Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
BAB III KARAKTERISTIK BEBAN
3.1. Umum
Suatu sistem distribusi tenaga listrik adalah bertujuan menyalurkan tenaga atau daya listrik dari sumber daya besar Bulk power subtance kepada para
pemakai konsumen yang membutuhkannya. Perencanaan suatu sistem distribusi tenaga listrik dipengaruhi oleh
karakteristik dari beban yang harus dilayani. Karaktersitik beban akan efektif jika diketahui penggunaan dari karakteristik beban itu sendiri. Bila keterangan
atau informasi yang diperlukan tidak lengkap maka dapat dilakukan pendekatan. Hal ini harus diketahui bahwa hasil analisa hanyalah suatu pendekatan dan
pemakaiannya hanya sebagai petunjuk. Tentu saja hasil analisa tersebut tidak bisa lebih dihandalkan bila dibandingkan dengan analisa yang menggunakan data
karakteristik beban yang lebih lengkap. Pada umumnya suatu sistem distribusi direncanakan dengan memperhatikan
perkembangan beban dimasa-masa yang akan datang. Hal ini berhubungan dengan penentuan kapasitas transformator distribusi yang harus dipasang dan juga
akan bermanfaat dalam pengaturan penggantian atau changeout transformator distribusi tersebut.
3.2. Besaran-Besaran Yang Berhubungan Dengan Karakteristik Beban
Untuk memudahkan pengertian diuraian berikutnya, maka besaran-besaran yang berhubungan dengan karakteristik beban tersebut akan diuraikan dengan
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
ringkas. Adapun besaran-besaran yang berhubungan dengan karakteristik beban itu antaralain :
1. Demand 2. Maximum demand
3. Faktor beban load factor 4. Faktor kerugian loss factor
5. Faktor daya power factor 6. Faktor responsibility puncak
3.2.1. Demand
Demand suatu instalasi atau sistem beban rata-rata yang diambil oleh suatu alat dalam selang waktu tertentu. Demand dapat dinyatakan dalam satuan kW,
kVA, IcVAR atau satuan-satuan Iainya. Waktu selama beban dirata-ratakan dinamakan interval demand demand interval. Interval kebutuhan merupakan
periode yang dijadikan dasar untuk menghitung beban rata-rata. Pemilihan periode ini dapat terjadi mulai dari selang 15 menit, selang 30 menit, selang 60
menit ataupun lainnya. Pada kondisi-kondisi tertentu kebutuhan pada selang 15 menit sama dengan
kebutuhan pada selang 20 menit Pernyataan kebutuhan ini harus diekspresikan dalam selang waktu dimana kebutuhan tersebut diukur.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
3.2.2. Maximum Deamand
Maximum demand adalah suatu instalasi atau sistem demand terbesar yang terjadi dalam selang waktu tertentu Seperti halnya dengan demand, maka
maximum demand dapat juga dinyatakan dengan satuan kW, kVA, kVAR. Maximum demand harus dinyatakan dalam interval, selain itu juga dapat
dinyatakan dengan selang waktu bila maximum demand terjadi seperti harian, mingguan, bulanan, dan tahunan Misalnya maximum demand bulanan adalah 30
menit.
3.2.3. Faktor Beban Load Factor
Faktor beban adalah perbandingan antara beban rata-rata selama selang waktu tertentu dengan beban puncak yang terjadi dalam selang waktu tersebut.
Beban rata-rata dan beban puncak harus dinyatakan dalam satuan yang sama, sehingga faktor beban tidak memiliki satuan,
Pendefinisian dari faktor beban harus dalam batas spesifik, seperti demand interval, selang waktu di mana maksimum demand dan beban rata-rata terjadi.
Suatu type beban tertentu memiliki kurva beban dengan selang waktu tertentu, Jika selang waktu diperbesar, akan menghasilkan nilai faktor beban yang lebih
kecil. Kerena pemakaian energi Terdistribusi dalam waktu yang lebih lama, maka beban rata-rata menjadi lebih kecil untuk selang waktu yang lebih besar, bila tidak
terdapat perubahan dalam maksimum demand. Kurva beban dengan bermacam-macam bentuk dan beban puncak, ada
kemungkinan mempunyai faktor beban yang sama. Persyaratan yang diperlukan agar mempunyai faktor beban yang sama adalah perbandingan antara beban rata-
rata dan beban puncak sama.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
3.2.4. Faktor Kerugian Loss Factor
Faktor kerugian adalah perbandingan antara kerugian daya rata-rata dengan kerugian daya beban puncak selama selang waktu tertentu. Faktor kerugian juga
menyatakan derajat kerugian beban dalam suatu peralatan, selama beban puncak dipertahankan dalam selang waktu dimana nilai kerugian tersebut diperhitungkan.
Faktor kerugian =
2
2 2
X
T t
T R
Y t
X −
+
……………………….3-1
= tT+Y
2
−
T t
T
jika : Y = 0 dan X = 0
maka : F
Ls
= F
LD
Karena rugi-rugi sebanding dengan kwadrat beban maka didapatkan huhungan sebagai berikut:
Beban rata-rata =
T t
T y
Xt −
+
............................................3-2
Rugi rata-rata =
2 2
t T
R
Y Rt
X
−
+ ………………………...3-3
Faktor kerugian =
2
2 2
X
T t
T R
Y t
X −
+
……………………….3.4
Jika : Y = 0 dan x = 0 Maka : FLS = FLD
X = beban puncak selama waktu t
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
Y = beban minimum selama waktu T-t T = perkembangan beban
t = waktu
rugi-rugi puncak = X
2
R. selama waktu t rugi-rusi minimuin = Y
2
R selama wakttt T-t Seperti telah disebutkan sebelummya bahwa faktor kerugian tidak dapat
ditentukan secara langsung dari faktor beban, karena faktor kerugian ditentukan rugi-rugi sebagai fungsi dari waktu.
3.2.5. Faktor Daya Power Factor
Pengertian Faktor daya di pakai untuk beban-beban yang terpusat, sedangkan untuk beban yang terbesar, tidak dapat digunakan secara tepat. Jika
dipakai untuk beban yang terbesar atau kelompok beban yang setiap saat berubah, maka nilai faktor daya harus dinyatakan untuk setiap keadaan beban seperti beban
minimum atau beban puncak. Kesulitan ini menyebabkan kita terpaksa harus mengambil nilai rata-rata faktor daya dari suatu kelompok beban. Hal ini yang
selalu dilakukan terutama di dalam melayani beban industri dan daerah perdagangan, hal ini dapat ditentukan dengan faktor daya rata-rata sama dengan
daya aktif rata-rata di bagi dengan daya semu rata-rata. dapat dinyatakan dalam rumus = kWHkVAH ……………… 3-5
3.2.6. Faktor Responsibility Puncak
Faktor responsibility puncak ini dibagi atas : - faktor responsibility puncak sistem distribusi dan
- faktor responsibility puncak sistem
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
Faktor responsibility puncak sistem distribusi adalah perbandingan dari beban transformator pada saat puncak feeder distribusi atau puncak substation
dengan beban puncak transformator sesungguhnya. Sedangkan faktor responsibility puncak sistem adalah perbandingan beban
transformator pada saat puncak sistem dengan beban puncak transformator sesungguhnya, hal ini digunakan pada perhitungan untuk keaneka ragaman beban.
3.3. Klasifikasi Beban
Pada umumnya beban diklasifikasikan untuk maksud tertentu.
Penggolongannya yang digunakan dalam industri tidak dapat dipakai secara umum. karena di dalam setiap kondisi klasifikasi beban diperlukan.
Beberapa cara untuk mengklasifikasikan beban dan klasifikasnya masing- masing, diperihatkan dalam tabel 3.1. dibawah ini.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
Tabel 3.1 Klasifikasi beban Macam Klasifikasi
Keterangan
• Lingkungan atau lokasi
• Penentuan type dari pemakaian
• Ketergantungan pada pelayanan
listrik •
Akibat kelainan pada beban serta rancangan sistem operasi
•
Tingkat jadwal pelayanan listrik
•
Pertimbangan khusus
• Pusat kota, kota, kampung dan desa
• Perumahan, pertokoan perdagangan
dan industri pabrik •
Krisis, bahaya dan nornal
• Transient siklus dan non siklus stady
state normal •
Perumahan, lampu perkotaan, dan industri.
• Otomatis, proses super krisis dan
tengangan pada beban
Pengklasipikasian beban yang akan diuraikan disini adalah berdasarkan type dari pemakaian yang mana beban diklasifikasikan menjadi tiga macam yaitu:
- Perumahan - Pertokoan perdagangan
- Industri pabrik Berikut ini akan dijelaskan beberapa hal yang pada umumnya menjadi sifat
atau karakteristik: dari masing-masing jenis beban berdasarkan tipe dari pemakaian.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
3.3.1. Beban Perumahan
Beban perumahan adalah beban yang harus dilayani oleh transformator distribusi yang terdiri dari seluruhnya atau sebagian besar merupakan tempat
tinggal atau rumah kediaman penduduk. Beban perumahan umumnya terdiri dari peralatan-peralatan listrik seperti:
lampu penerangan, pesawat televisi, radio penerima, setrika listrik, kompor atau tungku listrik, lemari es. Air Conditioning AC dan lain sebagainya.
Besarnya beban perumahan ini dalam satu interval waktu tertentu sangat bervariasi, berubah-ubah dari waktu-kewaktu sesuai dengan kebiasaan atau
budaya penduduk setempat untuk menggunakan energi listrik, serta dipengaruhi oleh keadaan geografis atau iklim cuaca dimana perumahan tersebut terletak,
Sehingga bila diperhatikan kurva beban maka dapat dilihat variasi atau perubahan besarnya beban yang kadang-kadang lebih kecil dari rating
transformator distribusi yang melayani atau sebaiknya bahkan lebih besar dan rating transformator distribusi yang melayani.
Bila beban yang harus dilayani lebih besar dari rating transformator distribusi ini berarti transformator distribusi beroperasi melayani beban lebih.
Maka hal ini sangat mempengaruhi kemampuan transformator distribusi pada masa yang akan datang.
Pada umumnya kurva beban harian dari suatu beban perumahan mempunyai dua beban puncak yang terjadi yaitu pada pagi hari dan pada waktu malam hari,
Begitu juga halnya dengan kurva beban tahunan, mempunyai variasi atau perubahan-perubahan dan terjadinya beban puncak yang tertinggi pada waktu
musim panas ataupun pada waktu musim dingin penghujan.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
3.3.2. Beban Pertokoan Perdagangan
Yang dimaksud dengan beban pertokoan perdagangan ialah beban yang harus dilayani oleh transformator distribusi, beban ini terdiri dari suatu kelompok
pertokoan perdagangan yang terletak di pusat kota, maupun yang terletak di pinggiran kota.
Besarnya perubahan beban pertokoan selama interval waktu tertentu, misalnya besar perubahan beban pertokoan relatif lebih kecil jika dibandingkan
dengan beban perumahan sehingga faktor bebannya akan menjadi lebih besar. Jenis-jenis peralatan beban yang harus dilayani oleh transformator
distribusi untuk beban pertokoan. Pada umumnya adalah: lampu penerangan, mesin-mesin kecil, pengatur atau pendingin udara dan lain-lain.
Beban puncak pada daerah pertokoan perdagangan ini umumnya terjadi pada pagi hingga siang hari, dan pada malam hari disamping juga untuk
penerangan. Untuk beban pertokoan perdagangan masalah kesinambungan penyaluran daya menjadi perioritas yang harus dipertahankan mengingat faktor
keselamatan dan keamanan pada daerah tersebut.
3.3.3. Beban Industri Pabrik
Beban industri pabrik adalah beban yang terdiri dari suatu kelompok daerah perindustrian, yang harus dilayani oleh transformator distribusi. Beban industri
pabrik biasanya terletak terpisah dari daerah perumahan maupun pertokoan yang padat penduduknya, Hal ini dimaksudkan untuk mencegah drop tegangan yang
sering terjadi pada daerah industri sebab hal ini akan berpengaruh terhadap peralatan listrik yang terdapat pada daerah perumahan pertokoan.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
Beban yang harus dilayani oleh transformator distribusi di daerah perindustrian pabrik pada umumnya adalah motor-motor listrik yang merupakan
peralatan utama di dalam suatu pabrik industri. Suatu industri pabrik biasanya beroperasi selama 24 jam terus menerus selama satu hari dengan perubahan beban
yang relatif kecil. Hal ini berarti bahwa beban di daerah perindustrian pabrik yang harus dilayani oleh transformator distribusi relatif tetap atau hampir sama
besar setiap harinya.
3.4. Perkembangan Beban
Pada umumnya suatu sistem distribusi di desain untuk memenuhi kebutuhan atau melayani beban pada saat sekarang dan masa yang akan datang. Hal ini
sangat berguna untuk mengatasi terjadinya perubahan atau pertambahan beban, maka suatu transformator distribusi didesain dengan memperhitungkan
pertumbuhan beban, seiring kemajuan teknologi dalam hitungan hari, bulan maupun tahunan. Besarnya kemampuan suatu sistem biasanya direncanakan
sesuai dengan masalah yang timbul didalam melakukan analisa. Disini yang menjadi pokok perhatian adalah kemampuan transformator
distribusi di dalam melayani beban bila beban mengalami perkembangan pada tahun-tahun berikutnya, sehingga kapasitas rating transformator distribusi yang
harus dipasang dapat melayani suatu tipe beban tertentu dalam waktu relatif cukup lama, guna untuk memperkecil biaya operasional dan penggantian transformator
distribusi. Apabila tingkat pertumbuhan beban diketahui maka akan diketahui
pertambahan beban selama suatu priode waktu tertentu tahun dapat diperoleh berdasarkan persamaan
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
L
n
= 1+r
n
................................................. 3-6 Dimana :
L
n
= beban setelah n tahun, dinyatakan dalam per unit beban awal R
= laju pertumbuhan beban tahun, dinyatakan dalam per unit n = jumlah tahun
Besarnya nilai r untuk suatu nilai Ln akan diperoleh dalam jangka waktu tertentu hal ini sangat membantu untuk mengetahui perkembangan beban dalam
suatu priode waktu tertentu.
Mancon Sitanggang : Studi Perkiraan Umur Trasformator Distribusi Dengan Metode Tingkat Tahunan, 2009.
BAB IV PERKIRAAN UMUR TRANSFORMATOR DISTRIBUSI
4.1. Sistem per unit p,u
Menyatakan besar rugi reaktansi suatu mesin listrik dengan besaran tertentu, misalnya sekian volt, tidak dapat memberikan gambaran jelas tentang besarnya
rugi reaktansi tersebut tetapi dengan menyatakan rugi reaktansi mesin tersebut misalnya 0.08 p.u. berarti rugi reaktansi adalah 8 persen harga tegangan nominal
mesin dengan demikian diperoleh gambaran yang jelas. Disamping itu pada persoalan sistem kerja yang kompleks, banyak
digunakan trafo dengan tingkat harga tegangan berbeda-beda, sistem per unit dirasakan sekali manfaatnya.
Harga p,u = harga asli harga pangkal
Biasanya tegangan dan arus dipilih sebagai dua harga pangkal, serta harga pangkal lainnya dapat dinyatakan dengan kedua harga tersebut, tahap penggunaan
sistem per unit adalah: •
Kita pilih dua sebagai harga pangkal, biasanya harga tegangan dan arus. •
Kita ubah semua harga asli menjadi harga per unit. •
Kita gunakan didalam menyelesaikan persoalan, harga per unit sebagai besaran biasa.
• Kita ubah kembali hasil akhir perhitungan harga sistem per unit menjadi
harga aslinya, dengan mengingat bahwa: Harga asli = harga per unit x harga pangkal
Kategori