansi (Ω) Adapun perhitungan luas penampang penghantar untuk Feeder sebagai berikut Feeder Kota dengan Panjang Saluran 25.050 Meter, Beban 3100 KVA, VL-L 20000 KV



B. Konstruksi Tanam Langsung SKTM Tanam Langsung Dihalaman Rumput / Taman / Tanah Biasa ditunjukkan pada tabel II. TABEL II DIMENSI GALIAN TAMAN/TANAH BIASA Jumlah kabel Lebar (Cm) Kedalaman (Cm) 1 40 80 2 50 80 3 60 80 4 80 80 5 60 90 6 60 90 7 80 100 Tanam Langsung Dibawah Trotoar atau Jalan Lingkungan ditunjukkan pada tabel III. TABEL III DIMENSI GALIAN TAMAN/TANAH BIASA



Penurunan ekuivalen pada tegangan fasanya



Jumlah Kabel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) Volume xx No xx, Tahun xxxx



Lebar (Cm) 40 50 60 80 60 60 80 80 100 100



Kedalaman (Cm) 150 150 150 150 170 170 170 170 170 170



4



Saifu et al. IJCCSISSN



V. KESIMPULAN Dari hasil analisa pada bab sebelumnya, maka dapat diambil beberapakesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil perhitungan menentukan luas penampang penghantar yang akan digunakan, maka pada perencanaan ini kabel yang akan digunakan adalah untuk Feeder Kota menggunakan kabel NYFGbY 3 x 70 mm2, untuk Feeder Waara menggunakan kabel NYFGbY 3 x 70 mm2, untuk Feeder Tampo menggunakan kabel NYFGbY 3 x 300 mm2, untuk Feeder Konawe menggunakan kabel NYFGbY 3 x 240 mm2 dan untuk Feeder Lawa menggunakan kabel NYFGbY 3 x 500 mm2. 2. Teknik pemasangan kabel yang akan digunakan pada perencanaan ini yaitu tanam langsung dibawah permukaan tanah dengan kedalaman minimal 80 Cm,lebar bagian atas minimal 40 cm dan bagian bawah minimal 30 cm dimana setelah kabel terpasang kemudian ditutup pasir kemudian dipadatkan dengan tanah dan setelah itu ditutup dengan batu. Untuk penyeberangan jalan, kabel dimasukan kedalam pipa PVC berdiameter 10 cm. Perencanaan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) di Kabupaten Muna diharapkan dapat menjadi acuan dalam



mengambil keputusan tentang penggunaaan SKTM atau kabel bawah tanah untuk distribusi tenaga listrik.



UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih saya ucapkan kepada Bapak Mansur, ST.,MT dan Bapak Sahabuddin Hay, ST.,M.Eng selaku Pembimbing I dan Pembimbing II atas bimbingan dan motivasinya sampai penelitian ini terselesaikan.



DAFTAR ACUAN [1] Janis. Vinny, ―Perencanaan Sistem Distribusi 20 KV Siau Tahun 2020,‖ e-Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, Manado 2013. [2] Asy’ari. Hasiym,‖ Proteksi Kabel Saluran Bawah Tanah 150 kV dari GI Jajar ke GIS Mangkunegaran,‖ Jurnal Teknik Elektro Dan Komputer Emitor Vol. 3, No. 1, Maret 2003. [3] Suswanto, ―Daman.Jaringan Distribusi Bawah Tanah,‖ Padang 2009. [4] PT.PLN (PERSERO), ―Pusat Pendidikan dan Pelatihan Kabel Tegangan Menengah 20 KV,‖. Jakarta Selatan 2014.



Jurnal Fokus Elektroda : Energi Listrik, Telekomunikasi, Komputer, Elektronika dan Kendali) Volume xx No xx, Tahun xxxx



5