Study Perbaikan Faktor Daya Pada Sistem Radial 20 Kv Analisis Menggunakan Etap

STUDY PERBAIKAN FAKTOR DAYA PADA SISTEM RADIAL 20 KV
ANALISIS MENGGUNAKAN ETAP

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
pendidikan sarjana ( S-1 ) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh :
FAREL
NIM : 080422014

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Study Perbaikan Faktor Daya Pada Sistem Radial 20 Kv Analisis
Menggunakan Etap

Disusun Oleh:
Farel
080422014

DISETUJUI DAN DISAHKAN
OLEH :
PEMBIMBING TUGAS AKHIR

Ir. Syarifuddin Siregar
NIP: 19461208 197603 1 002

DIKETAHUI OLEH :
KETUA DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK USU

Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si
NIP: 19540531 198601 1 002

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji syukur serta hormat kepada Tuhan Yang Maha Esa sumber segala
pengetahuan yang telah memberikan hikmat, kekuatan, kebijaksanaan, serta
bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir (TA) ini dengan
baik dan tepat waktunya.
Tugas Akhir ini di susun sebagai salah satu syarat menyelesaikan program
S-1 Jurusan Departemen Teknik Elektro di Universitas Sumatera Utara. Dalam
penulisan Tugas Akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan baik moril
maupun material dari berbagai pihak. Dan pada kesempatan ini perkenankanlah
penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua Orangtua tercinta atas segala kasih sayang, pengorbanan, dukungan
doa dan materi yang telah diberikan.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Rachmad Fauzi ST,MT selaku Sekretaris Departemen Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. Syarifuddin Siregar selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
5. Bapak R. Sugih Arto Yusuf selaku Dosen Wali penulis.
6. Seluruh Staf dan Karyawan yang bekerja di PT. PLN ranting 50 kota.
Payakumbuh SUMBAR.
7. Abang, Kakak, dan Adik yang telah memberikan masukan selama Tugas
Akhir.

Universitas Sumatera Utara

8. Seluruh Bapak/Ibu Dosen yang telah mengajar dan mendidik penulis
selama ini.
9. Seluruh Staf dan Karyawan Departemen Teknik Elektro USU.
10. Teman-teman seperjuangan : Andi Purba Siboro, bobi, Tinsona Saragi,
Yesi Florenta Ginting, Eka duma, Okta, Parisro, kak Ertina Barus, Pesal,
seluruh teman-teman sekelas yang memberikan masukan dan semangat
kepada penulis.
11. Buat kekasih tercinta Irna hafsari terima kasih atas support, doa dan
materil yang telah diberikan selama ini.
Penulis tetap menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum begitu sempurna baik
dari segi materi, pengolahan maupun penyajian. Oleh karena itu, saran dan kritik
yang membangun selalu penulis harapkan. Kiranya Tuhan selalu memberikan
karuniaNya kepada kita semua. Akhir kata, penulis berharap semoga Tugas Akhir
ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan bagi yang memerlukannya.
Medan,

Juli 2011

Hormat Saya,

Farel
080422014

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ........................................................................................................ i
Daftar Isi................................................................................................................. iii
Daftar Gambar ....................................................................................................... vi
Daftar Tabel .......................................................................................................... vii
Daftar Lampiran ................................................................................................... vii
ABSTRAK ............................................................................................................. ix
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1. 2 Rumusan Masalah ........................................................................................ 2
1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ............................................................................................ 3
1.5 Metodologi Penulisan .................................................................................... 3
1.6 Sistematika Penulisan .................................................................................... 4
BAB II ..................................................................................................................... 6
JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK .................................................... 6
2.1

Umum ....................................................................................................... 6

2.2 Sistem Jaringan Distribusi ............................................................................. 7
2.3 Sistem Distribusi Primer ............................................................................ 7
2.3.1 Jaringan Radial ....................................................................................... 8
2.3.2 Jaringan Lingkar (Loop) ....................................................................... 10
2.3.3 Jaringan Spindel .................................................................................... 10

Universitas Sumatera Utara

2.3.4 Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line) ........................................... 12
2.4 Sistem Distribusi Sekunder...................................................................... 13
2.5 Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya ................................................ 14
2.5.1 Faktor daya ........................................................................................... 16
2.5.2 Perbaikan Faktor daya .......................................................................... 17
2.5.3 Voltage Drop......................................................................................... 19
2.5.4 Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor .. 20
2.5.5 Keandalan dan kelemahan tempat pemasangan kapasitor .................... 21
2.5.6 Rating Kapasitor ................................................................................... 21
BAB III ................................................................................................................. 23
SETTING PARAMETER DAN PERALATAN DISTRIBUSI
MENGGUNAKAN ETAP 4.0.0.C ....................................................................... 23
3.1 Umum .......................................................................................................... 23
3.2 Metode Aliran Daya Menggunakan ETAP 4.0.0C...................................... 25
3.3 Prinsip Dasar Pengoperasian ETAP 4.0.0C ................................................ 26
3.4 Setting Parameter Jaringan Dan Peralatan Distribusi .................................. 28
3.4.1 Bus ....................................................................................................... 28
3.4.2 (Transmission Line) Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) ..... 29
3.4.3 (Load) Beban ........................................................................................ 30
3.4.4. Trafo (avr) ............................................................................................ 32
3.4.6 Kapasitor ............................................................................................... 34
3.4.7 Circuit Breaker ...................................................................................... 35
BAB IV ................................................................................................................. 37

Universitas Sumatera Utara

ANALISA PEMASANGAN KAPASITOR SHUNT PADA FEEDER
DANGUNG-DANGUNG MENGGUNAKAN .................................................... 37
ETAP POWER STATION 4.0.0 C ....................................................................... 37
4.1 Umum .......................................................................................................... 37
4.2 Load flow report GH limbanang sebelum dipasang kapasitor menggunakan
ETAP ................................................................................................................. 39
4.3 Perhitungan Menentukan Nilai Kapasitor Bank .......................................... 47
4.4 Load flow report GH limbanang setelah dipasang kapasitor menggunakan
ETAP ................................................................................................................. 48
BAB V................................................................................................................... 56
KESIMPULAN ..................................................................................................... 56
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 56

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik ................ 7
Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Radial .............................................................. 9
Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Loop ............................................................... 10
Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Spindel ........................................................... 11
Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung.................................... 12
Gambar 2.6 Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah ........................ 13
Gambar 2.7 Segitiga daya .................................................................................... 15
Gambar 2.8 Komponen daya aktif, daya reaktif dan daya semu ......................... 16
Gambar 3.1 Flowchart studi aliran daya menggunakan ETAP 4.0.0C ................ 22
Gambar 3.2 One-line diagram pada ETAP 4.0.0C................................................ 24
Gambar 3.3 Data Bus pada program ETAP 4.0.0C ............................................. 25
Gambar 3.4 Data jaringan pada program ETAP 4.0.0C ...................................... 26
Gambar 3.5 Data beban pada program ETAP 4.0.0C .......................................... 28
Gambar 3.6 Data Sumber pada program ETAP 4.0.0C ....................................... 30
Gambar 3.7 Data transformator pada program ETAP 4.0.0C .............................. 30
Gambar 3.8 Data rating transformator pada program ETAP 4.0.0C ................... 31
Gambar 3.8 Data kapasitor pada program ETAP 4.0.0C ..................................... 33

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Keandalan dan Kelemahan tempat pemasangan kapasitor

19

Tabel 2.2 Rating Kapasitor yang umum

20

Tabel 3.1 Data-data transmisi pada jaringan distribusi

26

Tabel 3.2 Data-data AVR pada jaringan distribusi

31

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Sistem 20 Kv dari GI Payakumbuh ke GH Limbanang GH
Pangkalan
Lampiran 2 Sistem 20 Kv dari GI Payakumbuh ke GH Limbanang
Lampiran 3 Sistem 20 Kv Feeder Dangung-dangung
Lampiran 4 Sistem 20 Kv Feeder Anding
Lampiran 4 Sistem 20 Kv Feeder Suliki

Universitas Sumatera Utara

Abstrak

Sistem tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang
kemudian disalurkan melalui saluran transmisi dan kemudian di salurkan ke
distribusi. Secara umum saluran distribusi terdiri dari komponen-komponen
jaringan distribusi, adalah Gardu Distribusi (suatu sistem dengan peralatan utama
trafo untuk menurunkan tegangan), Jaringan Distribusi Primer (suatu jaringan
dengan sistem 20 Kv), jaringan Distribusi sekunder (suatu jaringan dengan sistem
tegangan 230 V, 400 V). Pada kesempatan ini penulis mencoba untuk
memperjelas pentingnya pengaruh pemasangan kapasitor pada saluran distribusi
dalam hal ini adalah struktur jaringan distribusi radial. Dalam penyaluran listrik
tegangan tinggi ini, mulai dari pusat pembangkit akan terjadi rugi-rugi pada
saluran transmisi dan saluran distribusi hingga ke gardu induk (substation) akan
terjadi drop tegangan (tegangan jatuh), Oleh karena itu digunakan salah satu cara
untuk mengatasi hal tersebut yaitu menggunakan kapasitor bank dalam
mengoptimalkan tegangan yang dikirimkan dari pusat pembangkit. Yang mana
dalam menganalisisnya dapat digunakan program ETAP Power station 4.0,
sehingga dapat diamati perubahan tegangan dengan memakai kapasitor bank.

Universitas Sumatera Utara

Abstrak

Sistem tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang
kemudian disalurkan melalui saluran transmisi dan kemudian di salurkan ke
distribusi. Secara umum saluran distribusi terdiri dari komponen-komponen
jaringan distribusi, adalah Gardu Distribusi (suatu sistem dengan peralatan utama
trafo untuk menurunkan tegangan), Jaringan Distribusi Primer (suatu jaringan
dengan sistem 20 Kv), jaringan Distribusi sekunder (suatu jaringan dengan sistem
tegangan 230 V, 400 V). Pada kesempatan ini penulis mencoba untuk
memperjelas pentingnya pengaruh pemasangan kapasitor pada saluran distribusi
dalam hal ini adalah struktur jaringan distribusi radial. Dalam penyaluran listrik
tegangan tinggi ini, mulai dari pusat pembangkit akan terjadi rugi-rugi pada
saluran transmisi dan saluran distribusi hingga ke gardu induk (substation) akan
terjadi drop tegangan (tegangan jatuh), Oleh karena itu digunakan salah satu cara
untuk mengatasi hal tersebut yaitu menggunakan kapasitor bank dalam
mengoptimalkan tegangan yang dikirimkan dari pusat pembangkit. Yang mana
dalam menganalisisnya dapat digunakan program ETAP Power station 4.0,
sehingga dapat diamati perubahan tegangan dengan memakai kapasitor bank.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit kepada konsumen
diperlukan suatu jaringan tenaga listrik. Sistem jaringan ini terdiri dari jaringan
transmisi (Sistem Tegangan Extra Tinggi Dan Tegangan Tinggi) dan jaringan
distribusi (Sistem Tegangan Menengah Dan Tegangan Rendah). Dalam sistem
distribusi pokok permasalahan tegangan muncul karena konsumen memakai
peralatan dengan tegangan yang besarnya sudah ditentukan. Jika tegangan sistem
terlalu tinggi/rendah sehingga melawati batas-batas toleransi maka akan
mengganggu dan selanjutnya merusak

peralatan konsumen. Beban sistem

bervariasi dan besarnya berubah-ubah sepanjang waktu. Bila beban meningkat
maka tegangan diujung penerimaan menurun dan sebaliknya bila beban berkurang
maka tegangan di ujung penerimaan naik. Faktor lain yang ikut mempengaruhi
perubahan tegangan sistem adalah rugi daya yang disebabkan oleh adanya
impedansi seri penghantar saluran, rugi daya ini menyebabkan jatuh tegangan.
Oleh karena itu konsumen yang letaknya jauh dari titik pelayanan akan cenderung
menerima tegangan relatif lebih rendah, bila dibandingkan dengan tegangan yang
diterima konsumen yang letaknya dekat dengan pusat pelayanan. Perubahan
tegangan pada dasarnya disebabkan oleh adanya hubungan antara tegangan dan
daya reaktif. Jatuh tegangan dalam penghantar sebanding dengan daya reaktif
yang mengalir dalam penghantar tersebut. Berdasarkan hubungan ini maka
tegangan dapat diperbaiki dengan mengatur aliran daya reaktif. Daya reaktif yang

Universitas Sumatera Utara

tinggi akan mengakibatkan faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya
selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan
listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara
dengan kapasitas sistem pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi
dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan
distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah
mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam meminimalkan kebutuhan daya
total (VA).

1. 2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan,
yaitu :
1. Bagaimana memperkecil daya reaktif pada sistem distibusi radial 20 Kv
2. Bagaimana menentukan besar kapasitor untuk memperbaiki faktor daya
sistem distribusi radial 20 Kv

1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk memenuhi persyaratan kelulusan Sarjana di Departemen Teknik
Elektro Program Sarjana Ekstension Universitas Sumatera Utara.
2. Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik, kestabilan tegangan menjadi
hal yang sangat penting dan harus selalu diperhatikan. Dan untuk

Universitas Sumatera Utara

memperbaiki tengangan bisa dengan banyak cara, salah satunya adalah
dengan memperbaiki faktor daya.

1.4 Batasan Masalah
Agar pembahasan lebih terarah, maka pada Tugas Akhir ini pembahasan
dibatasi sebagai berikut :
1. Pengaruh pemasangan kapasitor Bank pada saluran distribusi radial 20 Kv.
2. Sistem analisa dan simulasi dengan menggunakan software ETAP Power
station 4.0.0 C
3. Menghitung besarnya nilai kapasitas kapasitor pada sisi penerima.
4. Menentukan besarnya perubahan faktor daya pada saluran distribusi
setelah di pasang kapasitor.

1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penulisan Tugas
Akhir ini adalah :
1. Studi Literatur , yaitu membaca teori-teori yang berkaitan dengan topik
Tugas Akhir yang terdiri dari buku-buku referensi baik yang dimiliki oleh
penulis atau dari perpustakaan dan internet.
2. Metode studi peneltian, penelitian ini dilakukan di wilayah PT. PLN
(PERSERO) CAB. PAYAKUMBUH RANTING LIMA PULUH KOTA.
3. Menganalisa hasil data survei dengan teori yang ada.

Universitas Sumatera Utara

1.6 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, uraian dan isi secara ringkas
adalah sebagai berikut :
BAB I

: Pendahuluan
Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar
belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah,
metode penulisan, dan sistematika penulisan Tugas Akhir ini.

BAB II

: Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Pada bab ini membahas mengenai saluran transmisi, klasifikasi
saluran transmisi, parameter-parameter saluran transmisi dan aliran
daya pada saluran transmisi.

BAB III

Setting Parameter Jaringan Dan Peralatan Distribusi Menggunakan
Etap 4.0.0c
Pada bab ini berisi penjelasan dasar dalam menggunakan program
ETAP Power Station 4.0.0 C

BAB IV :

Analisa pemasangan kapasitor shunt pada feeder Dangung-dangung
Menggunakan Etap Power station 4.0.0 C
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengaruh
kapasitor

Bank.

Analisa

perhitungan

pemasangan

mengunakan

ETAP

(Electrical Transient Analyzer Program) serta menggunakan
konstanta umum saluran distribusi radial.

Universitas Sumatera Utara

BAB V

: Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari analisa Tugas Akhir dari
penulis.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
2.1

Umum
Kehidupan moderen salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik

yang besar. Besarnya pemakaian energi listrik itu disebabkan karena banyak dan
beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan. Sedangkan beban listrik
yang digunakan umumnya bersifat induktif dan kapasitif. Dimana beban induktif
membutuhkan daya reaktif seperti trafo pada rectifier, motor induksi (AC) dan
lampu TL, sedangkan beban kapasitif mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu
merupakan daya yang tidak berguna sehingga tidak dapat dirubah menjadi tenaga,
akan diperlukan untuk proses transmisi energi listrik pada beban. Jadi yang
menyebabkan pemborosan energi listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat
induktif. Berarti dalam menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya
dibebani oleh daya aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVar). Penjumlahan
kedua daya itu akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai
oleh PLN. Jika nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan
industri maka rugi-rugi daya menjadi besar sedangkan daya aktif (kW) dan
tegangan yang sampai ke konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada
industri itu akan menurun. Hal ini tentunya tidak boleh terjadi, untuk itu suplai
dan PLN harus ditambah berarti penambahan biaya.

Universitas Sumatera Utara

2.2

Sistem Jaringan Distribusi
Ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenaga listrik,

yaitu: Pembangkitan, Penyaluran (transmisi) dan distribusi seperti pada gambar
berikut :

Gambar 2.1 Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik
Tegangan sistem distribusi dapat dikelompokan menjadi 2 bagian besar,
yaitu distribusi primer (20kV) dan distribusi sekunder (380/220V). Jaringan
distribusi 20kV sering disebut Sistem Distribusi Tegangan Menengah dan
jaringan distribusi 380/220V sering disebut jaringan distribusi sekunder atau
disebut Jaringan Tegangan Rendah 380/220V.
2.3 Sistem Distribusi Primer
Sistem tenaga listrik merupakan suatu sistem yang terpadu oleh hubunganhubungan peralatan dan komponen listrik seperti: generator, transformator,
jaringan tenaga listrik dan beban-beban listrik atau pelanggan. Pendistribusian

Universitas Sumatera Utara

tenaga listrik adalah bagian dari suatu proses sistem tenaga listrik yang secara
garis besar dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:
1.

Proses produksi di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik (PLTA, PLTG,
PLTU).

2.

Proses penyaluran daya/transmisi dengan tegangan tinggi (30, 70, 150,
500 KV) dari pusat-pusat pembangkit ke gardu-gardu induk.

3.

Proses pendistribusian tenaga listrik dengan tegangan menengah/melalui
jaringan Distribusi primer (misal 11 atau 20 Kv) dan tegangan
rendah/jaringan distribusi sekunder ( 240, 440 Volt)

Jaringan distribusi adalah semua bagian dari suatu sistem yang menunjang
pendistribusian tenaga listrik yang berasal dari gardu-gardu induk. Sedangkan
komponen-komponen jaringan distribusi adalah Jaringan Distribusi Primer (suatu
jaringan dengan sistem 20 Kv), Gardu Distribusi (suatu sistem dengan peralatan
utama trafo untuk menurunkan tegangan), jaringan Distribusi sekunder (suatu
jaringan dengan sistem tegangan 240V, 400V). Klasifikasikan Jaringan distribusi
primer menurut strukturnya sebagai berikut jaringan radial, jaringan lingkar,
jaringan spindel, jaringan tie line.
2.3.1 Jaringan Radial
Sistem distribusi dengan pola Radial seperti Gambar 2.2 Adalah sistem
distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat sebuah
feeder yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2 Konfigurasi Jaringan Radial
Dalam feeder 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.
Jaringan radial ini mempunyai beberapa keunggulan diantaranya adalah :
1. Pengontrolan tegangan lebih murah
2. Sedikit biaya pembuatan
3. Gangguan lebih mudah diketahui
4. Sedikit gangguan arus pada banyak rangkaian
5. Lebih mudah di prediksi

Universitas Sumatera Utara

2.3.2 Jaringan Lingkar (Loop)
Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop) seperti
Gambar 3. dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga
dengan demikian tingkat keandalannya relatif lebih baik.

Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Loop
2.3.3 Jaringan Spindel
Sistem Spindel seperti pada Gambar 2.4 adalah suatu pola kombinasi
jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa feeder yang
tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada
sebuah Gardu Hubung (GH).

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.4 Konfigurasi Jaringan Spindel
Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa feeder aktif dan sebuah
feeder 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.
Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi sebagai sistem
Radial. Di dalam sebuah feeder aktif terdiri dari gardu distribusi yang berfungsi
untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik konsumen tegangan
rendah (TR) atau tegangan menengah (TM).

Universitas Sumatera Utara

2.3.4 Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)
Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar 2.5 digunakan untuk pelanggan
penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain).

Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung

Sistem ini memiliki minimal dua feeder sekaligus dengan tambahan
Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap feeder
terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu feeder
mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke feeder lain.

Universitas Sumatera Utara

2.4 Sistem Distribusi Sekunder
Sistem distribusi sekunder seperti pada Gambar 2.6. merupakan salah satu
bagian dalam sistem distribusi, yaitu mulai dari gardu trafo sampai pada pemakai
akhir atau konsumen.

Gambar 2. 6 Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan
konsumen
Melihat letaknya, sistem distribusi ini merupakan bagian yang langsung
berhubungan dengan konsumen, jadi sistem ini selain berfungsi menerima daya
listrik dari sumber daya (trafo distribusi), juga akan mengirimkan serta
mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. Mengingat bagian ini berhubungan

Universitas Sumatera Utara

langsung dengan konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus sangat
diperhatikan. Jatuh tegangan pada sistem distribusi mencakup jatuh tegangan
pada:
1. Tegangan Menengah (TM)
2. Transformator Distribusi
3. Jaringan Tegangan Rendah
4. Sambungan Rumah
5. Instalasi Rumah.
Jatuh tegangan adalah perbedaan tegangan antara tegangan kirim dan
tegangan terima karena adanya impedansi pada penghantar. Maka pemilihan
penghantar

(penampang

penghantar)

untuk

tegangan

menengah

harus

diperhatikan.
2.5 Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya
Sebelum membahas tentang perbaikan faktor daya dengan menggunakan
kapasitor, ada baiknya kita mengingat kembali tentang pengertian umum dari
Daya Semu, Daya Aktif dan Daya Reaktif. Dalam sistem listrik AC/Arus BolakBalik ada tiga jenis daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki
impedansi (Z), yaitu:
• Daya semu
(S = VI = (IZ) = I2Z dalam satuan Volt Amper, VA)……………………..(2.1)
• Daya aktif
(P = I2R = VI cos ф dalam satuan Watt, W)……………….……………....(2.2)
• Daya reaktif
(Q = I2XL = I2Z sin ф = VI sin ф dalam satuan VAR)………….….…….(2.3)

Universitas Sumatera Utara

Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus
sinusoida, besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang merupakan daya
rata-rata diukur dengan satuan Watt, Daya ini membentuk energi aktif persatuan
waktu dan dapat diukur dengan kwh meter dan juga merupakan daya nyata
atau daya aktif (daya poros, daya yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban
untuk melakukan tugas tertentu. Segita daya ditunjukkan pada Gambar 2.7

S = I2Z
Q = I2XL
Φ
P = I2R

Gambar 2.7 Segita daya
Sedangkan daya

semu

dinyatakan

dengan

satuan Volt-Ampere

(disingkat, VA), menyatakan kapasitas peralatan listrik, seperti yang tertera pada
peralatan generator dan transformator. Pada suatu instalasi, khususnya di
pabrik/industri
memerlukan

juga terdapat
bentuk

lain

beban

dari

daya,

tertentu

seperti motor listrik,

yaitu daya

reaktif

(VAR)

yang
untuk

membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reaktif adalah daya yang
terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetik sehingga timbul magnetisasi
dan daya ini dikembalikan ke sistem karena efek induksi elektromagnetik itu
sendiri, sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu
sistem tenaga listrik. Komponen daya aktif, daya reaktif dan daya semu dapat
ditunjukkan pada Gambar 2.8

Universitas Sumatera Utara

KW

V

Φ

KVA

KVAR

Gambar 2.8 Komponen daya aktif, daya reaktif dan daya semu
��� = √�� 2 + ���� 2 ; �� = ��� cos ф ��� ���� = ��� sin ф …... (2.4)
2.5.1 Faktor daya
Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt)
dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya
semu/daya total (lihat gambar 2.8). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan
sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Nilai faktor
daya tidak mungkin lebih besar dari satu. Nilai maksimum faktor daya adalah 1.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan
listrik memiliki faktor daya satu, daya maksimum yang ditransfer setara dengan
kapasitas sistem pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan
jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,3. Kapasitas jaringan distribusi listrik
menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (kVAR) harus serendah mungkin untuk
keluaran

kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total

(kVA).
Faktor daya itu dapat didefinisikan sebagai berikut:


Cosinus dari sudut lead atau lag



Perbandingan antara resistansi dan impedansi atau



��

Universitas Sumatera Utara

Faktor daya sebelum diperbaiki:

Faktor daya

��

………………………………………………(2.5)

���� 1

………………………………………………(2.6)

cos �1 =
tan �1 =

��� 1
��

����1 = �� . ��� �1 ……………………………………...(2.7)
Faktor daya yang diinginkan:

Faktor daya

cos �2 =
tan �2 =

��

……………………………………………….(2.8)

���� 2

……………………………………………….(2.9)

��� 2
��

����2 = �� . ��� �2 …………………………………….....(2.10)

Kvar kapasitor yang di butuhkan untuk memperbaiki faktor daya dari cos Φ1 ke
cos Φ2 adalah:
= (����1 − ����2 ) ………………………………………..(2.11)

= �� (tan �1 − tan �2 ) …………………………………...(2.12)
2.5.2 Perbaikan Faktor daya
Satu-satunya jalan
mengurangi daya reaktif

untuk memperbaiki
di

jaringan. Jika

faktor daya adalah dengan
komponen arus reaktif

dapat

dikurangi, maka total arus akan berkurang sedang komponen arus tidak berubah
sehingga faktor daya akan lebih besar sebagai akibat berkurangnya daya reaktif.
Dengan pemakaian kapasitor pada saluran maka daya reaktif Q akan berkurang

Universitas Sumatera Utara

karena kapasitor akan mensuplai daya reaktif ke beban. Ini dapat dilihat pada
gambar 2.7

Φ1

Φ2

Kvar setelah
dipasang kapasitor
KVAR Sebelum di
pasang kapasitor

Kvar yang di
butuhkan

(a)
Z = R + j XL

I’

I

Vs

Vr

Ic

(b)
Vs
VR
IXL
I

Ir

(c)
Vs

Ic
I

IXL

VR
Ir

Ic

(c)
Gambar 2.7 (a) Perbaikan faktor daya (b) Rangkaian ekivalen dari saluran (c)
Diagram vektor tanpa kapasitor (d) diagram vektor dengan kapasitor shunt

Universitas Sumatera Utara

2.5.3 Voltage Drop
Drop Tegangan pada feeder atau jaringan yang pendek dapat di cari
dengan persamaan
������� ���� ∶ � �� + � �� …………………………………..(2.13)
Dimana :

R

: Resistansi

X

: Reaktansi

Ir

: Komponen daya dari arus

Ix

: Komponen reaktif
Es

X

Er
Beban

R
ic

i

Shunt
Kapasitor

C
RIc

XIc

Ic

B
XIr

O

A

Ir
I

RIr

RIx

Ix

Gambar 2.9 Efek dari kapasitor shunt pada drop tegangan

Keterangan:
O – A : Tegangan saat berbeban
O – B : Tegangan saat pengiriman tanpa kapasitor
O – C : Tegangan saat pengiriman dengan kapasitor
Jika kapasitor di tempatkan pada ujung saluran maka drop tegangan menjadi
������� ���� ∶ � �� + � �� − � �� ……………………………………(2.14)
Jadi dengan penambahan kapasitor maka dapat mengurangi drop tegangan

Universitas Sumatera Utara

2.5.4 Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor
Keuntungan perbaikan faktor daya melalui pemasangan kapasitor adalah:
Bagi perusahaan:


Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian dan pemasangan kapasitor
dan tidak ada biaya terus menerus.



Mengurangi biaya listrik bagi perusahaan sebab:
o

Daya reaktif (kVAR) tidak lagi dipasok oleh perusahaan, sehingga
kebutuhan total (kVA) berkurang

o

Nilai denda yang dibayar jika beroperasi pada faktor daya rendah
dapat dihindarkan.



Tingkat tegangan pada beban akhir meningkat sehingga meningkatkan kinerja
motor.

Bagi pemasok listrik


Komponen reaktif pada jaringan dan arus total pada sistem ujung akhir
berkurang





Kehilangan daya I2R dalam sistem berkurang karena penurunan arus
Kemampuan kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat, mengurangi
kebutuhan untuk memasang kapasitas tambahan.

Universitas Sumatera Utara

2.5.5 Keuntungan dan kerugian pemasangan kapasitor pada feeder dan pada
gardu induk
Berikut ini keuntungan dan kerugian pemasangan kapasitor pada feeder atau
pada gardu induk.
Keuntungan pemasangan kapasitor pada feeder






Mengurangi rugi jaringan
Mengurangi drop tegangan sepanjang feeder
Biaya murah

Kerugian pemasangan kapasitor pada feeder





Lebih sulit untuk di control
Ukuran dan penempatan sangat di utamakan

Keuntungan pemasangan kapasitor pada gardu induk





Pengontrolan sangat bagus
Penempatan bagus jika vars leading di butuhkan pada pendukung system
tegangan yang drop

Kerugian pemasangan kapasitor pada gardu induk







Tidak mengurangi rugi jaringan
Tidak mengurangi drop tegangan sepanjang feeder
Biaya mahal

Universitas Sumatera Utara

2.5.6 Rating Kapasitor
Rating unit kapasitor dari 50 kVAR sampai lebih 500 kVAR tersedia; pada
Tabel 2.2 menunjukkan rating kapasitor yang umum. Rating kVAR Sebuah kapasitor
adalah kVAR pada rating tegangan. Kapasitor bank Tiga-phasa dimaksud jumlah kVAR
ketiga phasa. Distribusi kapasitor bank pada feeder biasanya memiliki satu atau dua atau
(lebih jarang) tiga unit per phasa. Banyak kapasitor bank hanya punya satu unit kapasitor
per phasa.

Tabel 2.2 Rating Kapasitor yang umum
Volts rms

kvar

(Terminal-to

Jumlah

BIL, kV

phasa

Terminal)
216

5, 7 1/2, 13 1/3, 20, 25

1 dan 3

30

240

2.5, 5, 7 1/2, 10, 15, 20, 25, 50

1 dan 3

30

480, 600

5, 10, 15, 20, 25, 35, 50, 60,

1 dan 3

30

1 dan 3

75, 95, 125,

dan 100
2400

50, 100, 150, 200, 300, dan
400

2770

50, 100, 150, 200, 300, 400,

150, 200
1 dan 3

dan 500
4160, 4800

50, 100, 150, 200, 300, 400,

150, 200
1

500, 600, 700, dan 800
6640, 7200,

50, 100, 150, 200, 300, 400

7620, 7960,

500, 600, 700, dan 800

75, 95, 125,

75, 95, 125,
150, 200

1

95, 125, 150,
dan 200

8320, 9540,
9960, 11,400,
12,470,
13,280,
13,800,
14,400

Universitas Sumatera Utara

Volts rms

kvar

(Terminal-to

Jumlah

BIL, kV

phasa

Terminal)
15,125

50, 100, 150, 200, 300, 400,

1

500, 600, 700, dan 800
19,920

50, 100, 150, 200, 300, 400,

200
1

500, 600, 700, dan 800
20,800,

50, 100, 150, 200, 300, 400,

21,600,

500, 600, 700, dan 800

125, 150, dan

125, 150, dan
200

1

150 dan 200

22,800,
23,800,
24,940

Universitas Sumatera Utara

BAB III
SETTING PARAMETER JARINGAN DAN PERALATAN
DISTRIBUSI PADA ETAP 4.0.0C

3.1 Umum
ETAP 4.0.0C (Electrical Transient Analyzer Program) merupakan suatu
program yang menampilkan secara GUI (Graphical User Interface) tentang
analisis sistem

tenaga. Program ETAP dibuat oleh perusahaan Operation

Technology, Inc (OTI) dari tahun 1995. ETAP versi 4.0.0C merupakan salah satu
produk OTI yang dikeluarkan pada Tahun 2000. Tujuan program ETAP 4.0.0C
dibuat adalah untuk memperoleh perhitungan dan analisis sistem tenaga pada
sistem yang besar menggunakan komputer.
Program ETAP 4.0.0 C dapat digunakan untuk studi aliran daya pada
sistem yang besar dengan jumlah bus yang unlimited. Sistem distribusi 20 KV
PT. PLN (PERSERO) CAB. PAYAKUMBUH RANTING LIMA PULUH KOTA
merupakan sistem yang cukup besar dan memiliki banyak bus, oleh karena itu
program ETAP 4.0.0C dapat digunakan untuk analisis aliran daya sistem 20 KV
PT. PLN (PERSERO) CAB. PAYAKUMBUH RANTING LIMA PULUH
KOTA.

Universitas Sumatera Utara

Sistim 20 Kv Cabang payakumbuh ranting 50 kota ini dapat di lihat pada
gambar 3.1. pada gambar ini terlihat terdapat 3 buah feeder. Yaitu feeder suliki,
feeder dangung-dangung dan feeder anding, dari gardu induk ke gardu hubung
limbanang terdapat sebuah express feeder sepanjang 30 kms.

Gambar 3.1 Single line diagram sistem 20 Kv Cabang Payakumbuh
Ranting 50 Kota

Universitas Sumatera Utara

3.2 Diagram blok penggunaan ETAP 4.0.0C
Pada Gambar 3.2 merupakan Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C pada
Sistem distribusi 20 KV PT. PLN (PERSERO) Cab. Payakumbuh Ranting Lima
Puluh Kota menggunakan program ETAP 4.0.0C.
Start

Buat oneline
diagram

Masukkan data:
Power grid
Bus
Transmisi
Beban
CB
Lumped load

Tentukan
bus

Masukkan data kapasitor

Run
program

Output load flow

selesai

Gambar 3.2 Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C

Universitas Sumatera Utara

Menggunakan ETAP 4.0.0C, dimana proses pertama dimulai hingga
keluaran program. Proses Flowchart penggunaan ETAP 4.0.0C sesuai Gambar
3.1 adalah:
1. Membuat one-line diagram sistem yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah
Sistem distribusi 20 KV PT. PLN (PERSERO) Cab. Payakumbuh Ranting
Lima Puluh Kota.
2. Data power grid, lumped load, kapasitor, transmisi, pengaman, dan bus dapat
dimasukan ke dalam program setelah one-line diagram dibuat.
3. Menentukan sebuah power grid, setelah data, transmisi, pengaman, lumpe
load, CB dan bus dimasukan.
4. Masukan data studi kasus yang ditinjau.
5. Jalankan program ETAP 4.0.0C dengan memilih icon load flow analysis pada
toolbar. Program tidak jalan (error) apabila terdapat kesalahan, data yang
kurang, dan power grid sehingga data dapat dimasukan kembali.
6. Keluaran studi aliran daya dapat diketahui setelah program dapat dijalankan.
Untuk melihat hasil keluaran aliran daya di load flow report manager yang
terdapat di toolbar sebelah kanan program.
3.3 Prinsip Dasar Pengoperasian ETAP 4.0.0C
Simulasi yang biasa dilakukan pada sistem distribusi adalah simulasi
beban puncak sehingga data-data yang di-input adalah data jaringan dan peralatan
saat beban puncak. Selanjutnya, untuk perhitungan keekonomian investasi maka
Benefit beban puncak yang diperoleh pada simulasi ini perlu dijadikan Benefit
rata-rata, dengan cara mengalikannya dengan Faktor Beban sistem (LF).

Universitas Sumatera Utara

Berikut ini prinsip langkah kerja di dalam ETAP 4.0.0C:
1. Menginstal software ETAP 4.0.0C.
2. Mengklik icon ETAP 4.0.0C Power station.
3. Mengisi ID Project dan LOG ON User dan Access Level.
4. Menyeting pada Tab Project informasi
5. Membuat one-line diagram dimulai dari supply berupa :
a. Power Grid Gardu Induk (GI), bus sebagai titik pengukuran &
penghubung antar peralatan, konduktor (transmission line).
b. Beban trafo distribusi atau model beban LUMPED (feeder), PLTD
+ trafo pembangkit.

Gambar 3.3 One-line diagram pada ETAP 4.0.0C
6. Melakukan setting ID, rating dan pembebanan komponen
7. Memasukkan ke Mode Simulasi Aliran Daya, dengan menekan Tombol
Load Flow Analysis sehingga tampilan toolbar editing berubah menjadi
Toolbar Simulasi LF
8. Menekan tombol ‘Run Load Flow’, setelah dilakukan maka jika tidak ada
error pada one-line diagram maka akan ditampilkan aliran daya (P, Q, S, I,
PF) di setiap cabang & bus.

Universitas Sumatera Utara

3.4 Setting Parameter Jaringan Dan Peralatan Distribusi
3.4.1 Bus
Bus pada one-line diagram ETAP 4.0.0C tidak hanya berarti fisik rel,
tetapi lebih diperluas lagi untuk keperluan pengukuran atau hasil simulasi dan
meletakkan atau menghubungkan peralatan-peralatan. Cukup lakukan setting ID
dan Nominal kV, biasanya 20 kV, kecuali pada primer trafo pembangkit di PLTD
disesuaikan dengan tegangan nominal keluaran generator.

Gambar 3.4 Data Bus pada program ETAP 4.0.0C

Universitas Sumatera Utara

3.4.2 (Transmission Line) Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)
Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) PLN biasanya berkonfigurasi horizontal, dengan spacing antar phasa 80cm. Karakteristik dan
impedansi berdasarkan luas penampang SUTM, sebagai berikut:
Tabel 3.1 Data-data transmisi pada jaringan distribusi
35mm2

Resistansi dc = 0.831 ohm/km

Z1 = 0.9217 + j0.379 ohm/km

A3C

GMR = 0.095 inch

Z0 = 1.07 + j1.6665 ohm/km

Dia = 0.263 inch
70mm2

Resistansi dc = 0.4155 ohm/km

Z1 = 0.4608 + j0.3572 ohm/km

A3C

GMR = 0.135 inch

Z0 = 0.6088 + j1.6447 ohm/km

Dia = 0.372 inch
150mm2

Resistansi dc = 0.1939 ohm/km

Z1 = 0.2162 + j0.3305 ohm/km

A3C

GMR = 0.206 inch

Z0 = 0.363 + j1.618 ohm/km

Dia = 0.544 inch

Gambar 3.5 Data transmisi pada program ETAP 4.0.0C

Universitas Sumatera Utara

Langkah-langkah memasukkan data-data transmisi pada ETAP 4.0.0C :
1. Membuat master setting untuk setiap ukuran penampang SUTM yang ada
(misal 35, 70, 150, 240mm2), untuk SUTM dengan luas penampang yang
sama . Tinggal dicopy-paste kemudian cukup diganti ID dan kms.
2. Mengisi ID (Misalnya : SUTM1)
3. Mengisi panjang jaringan atau Length dalam kms
4. Memilih konfigurasi “Horizontal” dan isi Spacing antar konduktor 80cm
5. Meng klik Characteristics dan isi Jumlah Konduktor per Phasa (1), Tipe
material (Alumunium), Resistansi, GMR dan Diameter (lihat pada Tabel
3.1).
6. Grounding tidak diisi, karena di SUTM tidak ada ground wire.
7. Mengisi impedansi untuk arus urutan positif dan urutan nol (Z1 & Z0 lihat
pada tabel 3.1).
8. Reliability – default ETAP 4.0.0C.
3.4.3 (Load) Beban
Pada ETAP 4.0.0C Beban terbagi 3 bagian, yaitu sebagai berikut :
1. Beban Static / Impedance Constant (selain motor)
2. Beban Motor / Power Constant (motor)
3. Beban Lumped / kombinasi beban static & motor
Pada simulasi sistem distribusi Tegangan Menengah, beban berupa trafo
distribusi atau outgoing feeder, dimana pada keduanya ada porsi beban static dan
porsi beban motor, tetapi apabila tidak diketahui berapa persentasenya, bisa kita
asumsikan sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

a. Pada beban yang mensuplai industri : static 20% motor 80%
b. Pada beban di perkotaan / kantoran : static 50% motor 50%
c. Pada beban di pedesaan : static 80% motor 20%

Gambar 3.6 Data beban pada program ETAP 4.0.0C
Langkah-langkah memasukkan data Load atau beban pada ETAP 4.0.0C:
1. Mengisi ID
2. Memilih satuan kVA, isi kVA beban dan persen PF (cos phi).
3. Mengeset bar persentase komposisi beban static dan motor.
4. Short-circuit – default ETAP 4.0.0C, kecuali rubah koneksi ke Y dan tipe
pentanahan Solid.
5. Reliability – default ETAP 4.0.0C.

Universitas Sumatera Utara

3.4.4. Trafo (avr)
Trafo pada simulasi jaringan distribusi biasanya untuk Trafo Pembangkit
dan model AVR (autotrafo) berupa 2-Winding Transformer.

Gambar 3.7 Data transformator pada program ETAP 4.0.0C

Gambar 3.8 Data rating transformator pada program ETAP 4.0.0C

Universitas Sumatera Utara

Setting biasanya berupa ID dan rating beban trafo dan beban max dalam
kVA. Apabila data bisa diambil dari nameplate trafo yang bersangkutan maka
tinggal memasukan ke dalam field pada diaglog box Transformer Editor. Apabila
data isian tidak diketahui maka bisa digunakan Typical Data dengan mengklik
tombolnya.
Rating

: Sesuai nameplate

Impedance

: Sesuai nameplate

X/R

: Typical data

Connection

: Δ-Y (sesuai nameplate)

Ground Sec

: Solid

Tap, harmonic & reliability – default ETAP 4.0.0C
Tabel 3.2 Data-data AVR pada jaringan distribusi
TP1 – STRAKSTORM
1500KVA; 20/6.3KV; 43.3/137.5A
Imp. = 9.1%; ONAN; Isc = 0.48KA
dlm
4s
Tap (5): 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per
6.3KV
TP3 – TRAFINDO
315KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.4KV;
11.64/577A
Imp. 4%
Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per
0.4KV
TP5 – TRAFINDO
800KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.38KV;
23.09/1215A
Imp. 4.5%
Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per
0.4KV

TP2
315KVA Out of Duty, NA

TP4 – TRAFINDO
800KVA; 3ph; 50Hz; 20/0.38KV;
23.09/1215A
Imp. 4.5%
Tap. (5) 21, 20.5, 20, 19.5, 19KV per
0.4KV
TP6 – MITSUBISHI
215KVA
NA

Universitas Sumatera Utara

3.4.6 Kapasitor
Pada PLN Cabang Payakumbuh kapasitor Bank sedang menjadi trend
solusi untuk mengeliminasi losses AVR dan meng-OFF-kan PLTD. Kapasitor
Bank adalah peralatan di jaringan yang berfungsi untuk :
a. Koreksi faktor daya, dimana daya reaktif yang diserap beban/jaringan
akan disupply oleh kapasitor, tidak lagi dari sumber, sehingga arus dan
kVA yang ditarik dari jaringan menjadi lebih kecil. Hal ini berarti drop
tegangan jaringan akan lebih kecil dan kapasitas peralatan & jaringan lebih
aman.
b. Menaikkan tegangan, jaringan yang kapasitif akan menaikan tegangan di
sisi ujung, efek ini sama halnya dengan jaringan Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT) atau Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi (SUTET) yang
bersifat kapasitif sehingga tegangan di ujung biasa lebih tinggi daripada di
pangkal.
Rating kapasitor di pasaran dinyatakan perphasa, contoh misalnya 3x300
kVAR. Sedangkang tampilan aliran daya di ETAP 4.0.0C dinyatakan per daya 3
phasa, sehingga misalnya apabila kita ingin mengkompensasi daya reaktif di
simulasi ETAP 4.0.0C yang ditampilkan dalam format pengukuran :
S = 2300 + j1100 kVA (2300 kW + 1100 kVAR)
Maka kapasitor yang ideal untuk dipasang adalah :
Kapasitor 3x400 kVAR

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.9 Data kapasitor pada program ETAP 4.0.0C
Langkah-langkah memasukkan data kapasitor pada ETAP:
1. Mengisi ID dan set connection 3 phasa.
2. Mengeset rating tegangan 20kV, kVAR/Bank 400 (bila butuh kompensasi
3x400kVAR), jumlah bank 3, dan Max kV 24.
3. Secara otomatis kalkulator ETAP 4.0.0C akan menghitung kVAR, A, uF
dan ohm.
3.4.7 Circuit Breaker
CB - merupakan model untuk VCB/OCB GI-GH dan recloser
LVCB - merupakan model low voltage CB pada keluaran generator
Fuse - model FCO
Switch - model LBS/DS manual ataupun motorized

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.10 Memasukkan data Circuit Breaker pada program ETAP 4.0.0C

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
ANALISA PEMASANGAN KAPASITOR SHUNT PADA
FEEDER DANGUNG-DANGUNG MENGGUNAKAN
ETAP POWER STATION 4.0.0 C
4.1 Umum
PT. PLN (Persero) Cabang Payakumbuh Ranting 50 Kota mempunyai
jaringan tegangan menengah sepanjang 496,42 kms dan jaringan tegangan rendah
sepanjang 775,98 kms serta gardu distribusi sebanyak 236 buah.
PT. PLN (Persero) Cabang Payakumbuh Ranting 50 Kota mempunyai dua
buah GH (Gardu Hubung) yaitu, GH Limbanang dan GH Pangkalan, yang
mendapat suplai dari GI (Gardu Induk) Payakumbuh dan GI Koto Panjang,
jaringan yang terlalu jauh antara GI Payakumbuh dengan Feeder dangungdangung menyebabkan terjadinya penurunan tegangan yang diterima di GH.
Limbanang, sistem ini dapat di lihat pada lampiran 1.
GH Limbanang mempunyai tiga outgoing yaitu, Feeder Dangungdangung, feeder Suliki, dan Feeder Anding Diantara tiga feeder outgoing GH
Limbanang, feeder dangung-dangung mempunyai panjang jaringan, sepanjang 65
kms sehingga timbul penurunan tegangan sampai 18,2 kV. Untuk lebih jelasnya
melihat gambaran tentang sistem ini dapat di lihat pada lampiran 2.
Untuk mengatasi penurunan tegangan yang terlalu jauh, maka dilakukan
pemasangan kapasitor shunt. Secara umum kapasitor shunt bertujuan untuk
memperbaiki faktor daya, namun kapasitor shunt juga dapat memberikan

Universitas Sumatera Utara

kontribusi terhadap perbaikan tegangan. Dengan adanya pemasangan kapasitor
shunt di feeder Dangung-dangung diharapkan akan memperbaiki tegangan di
feeder tersebut. Feeder dangung-dangung tersebut dapat di lihat di lampiran 3.
Untuk menentukan nilai kapasitor yang di pakai pada feeder dangungdangung bisa dilihat dari data load flow report yang di lihat pada lembaran
berikut, di sana terlihat nilai cos phi yang turun pada feeder dangung-dangung
tersebut. Pada data load flow didapati cos phi yang turun pada bus limbanang
dengan cos phi mula-mula sebesar 0.848 dengan daya 3280.
Pemasangan kapasitor pada feeder dangung-dangung dikarenakan pada
feeder dangung-dangung ini terdapat banyak beban yang drop pada saluran ini.
Beban yang drop dapat di lihat pada gambar tegangan pada beban sebelum
dipasang kapasitor.

Universitas Sumatera Utara

4.2 Load flow report GH limbanang sebelum dipasang kapasitor
menggunakan ETAP
4.3 Perhitungan Menentukan Nilai Kapasitor Bank
Untuk menentukan nilai kapasitor bank yang di pakai, maka dapat
menggunakan perhitungan-perhitungan sebagai berikut:
1. Pada Feeder Dangung-dangung Bus Limbanang
%PF mula-mula

= 84.8 %.

%PF yang diinginkan

= 99.9 %.

Berdasarkan hasil Load Flow (sebelum dipasang kapasitor) didapatkan
Maka :
PF mula-mula :

PF akhir :

Cos φ1 = 0.848

Cos φ2 = 0.999

φ1

= Cos-1 0.848

φ2

= Cos-1 0.999

Q1

= P x Tan φ1

Q2

= P x Tan φ2

= 3280 x Tan (Cos-1 0.848)

= 3280 x Tan (Cos-1 0.999)

= 3280 x Tan 32.0050

= 3280 x Tan 2.5630

= 2049.96 kVAR

= 146.82 kVAR

Nilai kapasitor yang harus dipasang pada Bus Limbanang :

Universitas Sumatera Utara

QC = Q1 – Q2
= 2049.96 – 146.82
= 1903.14 kVAR
4.4

Load

flow

report

GH

limbanang

setelah

dipasang

kapasitor

menggunakan ETAP

Universitas Sumatera Utara

BAB V
KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pembahasan dan perhitungan pada bab sebelumnya
maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Pemasangan kapasitor ditempatkan pada feeder dangung-dangung di
karenakan pada feeder tersebut terdapat banyak beban dan dengan saluran
transmisi yang lebih panjang yang mengakibatkan drop tegangan pada
beban penerima.
2. Setelah dilakukan pemasangan kapasitor pada sisi pengirim feeder
dangung-dangung, mengakibatkan kenaikan tegangan pada ujung saluran
feeder dangung-dangung

Universitas Sumatera Uta

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

119 3984 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 1057 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 945 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

21 632 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 790 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

60 1348 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

66 1253 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

20 825 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

32 1111 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

41 1350 23