BAB III JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA DISTRIBUSI PRIMER
Dalam perencanan sistem distribusi seringkali dibantu dengan melakukan pendekatan umum untuk menyederhanakan asumsi tersebut dalam mengembangkan
konsep dasar yang kurang jelas dalam kasus-kasus tertentu. Pada penelitian umum, beban pada penyulang diasumsikan seragam dan bentuk geometris teratur, seperti
segitiga atau persegi panjang. Sedangkan pada penelitian umumnya tidak langsung dapat diaplikasikan untuk
masalah tertentu, misalnya beban-beban dasar untuk persen susut tegangan, kerapatan beban, sistem tegangan dan ukuran area feeder distribusi dan bentuk.
Tegangan adalah suatu besaran listrik yang dipasok dari Pembangkit Tenaga Listrik ke beban melalui gardu induk atau gardu distribusi yang perlu mendapat
perhatian dari pihak pemasok tenaga listrik karena peralatan-peralatan listrik yang dipakai pelanggan telah didesain pabrikan sesuai dengan tegangan yang telah
distandarkan oleh suatu negara. Penurunan tegangan atau kenaikan tegangan sangat berpengaruh pada peralatan-peralatan listrik karena dapat menimbulkan panas
berlebih bahkan merusak peralatan listrik tersebut. Jadi kestabilan tegangan yang disuplai sistem tenaga listrik harus dipertahankan. Sesuai SNI Tahun 2000, bahwa
kenaikan tegangan di Indonesia yang diijinkan + 5 dan penurunan tegangan yang diijinkan 10 , artinya kalau tegangan standar 220 Volt, kenaikan tegangan diijinkan
sebesar 11 Volt menjadi 220 + 5 x 220=Volt 231 Volt dan turunnya tegangan yang diijinkan 22 Volt sehingga menjadi 220- 10 x 220 Volt= 198 Volt.
3.1 Dasar Perhitungan Susut Non-Teknis
Universitas Sumatera Utara
Jatuh tegangan dihitung dengan rumus sbb: Jatuh tegangan =
x I x l x R Cos θ + jX Sin θ
I : Arus ampere θ : Sudut phasa antara Arus dan Tegangan.
R : Tahanan Jaringan ohm X : Reaktansi Jaringan ohm
l : panjang saluran kms Rumus ini diperluas untuk menentukan besarnya faktor jatuh tegangan jika
diketahui tegangan, phase, ukuran penghantar dan faktor daya jika beban kW dan panjang jaringan km diketahui.
Faktor daya adalah perbandingan antara daya nyata dalam satuan watt dan daya reaktif dalam satuan Volt Ampere Reaktif VAR dari daya yang disalurkan
oleh pusat-pusat pembangkit ke beban. Nilai faktor daya ini mempengaruhi jumlah arus yang mengalir pada saluran untuk suatu beban yang sama. Faktor daya salah
satunya disebabkan oleh penggunaan peralatan pada pelanggan yang menyimpang dari syarat-syarat penyambungan yang telah di tetapkan, dapat mengakibatkan
pengaruh balik terhadap saluran, antara lain faktor daya yang rendah dan ketidak seimbangan beban.
Impedansi beban bersifat induktif, vektor arus I terbelakang dari vektor tegangan V, kondisi tersebut disebut faktor daya tertinggal lagging power factor,
seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.1. Sedangkan untuk impedansi beban yang bersifat kapasitif, vektor arus I mendahului vektor tegangan V, keadaan tersebut
Universitas Sumatera Utara
dinamakan faktor daya mendahului leading power factor, seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.2.
V
I
IZ
V
I φ
Gambar 3.1 Faktor Daya Tertinggal
Gambar 3.2 Faktor Daya Mendahului.
Universitas Sumatera Utara
3.2 Rugi-rugi Sistem Distribusi
3.2.1 Rugi-rugi Transformator
3.2.2 Rugi-rugi Jaringan
3.2.2.1 Impedansi Saluran
R + jXL = merupakan impedansi saluran
Gambar 3.3 Vektor Diagram
Pada Gambar 3.3 dapat diperhatikan bahwa persamaan tegangan yang mendasari diagram vektor tersebut adalah :
Vs = VR + I R cos φ + I X sin φ
Karena faktor I R cos φ + I X sin φ pada Gambar 3.3. sama dengan I Z,
maka persamaan menjadi : Vs = VR + IZ atau Vs - VR = I Z , sehingga:
∆V = I R cos φ + X sin φ = I Z Besarnya impedansi seluruh saluran dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan : Z =
Universitas Sumatera Utara
Jadi untuk menentukan besarnya impedansi harus diketahui harga resistansi, reaktansi dan faktor daya saluran.
3.2.2.2 Jatuh Tegangan
Gambar 3.4 Diagram saluran distribusi tenaga listrik
Dimana: = tegangan sumber Volt
= tegangan pada sisi penerima Volt R
= resistansi saluran Ω
X = reaktansi saluran
Ω = Impedansi saluran
Ω = resistansi beban
Ω = reaktansi beban
Ω = impedansi beban
Ω I
= arus beban A ∆V = susut tegangan volt
Universitas Sumatera Utara
Dari rangkaian yang ditunjukkan dalam Gambar 3.4, diperoleh :
I = atau = I
+ I = I
adalah susut tegangan sepanjang atau tegangan beban, dan I
adalah susut tegangan sepanjang atau
∆V. Bila penyaluran distribusi dengan keadaan beban tidak merata seperti gambar
di bawah ini:
Beban berada pada titik B,C,D dan E, dan I
B
,I
C
,I
D
dan I
E
adalah arus yang mengalir pada beban.1
Arus dititik E adalah : I
E
= I
E
cos φ – j sin φ Ampere
Jadi arus yang mengalir pada bagian DE : I
DE
= I
E
. X
E
– j I
E
. Y
E
Ampere
e
re Dengan menggunakan hukum kirchoff pertama pada titik D, arus yang mengalir pada
bagian CD sebesar : I
CD
= I
E
+ I
D
= I
E
. X
E
– j I
E
. Y
E
+ I
D
. X
D
– j I
D
. Y
D
Amper Sehingga arus yang mengalir pada bagian BC :
I
BC
= I
E
+ I
D
+ I
C
= I
E
. X
E
– j I
E
. Y
E
+ I
D
. X
D
– j I
D
. Y
D
+ I
C
. X
C
– j I
C
. Y
C
Ampe
Universitas Sumatera Utara
Dan arus pada bagian AB : I
AB
= I
E
+ I
D
+ I
C
+ I
B
= I
E
. X
E
– j I
E
. Y
E
+ I
D
. X
D
– j I
D
. Y
D
+ I
C
– j I
C
. Y
C
+ I
B
. X
B
– j I
B
. Y
B
Ampere Impedansi masing-masing bagian :
Z = R + jX Ωkm
Bila tegangan dititik E diambil sebagai referensi maka : Jatuh tegangan di DE = I
DE
. Z
DE
volt V
D
= V
E
+ jatuh tegangan di DE Jatuh tegangan di CD = I
CD
. Z
CD
volt V
C
= V
D
+ jatuh tegangan di CD Jatuh tegangan di BC = I
BC
. Z
BC
volt V
B
= V
C
+ jatuh tegangan di BC Jatuh tegangan di AB = I
AB
. Z
AB
volt V
A
= V
B
+ jatuh tegangan di AB Maka prosentase rugi tegangan :
AV = 100
D D
A
V V
V
Untuk rugi-rugi teknis dalam hubungan kWH adalah : Rugi-rugi teknis =
oduksi Jual
oduksi
kWh kWh
kWh
Pr Pr
100
kWh produksi = .V.1.Cos
φ
1
.T kWh jual
= . V –
I . cos φ
2
. T V
= tegangan mula-mula KVV
Universitas Sumatera Utara
VD = jatuh tegangan KVV
I = Arus yang mengalir A
Cos φ
1
= power factor mula-mula Cos
φ
2
= power factor pada pelanggan T
= waktu hours
3.3 Rugi-rugi
Adanya sesuatu yang hilang selama proses pendistribusian yang melalui jaringan akan mengurangi efisiensi dari sistem tersebut. Ini bisa terjadi karena
adanya gesekan-gesekan mekanis, rugi-rugi pada transformator maupun oleh faktor cuaca yang menyebabkan adanya arus bocor pada kabel-kabel saluran distribusi.
Secara umum rugi-rugi pada feeder dengan beban yang merata dapat dihitung dengan rumus berikut ini:
P
t
= I
2
R Untuk susut non teknisnya dapat diambil selisih dari susut global dan susut teknis.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV ANALISIS JATUH TEGANGAN DAN RUGI-RUGI PADA PENYULANG
DENGAN MENGGUNAKAN ETAP
Pada penyaluran daya listrik pasti akan terjadi penyusutan tegangan pada saluran. Faktor penyusutan tegangan pada saluran antara lain disebabkan oleh
resistansi saluran, luas penampang, panjang saluran, besarnya arus yang mengalir pada saluran serta faktor daya yang dipengaruhi oleh beban induktif, kapasitif dan
resistif. Selain itu nilai impedansi juga mempengaruhi besarnya susut tegangan yang tejadi pada penyulang dimana impedansi dipengaruhi oleh nilai resistansi saluran dan
reaktansi saluran. Seperti telah kita ketahui bahwa suatu sistem tenaga listrik terdiri dari: pusat
pembangkit listrik, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban. pada saat sistem tersebut beroperasi, maka pada sub-sistem transmisi akan terjadi rugi-rugi daya. Jika
tegangan transmisi adalah arus bolak-balik alternating current, AC 3 fase, maka besarnya rugi-rugi daya tersebut adalah:
.....watt Dimana:
I = arus jala-jala transmisi ampere R = Tahanan kawat transmisi perfasa ohm
Universitas Sumatera Utara
Kategori