EVALUASI KEMAMPUAN TRANFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV

EVALUASI KEMAMPUAN TRANFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh:

FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

i

EVALUASI KEMAMPUAN TRANFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh:

FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA

ii

HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR

EVALUASI KEMAMPUAN TRANSFORMATOR GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV

Disusun Oleh :

FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002

Telah diperiksa dan disetujui oleh pembimbing untuk diujikan:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Slamet Suripto, M.Eng. Rahmat Adiprasetya A.H., S.T., M.Eng. NIK. 19611118199209123010 NIK. 197511112005011002

iii

HALAMAN PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Fazha Arief Nugroho

NIM : 20120120002

Program Studi : TeknikElektro Fakultas : Teknik

Universitas : Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini adalah asli hasil karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis disebutkan sumbernya dalam naskah dan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 19 September 2016 Yang menyatakan,

iv

HALAMAN PENGESAHAN TUGAS AKHIR EVALUASI KEMAMPUAN TRANSFORMATOR

GARDU INDUK CILEGON LAMA 150KV Disusun Oleh:

FAZHA ARIEF NUGROHO 20120120002

TelahDipertahankan Di Depan Tim PengujiPadaTanggal 1 Oktober 2016 Susunan Tim Penguji:

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Slamet Suripto, M.Eng. Rahmat Adiprasetya A.H., S.T., M.Eng. NIK. 19611118199209123010 NIK. 197511112005011002

Penguji

Rama OktaWiyagi, S.T., M.Eng. NIK. 19861017201504123070

Tugas Akhir Ini Telah Dinyatakan Sah Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Mengesahkan

Ketua Program Studi Teknik Elektro

Ir. Agus Jamal, M.Eng. NIK. 19660829199502123020

v DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Halaman Pengesahan Tugas Akhir ... ii

Halaman Pernyataan ... iii

Halaman Pengesahan Tugas Akhir ... iv

Daftar isi ... v

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... ix

Halaman Persembahan ... x

Motto ... xii

Abstrak ... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Faedah yang diharapkan ... 3

1.5 Tujuan Penelitian ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 4

vi

2.2.1 Penyaluran Tenaga Listrik ... 5

2.2.2 Gardu Induk ... 7

2.2.3 Jenis Gardu Induk ... 7

2.2.4 Komponen dan Gardu Induk ... 9

2.3 Peramalan ... 12

2.3.1 Metode Peramalan ... 13

2.3.2 Model Peramalan Beban ... 17

2.3.3 Faktor Penting Untuk Peramalan ... 18

2.4 Kebutuhan Beban ... 18

2.4.1 Karakteristik Beban ... 18

2.4.2 Beban Rata-rata ... 19

2.4.3 Faktor Beban ... 19

2.5 Evaluasi Kemampuan Transformator ... 19

2.5.1 Tentang Transformator ... 20

2.5.2 Transformator Tanpa Beban ... 21

2.5.3 Arus Penguat ... 23

2.5.4 Transformator dalam Keadaan Berbeban ... 23

2.5.5 Pembebanan Transformator ... 25

2.5.6 Peramalan Pembebanan Transformator ... 25

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi Kajian ... 27

vii

3.3 Alat dan Bahan ... 28

3.4 Metode Analisa ... 28

BAB IV DATA DAN ANALISA DATA PENELITIAN 4.1 Data Penelitian ... 29

4.2 Analisa Data Penelitian ... 29

4.3 Peramalan Beban Trafo dan Faktor yang Mempengaruhi Beban ... 34

4.3.1. Peramalan Beban Trafo I di GI Cilegon lama ... 34

4.3.2 . Peramalan Beban Trafo II di GI Cilegon lama ... 41

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ... 48

5.2 Saran ... 49

DAFTAR PUSTAKA ... 50

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jaringan sistem tenaga listrik ... 6

Gambar 2.2 Tipe cangkang dan tipe inti pada kumparan transformator ... 19

Gambar 2.3 Rangkaian Trafo tanpa beban ... 20

Gambar 2.4 Arus Penguat ... 21

Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan berbeban ... 22

Gambar 4.1 Grafik Pertumbuhan beban Trafo 1 2010-2015 ... 30

Gambar 4.2 Grafik Pertumbuhan beban Trafo II 2012-2015 ... 32

Gambar 4.3 Grafik Pertumbuhan beban Trafo 1 GI Cilegon lama ... 39

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Beban Trafo I ... 30 Tabel 4.2 Data Spesifikasi Trafo I ... 30

Tabel 4.3 Data Beban Trafo II ... 31 Tabel 4.4 Data Spesifikasi Trafo II ... 31

Tabel 4.5 Data Penduduk dan PDRB kota Cilegon ... 32

Tabel 4.6 Perhitungan Prediksi Penduduk dan PDRB 15 Tahun Mendatang ... 33 Tabel 4.7 Beban dan Faktor yang Mempengaruhi Trafo I 56 MVA ... 34

Tabel 4.8 Perhitungan Persamaan Regresi pada Trafo I ... 35 Tabel 4.9 Hasil Peramalan dengan Metode Regresi pada Trafo I

GI Cilegon Lama 150 kV56 MVA ... 38

Tabel 4.10 Beban dan Faktor yang Mempengaruhi Trafo II 60 MVA ... 40

Tabel 4.11 Perhitungan Persamaan Regresi pada Trafo II ... 40 Tabel 4.12 Hasil Peramalan dengan Metode Regresi pada Trafo II

GI Cilegon Lama 150 kV60 MVA ... 44

x Assalamualaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala kemudahan, rahmat, dan hidayah-Nya yang diberikan kepada kita sehingga kita dapat menjalankan amanah yang menjadi tanggung jawab kita. Sholawat serta salam senantiasa selalu tercurah kepadajunjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga, serta sahabatnya. Semoga kita semua menjadi pengikutnya hingga akhir zaman aamiin.

Adapun maksud dari disusunnya penelitian tugas akhir iniadalahsebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik elektro di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Judul yang penulis ajukan adalah “Evaluasi Kemampuan Transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 KV”.

Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini, penulis tidak bisa terlepas dari banyak pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulismengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Allah SWT. tidak cukup terimakasih untuk semua yang diberikan-Nya. 2. Nabi Muhammad SWT sebagai tauladan, panutan bagi umat manusia. 3. Orang tua serta ktiga adikku dan seluruh keluarga besar yang

senantiasa memberikan doa dan dukungan.

4. Bapak Ir Agus Jamal , M.T., selaku kepala program studi teknik elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

xi

5. Bapak Ir Slamet Suripto, M.Eng. selaku pembimbing 1 yang telah memberikan bimbingan.

6. Bapak Rahmat Adiprasetya S.T., M.Eng. selaku pembimbing 2 yang senantiasa meluangkan waktu untuk mendampingi memberikan bimbingan, solusi, serta nasehat.

7. Seluruh teman-teman keluarga besar Teknik Elektro UMY, KMTE, khususnya Elektro’12 yang telah menjadi keluarga penulis selama menjalani studi strata satu, kalian tidak akan pernah tergantikan sampai kapanpun.

8. Sahabat saya terkhusus Dea Adelita, Amd.Keb yang selali mendukung dan mendoakan untuk kelancaran penulisan skripsi ini.

9. Semua pihak yang terkait dari awal hingga akhir pengerjaan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Terimakasih atas kerjasama dan dukungannya.

Semoga amal baik Bapak / Ibu / Saudara / Saudari diberikan balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

Akhirnya, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua yang membaca dan menikmatinya.

WassalamualaikumWr. Wb. _{Yogyakarta, 2 Oktober 2016}

xii MOTTO

“

,

”

-Fazha Arief Nugroho-

“

,

mencoba. Karena

!”

-Fazha Arief Nugroho-

“P

.

. D

hanyalah sebuah visi. Tetapi hari ini yang sungguh nyata.

Menjadikan kemarin sebagai mimpi bahagia, dan setiap hari esok

sebagai

”

xiii

ABSTRAK

Pemakaian energi listrik oleh konsumen setiap tahunnya semakin meningkat sesuai dengan perkembangan ekonomi, pertambahan jumlah penduduk, dan rencana pengembangan pada masa sekarang dan yang akan datang. Peningkatan kebutuhan beban yang terpakai pertahun pada gardu induk dapat berpengaruh pada kemampuan kapasitas dari transformatornya.

Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui kemampuan transformator gardu induk 150 kV Cilegon Lama-Banten dalam penggunaan kurun waktu 15 tahun mendatang sehingga diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan dalam operasional gardu induk ybs. Metoda yang digunakan adalah metode Regresi Linier Ganda.

Evaluasi kemampuan transformator pada penelitian ini menggunakan data beban puncak rata-rata mulai dari tahun 2010 samapai dengan 2015. Hasil dari analisa yang menunjukan bahwa diperoleh angka perkiraan pembebanan GI Cilegon Lama pada transformator unit I 56 MVA pada tahun 2026 adalah sebesar sebesar 44,27 MVA dan batas maksimal transformator sampai dengan tahun 2029 adalah sebesar 54,94 MVA.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sumber daya listik merupakan salah satu kebutuhan yang diperlukan oleh

masyarakat umum di berbagai wilayah. Listrik digunakan mulai dari skala rumah

tangga hingga industri besar khususnya di wilayah perkotaan. Kebutuhan listrik

setiap tahun mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya pertumbuhan

penduduk di Indonesia. Hasil data pertumbuhan penduduk menunjukkan bahwa

jumlah penduduk Indonesia selama dua puluh lima tahun mendatang terus

meningkat yaitu dari 238,5 juta pada tahun 2010 menjadi 305,6 juta pada tahun

2035. Peningkatan jumlah penduduk dari tahun ke tahun perlu diimbangi dengan

penyediaan sumber listrik yang mencukupi. Kebutuhan listrik juga dapat

disebabkan karena pertumbuhan ekonomi dan perubahan pola gaya hidup

masyarakat. Data BPS menunjukan bahwa pertumbuhan ekonomi di Indonesia

pada tahun 2014 sebesar 5,2% sampai 5,3%.

Gardu Induk merupakan komponen yang memegang peranan penting

dalam suplay listrik ke konsumen. Permintaan listrik dari konsumen yang cukup

tinggi maka semakin besar pula beban yang ditanggung oleh gardu induk. Apabila

beban listrik yang ditanggung Gardu induk semakin tinggi dan melebihi dari

kapasitas gardu induk maka gardu induk akan mengalami overload_{. Untuk}

2

kemampuan Transformator dalam mensuplai beban. Kapasitas gardu induk perlu

diketahui dan diteliti lebih lanjut dan direncanakan harus menjangkau

kemungkinan pertumbuhan beban untuk masa-masa yang akan datang. Dengan

demikian diharapkan adanya keserasian dan kontinyuitas dari perencanaan dan

pertumbuhan beban sehingga dapat ditentukan kapan dan berapa besar kapasitas

transformator yang perlu ditambahkan pada suatu gardu induk atau kapan dan

berapa besar kapasitas gardu induk baru perlu dibangun di wilayah banten.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dari penelitian ini adalah :

1. Seberapa besar pertumbuhan penduduk di Cilegon tiap tahunnya.

2. Seberapa besar pertumbuhan beban di Gardu Induk Cilegon Lama tiap

tahunnya.

3. Bagaimana pengaruh pertumbuhan beban tiap tahunnya terhadap

kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 KV.

1.3 Batasan Masalah

. Penulisan tugas akhir ini tidak terlalu luas dan ruang lingkupnya menjadi

jelas, maka pembahasan difokuskan pada masalah evaluasi kemampuan

transformator dengan asumsi 15 tahun kedepan menggunakan metode regresi.

Evaluasi ini untuk mengetahui apakah Gardu Induk Cilegon masih mampu atau

tidak dalam melayani beban dalam 15 tahun ke depan. Penelitian evaluasi

kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150 kVdibatasi pada

penggunaan data laporan beban puncak dari tahun 2010 sampai 2015 pada gardu

3 1.4 Tujuan Penelitian

1. Meramal beban dengan beban puncak Gardu Induk Cilegon Lama 150KV

dengan metode regresi linier.

2. Untuk mengetahui pengaruh perkembangan beban terhadap kemampuan

transformator Gardu Induk Cilegon Lama 150KV.

3. Untuk mengetahui batas kemampuan transformator Gardu Induk Cilegon

Lama 150KV berdasarkan peramalan beban.

1.5 Faedah yang diharapkan

Faedah yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah:

1. Bagi Peneliti

Peneliti diharapkan dapat memberikan wawasan dan pengetahuan mengenai

kemampuan suatu gardu induk 150 kV di wilayah Provinsi Banten.

2. Bagi PLN Cilegon

Diharapkan dapat memberikan penjelasan dan masukan terhadap pihak PLN,

mengenai kemampuan Gardu Induk 150 kV di wilayah Banten berdasarkan

kenaikan pertumbuhan beban yang terjadi dan untuk memberikan kemampuan

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 TINJAUAN PUSTAKA

 Safriyudin (2011), penelitian terhadap transformator jaringan distribusi 20 KV di APJ Yogyakarta. Dalam perhitungan regresi linier yang dilakukan pada transformator 20KV mendapat kan nilai error 13,3% dari standarisasi PLN sebesar batas pemakaian transformator. Maka waktu pakai tranformator berkurang selama 8 bulan dari standarisasi pemakaian transformator selama 5 tahun. Maka sisa waktu pemakaian transformator adalah 4 tahun 4 bulan.

 Elias K. B (2013) ,penelitian terhadap pembebanan transformator Gardu Induk 150 KV Wirobrajan. Standar toleransi kelayakan kapasitas transformator wirobrajan sebesar 85% yaitu 50,89 MVA untuk fungsi eksponensial dan 48.07 MVA dengan fungsi polynomial dengan arus pembebanan 84,81% yaitu sebesar 230,72 ampere tercapai pada tahun 2025.

 Ary Nugraha T, S (2014) Penelitian penulis terhadap perkembangan beban listrik di kecamatan Ranah Pesisir. Prediksi beban listrik Kec. Ranah Pesisir mulai tahun tahun 2010 sampai tahun 2025 menggunakan metode persamaan eksponensial dengan nilai standard error estimasi yang terkecil, sehingga didapatkan hasil prediksi pada tahun 2010 pelanggan akan diperkirakan menjadi 4.078,17 pelanggan dan tahun 2025 menjadi

5

9.575,38 pelanggan, untuk daya tersambung pada tahun 2010 diperkirakan menjadi 3.190.010,45 VA dan tahun 2025 menjadi 14.401.741,92, dan untuk pemakaian energy listrik diperkirakan menjadi 326.464,06 kWh dan tahun 2025 menjadi 1.602.199,84 kWh

2.2 DASAR TEORI

2.2.1 Penyaluran Tenaga Listrik

Sistem penyaluran tenaga listrik dari pembangkit tenaga listrik kekonsumen (beban), prosesnya melalui beberapa tahap, yaitu daripembangkit tenaga listrik penghasil energi listrik, disalurankan ke jaringantransmisi (SUTET) langsung ke gardu induk. Dari gardu induk tenaga listrik disalurkan ke jaringan distribusi primer (SUTM), dan melalui gardu distribusi langsung ke jaringan distribusi sekuder (SUTR), tenaga listrik dialirkan kekonsumen.

Jaringan tenaga listrik secara garis besar terdiri dari pusat pembangkit, jaringan transmisi (gardu induk dan saluran transmisi) dan jaringan distribusi, seperti diperlihatkan pada gambar 2.2

Gambar 2.1 Jaringan Sistem Tenaga Listrik

P _G

TRANSMISI GARDU

INDUK

DISTRIBUSI PUSAT LISTRIK

6

Sistem tenaga listrik secara keseluruhan merupakan suatu rangkaian terpadu yang terdiri dari 3 komponen yaitu :

a. Pusat listrik/ pembangkit tenaga listrik seperti : PLTU, PLTA, PLTG, PLTS dan PLTGU, yang berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya.

b. Saluran transmisi, berfungsi menyalurkan daya listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban atau gardu induk.

c. Jaringan distribusi, yang berfungsi mendistribusikan daya listrik dari gardu induk ketiap-tiap beban.

Jaringan distribusi dibagi lagi menjadi beberapa bagian yang mempunyai komponen utama sistem distribusi, yaitu :

1. Jaringan distribusi primer

Jaringan distribusi primer menyalurkan daya dari sisi sekunder trafo gardu induk ke sisi primer transformator distribusi. Pada umunya memiliki tegangan 20 kV.

2. Jaringan distribusi sekunder

Jaringan distribusi sekunder atau jaringan tegangan rendah berfungsi menyalurkan daya dari gardu distribusi sampai kepada para pemakai atau konsumen. Jaringan distribusi sekunder pada umumnya mempunyai tegangan 220 Volt, secara umum sistem distribusi tenaga listrik dari pembangkit sampai ke beban tegangan rendah.

7

2.2.2 Gardu Induk

Gardu induk adalah suatu instalansi yang terdiri dari peralatan listrik yang berfungsi untuk :

1. Menaikkan dan menurukan tegangan system.

2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan pengaman dari sistem tenaga listrik.

3. Penyaluran daya ke gardu lain melalui jaringan transmisi.

2.2.3 Jenis Gardu Induk

1. Berdasarkan pemasangan peralatan dibagi menjadi: a) Gardu induk pasangan dalam

Adalah gardu induk listrik dimana semua peralatannya dipasang didalam gedung atau diruang tertutup.

b) Gardu induk pasangan luar

Adalah gardu induk semua atau sebagian besar peralatannya ditempatkan diluar gedung kecuali peralatan control, proteksi, dan sistem kendali serta alat bantu lainnya.

c) Gardu induk kombinasi a dan b

Adalah gardu induk yang peralatan swicth gear berada didalam gedung dan sebagian dari swicth gear ada diluar gedung seperti gantri (tie line) dari SUTT sebelum masuk kedalam swicth gear dan transformator berada diluar gedung.

8

2. Berdasarkan fungsi gardu induk dibedakan menjadi: a) Gardu induk distribusi

Gardu induk yang menyalurakan tenaga listrik dari tegangan sistem ke sistem tegangan distribusi.

b) Gardu induk pengatur beban

Gardu induk yang berfungsi mengatur beban, pada gardu induk tersebut terpasang beban motor yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga listrik, motor menjadi generator atau menjadi beban dengan generator. c) Gardu induk pengatur tegangan

Gardu induk jenis ini biasannya terletak jauh dari pusat pembangkit sehingga tegangan jatuh (voltage drop) transimisi sangat besar sehingga diperlukan alat penaik tegangan seperti bank kapasitor sehingga tegangan menjadi baik.

d) Gardu induk penurun tegangan

Adalah gardu induk yang berfungsi menurukan tegangan seperti tegangan sistem primer menjadi tegangan rendah yaitu tegangan ditribusi.

e) Gardu induk penaik tegangan

Adalah gardu induk yng mempunyai fasilitas untuk menaikkan tegangan yaitu tegangan pembangkit dinaikkan dari tegangan sistem untuk efisiensi sehingga dapat dihubungkan dengan pusat beban yang lokasinya sangat jauh.

9

2.2.4 Komponen dan Fungsi Gardu Induk

1. Transformator Daya

Berfungsi mentranformasikan daya listrik, dengan merubah besaran tegangannya, sedangkan frequensinya tetap. Tranformator daya juga berfungsi

untuk pengaturan tegangan. Transformator daya dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk mendapatkan titik neutral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya adalah pentanahan trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR).

2. Neutral Grounding Resistance (NGR)

Komponen yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan. Berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi. Diperlukan proteksi yang praktis dan biasanya tidak terlalu mahal, karena karakteristik relay dipengaruhi oleh sistem pentanahan neutral.

3. Circuit Breaker (CB)

Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Karena pada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada

CB dilengkapi dengan pemadam busur api. Pemadam busur api berupa :

 Minyak (OCB)

 Udara (ACB).

10

4. Disconnecting Switch (DS)

Adalah peralatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Dalam GI, DS terpasang di :

 Transformator Bay (TR Bay).

 Transmission Line Bay (TL Bay).

 Busbar.

 Bus Couple.

Karena DS hanya dapat dioperasikan pada kondisi jaringan tidak berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB. Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.

5. Lightning Arrester (LA)

Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu induk dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lighthing surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung (switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan), LA bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dalam keadaan terjadi gangguan yang menyebabkan LA bekerja, maka LA bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.

6. Current Transformer (CT)

Current transformator adalah peralatan pada system tenaga listrik yang mengubah besaran arus dari tinggi ke rendah ataupun sebaliknya sesuai dengan kebutuhan yang di perlukan.

11

7. Potential Transformer (PT)

Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada sistem tenaga listrik,menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan proteksi. Mengisolasi

rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, dengan memisahkan instalasi

pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.

8. Trafo Pemakaian Sendiri (TPS)

Berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 phasa 220/ 380 Volt. Digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain untuk :

 Penerangan di swtich yard, gedung kontrol, halaman GI dan sekeliling GI.

 Alat pendingin (AC).

 Rectifier.

 Pompa air dan motor-motor listrik.

 Peralatan lain yang memerlukan listrik tegangan rendah. 9. Rel (Busbar)

Berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan (connecting) antara transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya yang ada pada switch yard.

Komponen rel (busbar) antara lain :

12

 Insulator String & Fitting (Insulator, Tension Clamp, Suspension Clamp, Socket Eye, Anchor Sackle, Spacer)

2.3 Peramalan

Pada dasarnya peramalan merupakan suatu dugaan atau perkiraaan atas terjadinya kejadian di waktu yang akan datang. Peramalan ini diperlukan karena adanya perbedaan waktu antara kesadaran akan peristiwa atas kebutuhan mendatang dengan waktu peristiwa itu sendiri. Apa bila perbedaan waktu tersebut panjang maka suatu peramalan akan sangat dibutuhkan terutama dalam penentuan suatu peristiwa yang muncul sehingga dapat dipersiapkan langkah-langkah antisipasi yang diperlukan guna menghadapi peristiwa tersebut.

Peramalan dibedakan menjadi dua macam (Assauri,1984) yaitu : a) Permalan kualitatif

Peramalan kualitatif merupakan peramalan yang didasarakan atas data kumulatif pada masa lalu. Hasil peramalan yang dibuat sangat tergantung pada orang yang menyusunnya. Hal ini penting sebab hasil peramalan tersebut ditentukan berdasarkan intuisi, pendapat dan pengetahuan serta pengalaman penyusun.

b) Peramalan kuantitatif

Peramalan kuantitatif merupakan peramalan yanng dibuat sangat tergantung pada metode yang digunakan dalam peramalan tersebut. Baik tidakanya metode yang digunakan ditentukan oleh perbedaan antara hasil peramalan dengan kenyatan yang terjadi. Semakin kecil penyimpangan

13

antara hasil peramalan dan kenyataan maka metode peramalan tersebut semakin baik.

Menurut jangka waktunya, peramalan dibagi menjadi tiga periode, sesuai dengan materi yang diramalkannya. Dalam peramalan beban listrik, periode peramalannya dibagi menjadi 3 yaitu:

1. Peramalan Jangka Panjang

Merupakan peramalan yang memperkirakan keadaan dalam waktu beberapa tahun ke depan. Tujuannya adalah untuk mempersiapkan ketersediaan unit pembangkit, sistem transmisi, dan distribusi.

2. Peramalan Jangka Menengah

Merupakan peramalan dalam jangka waktu bulanan atau mingguan. Tujuannya untuk mempersiapkan jadwal persiapan dan operasional pembangkit.

3. Peramalan Jangka Pendek

Merupakan peramalan dalam jangka waktu harian hingga tiap jam. Biasa digunakan untuk studi perbandingan beban listrik perkiraan aktual.

2.3.1 Metode peramalan

Metode Peramalan Beban yang biasa digunakan oleh banyak perusahaan listrik dewasa ini secara umum dapat dibagi menjadi lima kelompok besar yaitu sebagai berikut :

1. Metode Analitis (End Use)

Metode analitis adalah metode yang disusun berdasarkan data analisis penggunaan akhir tenaga listrik pada setiap sektor pemakai.

14

2. Metode Ekonometri

Metode Ekonometri adalah metode yang disusun berdasarkan kaidah ekonomi dan statistik.

3. Metode Time Series

Metode Time Series adalah metode yang disusun berdasarkan hubungan data-data masa lalu tanpa memperhatikan faktor-faktor penyebab (pengaruh ekonomi, iklim, teknologi dan sebagainya).

4. Metode Gabungan (Metode Analitis dan Metode Ekonometri)

Metode yang merupakan gabungan dari beberapa metode (analitis dan ekonometri). Sehingga akan didapat suatu metode yang tanggap terhadap pengaruh aktivitas ekonomi, harga listrik, pergeseran pola penggunaan, kemajuan teknologi, kebijaksanaan pemerintah dan sosio demografi.

5. Metode regresi

Regresi merupakan metode yang paling sering digunakan dalam perhitungan statistik. Peramalan regresi beban listrik biasa digunakan untuk mencari hubungan antara konsusmsi energi dan faktor lain seperti cuaca, tipe hari, maupun jenis konsumen. Metode regresi merupakan metode perkiraan yang mengasumsikan faktor yang diperkirakan menunjukkan hubungan sebab – akibat dengan satu atau lebih variabel bebas, sehingga metode ini bertujuan untuk mengetahui bentuk hubungan tersebut dan memperkirakan nilai mendatang dari variabel tidak bebas. Ada beberapa metode regresi yang dapat digunakan untuk memperkirakan beban GI, diantaranya adalah metode regresi linier dan regresi eksponensial.

15

a. Regresi Linier

Persamaan umum dari regresi linier ini adalah :

= + (1)

dimana :

= nΣ − Σ_{n Σ − Σ}Σ (2)

=� − � (3) keterangan :

y = variabel tidak bebas x = variabel bebas a = koefisien intersepsi b = koefisien kemiringan

b. Regresi Eksponensial

Ada beberapa jenis trend yang tidak linier tetapi dapat dibuat linier dengan jalan melakukan transformasi. Misalkan trend eksponensial =� + dapat diubah menjadi:

�� =ln� ( + ) (4) Karena log e = 1, maka:

�� = + (5)

Jika ln y = y’, maka persamaannya akan menjadi persamaan linier, yaitu:

16

c. Regresi Linier Berganda

Regresi linier berganda adalah analisis regresi yang menjelaskan hubungan antara peubah respon (variabel dependen) dengan faktor-faktor yang mempengaruhi lebih dari satu prediktor (variabel independen).

Regresi linier berganda hampir sama dengan regresi linier sederhana, hanya saja pada regresi linier berganda variabel bebasnya lebih dari satu variabel penduga. Tujuan analisis regresi linier berganda adalah untuk mengukur intensitas hubungan antara dua variabel atau lebih dan membuat prediksi perkiraan nilai Y atas X.

Secara umum model regresi linier berganda untuk populasi adalah sebagai berikut:

Y = a + b1X1+ b2X2

Untuk mendapatkan nilai b1 b2 dan a, dengan menggunakan persamaan

berikut:

∑X12 _{= ∑}

X12 - ∑ ∑X22_{== ∑}

X22 - ∑ ∑Y2== ∑ Y − ∑

∑X1Y== ∑ X1Y -

∑� y

∑X2Y== ∑ X2Y –

∑ y

∑X1X2== ∑ X1X2 - ∑� �

Sehingga,

b

1 =

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

17

b

2=

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

[(∑ ∑ ) − ∑ ²]

a

=

∑ − b ∗∑ − b ∗∑

2.3.2 Model Peramalan beban

Tahapan akhir dari penyusunan peramalan beban adalah pembuatan model. Dari model tersebut akan dihitung kebutuhan tenaga listrik. Model yang dimaksud disini adalah suatu fungsi matematis untuk memformulasikan kebutuhan tenaga listrik sebagai fungsi variabel yang dipilih. Untuk keperluan penyusunan peramalan kebutuhan tenaga listrik, model yang digunakan adalah sebagai berikut

1. Model Sektoral

Pada model ini menggunakan pendekatan sektoral pemakai dan dengan menggunakan metode gabungan. Model ini digunakan untuk menyusun peramalan tingkat distribusi/wilayah.

2. Model Lokasi

Model ini serupa dengan model sektoral, dengan penyederhanaan pada beberapa variabel/asumsi. Metode ini digunakan untuk menyusun peramalan tingkat pusat beban (LoadCentre).

3. Model Gardu Induk

Metode ini menggunakan metode time series (moving average time series), dengan input tunggal beban puncak bulanan gardu induk. Model ini digunakan untuk menyusun peramalan beban gardu induk.

18

2.3.3 Faktor Penting Untuk Peramalan

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan adalah faktor cuaca, kelompok konsumen dan waktu. Peramalan jangka menengah dan panjang menggunakan data historis beban dan cuaca, banyaknya pelanggan dalam kelompok yang berbeda dan banyaknya listrik dalam suatu area. Beban dalam minggu yang berbeda juga berbeda-beda sifat. Kondisi cuaca juga mempengaruhi beban listrik. Faktanya, parameter ramalan cuaca merupakan faktor yang paling penting pada peramalan beban jangka pendek.

2.4 Kebutuhan Beban

Kebutuhan sistem tenaga listrik adalah beban terminal terima secara rata-rata dalam suatu selang waktu tertentu. Kebutuhan listrik pada suatu daerah tergantung dari keadaan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan rencana pengembangan pada waktu mendatang.

2.4.1 Karakteristik Beban

Secara umum menurut kegiatan pemakaian listrik, konsumen listrik dapat dikelompokan menjadi konsumen rumah tangga, komersil, publik dan industri. Konsumen-konsumen tersebut memiliki karakteristik beban yang berbeda, hal ini berhubungan dengan pola konsumsi energi listrik pada masing-masing konsumen. Untuk konsumen rumah tangga pola pembebanan ditunjukan oleh adanya fluktuasi konsumsi listrik yang cukup besar. Pada konsumen industri fluktuasi energi listrik hampir sama sehingga perbandingan beban rata-rata dengan beban

19

puncak hampir mendekati satu, sedangkan pada konsumen komersil akan mempunyai beban puncak pada malam hari.

2.4.2 Beban Rata-Rata

Beban rata-rata (Br) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang terpakai dengan waktu periode tertentu. Untuk periode satu tahun persamaan nya adalah sebagai berikut:

�� = ��ℎ� � _�� �ℎ (6)

2.4.3 Faktor Beban

Didefinisikan sebagai perbandingan antara beban rata-rata dengan beban puncak yang diukur pada suatu periode tertentu. Beban puncak yang dimaksud adalah beban puncak sesaat dalam selang waktu tetentu. Persamaan faktor beban ditulis sebagai berikut:

�

_{� =} �� �� � � −� �� � � � �

Beban rata-rata akan selalu akan lebih kecil dari beban puncak , sehingga faktor beban akan selalu lebih kecil dari satu.

2.5 Evaluasi Kemampuan Transformator

 Definisi kemampuan : kemampuan suatu benda untuk digunakan atau memproduksi atau menghasilkan.

20

 Definisi evaluasi menurut Wrightstone (1956): penaksiran atau penilaian terhadap pertumbuhan dan kemajuan kearah tujuan atau nilai nilai yang telah ditetapkan.

 Kemampuan transformator : kemampuan transformator untuk digunakan mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya sesuai dengan nilai dari kapasitas transformator yang telah ditetapkan

Dari definisi definisi tersebut maka evaluasi kemampuan transformator dapat diartikan sebagai penaksiran atau penilaian terhadap kemampuan transformator untuk digunakan mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya sesuai dengan nilai dari kapasitas transformator yang telah ditetapkan.

2.5.1 Tentang Transformator

Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk mentransformasikan daya atau listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet yang berdasakan prinsip induksi elektro magnet. Prinsip transformator adalah hukum ampere dan hukum faraday, yaitu: arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapet menimbulkan arus listrik. Transformator digunakan secara luas baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Pengunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai, dan ekonomis

21

untuk tiap-tiap keperluaan misalnya akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokan menjadi

1. Transfomasi daya 2. Transformator distribusi

3. Transformator pengukuran (transformator arus dan transformator tegangan).

Kerja transformator berdasarkan induksi elektro magnet, menghendaki adanya gandengan mangnet antara ranfgakain primer dan rangkain sekunder. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara melilitakan kumparan pada inti, dikenal dua macam transfomator yaitu tipe inti dan tipe cangkang.

Gambar 2.2 tipe cangkang dan tipe inti pada kumparan transformator

2.5.2 Transformator Tanpa Beban

22

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirkan arus primer Io yang juga sinusoid

dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni, Io akan tertinggal 900 dari

V1 (gambar 2). Arus primer Io menimbulkan fluks (Φ) yang sefasa juga berbentuk

sinusoid.

Φ = Φmaks sin ωt

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 ( Hukum Faraday)

e 1 = – N 1 . d Φ/dt

e1 = – N1. d(Φmaks sin ωt)/dt = -N1.ω.Фmaks.cosωt (tertinggal 90º dari Ф)

harga efektifnya adalah E1 = N1.2 p ƒФmaks / Ö2 = 4.44 n1. ƒФmaks

Pada rangkaian skunder, fluks (Ф) bersama tadi menimbulkan e1 = – N2. d Φ/dt

e1 = – N2. ω.Фmaks.cosωt

E2 = 4.44 N2. ƒФmaks

E1/E2 = N1/N2

Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor E1 / E2 = V1 / V2 = N1 / N2 = a.

a = perbandingan transformasi

Dalam hal ini tegangan induksi E1 mempunyai kebesaran yang sama tetapi

23

2.5.3 Arus Penguat

Arus primer Io yang mengalir pada saat kumparan sekunder tidak dibebani disebut arus penguat. Dalam kenyataannya arus primer Io bukanlah merupakan arus induktif murni, sehingga ia terdiri atas dua komponen ( Gambar 2.4 )

Gambar 2.4 Arus Penguat

1. Komponen arus pemagnetan IM, yang menghasilkan fluks (Φ). Karena sifat besi yang non linear (ingat kurva B-H) , maka arus pemagnetan IM dan juga fluks (Ф) dalam kenyataannya tidak berbentuk sinusoid (Gambar4).

2. Komponen arus rugi tembaga Ic, menyatakan daya yang hilang akibat adanya rugi histerisis dan arus ‘eddy’. Ic sefasa dengan V1, dengan

demikian hasil perkalian (Ic x V1) merupakan daya (watt) yang hilang.

2.5.4 Transformator dalam Keadaan Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban Z1, I2 mengalir

24

Gambar 2.5 Transformator dalam keadaan berbeban

Arus beban I2 ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) N2I2 yang

cenderung menentang fluks (Ф) bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan IM. Agar fluks bersama itu tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus

mengalir arus I’2, yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban I2,

hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi : I1= Io + I’2

Bila rugi besi diabaikan ( Ic diabaikan ) maka Io = IM

I1 = IM + I’2

Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan oleh arus pemagnetan IMsaja, berlaku hubungan :

N1 IM = N1 I1– N2 I2

N1 IM = N1 ( I1–I’2) – N2 I2

Hingga N1I’2 = N2 I2

Karena nilai IM dianggap kecil maka : I1= I’2

25

2.5.5 Pembebanan Transformator

Pembebanan transformator didapat dari hasil peramalan beban dibagi dengan kapasitas transformator, kapasitas transformator didapat dari data transformator yang dipakai.

% = _� � � % (8)

Keterangan:

� : pemakaian beban pada bulan t

� : Kapasitas trafo (data)

2.5.6 PeramalanPembebanan Transformator

Peramalan beban adalah suatu cara memperkirakan atau menggambarkan beban dimana masa yang akan datang, model pendekataan peramalan:

St = S0 _ (9)

Dimana,

St : pemakaian beban pada tahun t (yang diramalkan)

So : Pemakaian beban tenaga listrik (MVA) dasar pada tahun perhitungan tahun

pertama

 : Pertumbuhan beban rata-rata yang diamati (faktor pengali) Y : Hasil persamaan pendekatan

26

b. Untuk mencari nilai Pertumbuhan beban () menggunakan rumus:



=

��− ��−

��−

x 100%

(10) Dengan,

: Pertumbuhan beban pertahun

� : Rata-rata beban pertahun ke-n (MVA)

27

BAB III

METODE PENELITIAN

Penelitian yang dilakukan ini memperkirakan kebutuhan energi listrik dimasa yang akan datang. Memperkirakan perkembangan beban listrik dilakukan secara deskriptif yaitu metode yang mengamati perkembangan beban listrik tiap-tiap beban pelanggan. Jika perkiraan beban listrik dilakukan secara tanpa melihat disetiap sektor maka kemungkinan penyimpangan yang terjadi sangat besar. Oleh karena itu metode ini memberikan perhitungan yang lebih baik dan teliti.

Metode penelitian ini akan menyajikan empat hal pokok yaitu: lokasi kajian, pengumpulan data, bahan dan alat yang digunakan, dan metode analisa. 3.1 Lokasi Kajian

Lokasi kajian tugas akhir ini dilakukan pada PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali (P3BJB) Area Pelaksana Pemeliharaan (APP) Cilegon – Banten.

3.2 Pengumpulan Data

Analisa dalam perhitungan suatu penelitian sangat perlu sekali untuk mengumpulkan data-data yang dibutuhkan guna mempermudah jalannya penelitian. Data yang didapatkan bersumber dari PT.PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali (P3BJB) Area Pelaksana Pemeliharaan(APP) Cilegon. Adapun data-data yang diperlukan adalah sebagai berikut :

a. Data pemakaian beban puncak mulai dari 2010 sampai 2015. b. Kapasitas trafo.

c. Data BPS Cilegon tentang pertumbuhan penduduk dan Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) mulai dari 2010-2015. 3.3 Alat dan Bahan

28

Penelitian yang digunakan, maka penyusun memerlukan alat dan bahan yang digunakan sebagai berikut :

a. Satu unit laptop acer 4750z dengan Intel (R) Core B940.

b. Data pemakaian beban puncak GI Cilegon 150 kV mulai dari 2010 sampai 2015.

c. Data BPS Cilegon tentang pertumbuhan penduduk dan PDRB mulai dari tahun 2010-2015.

d. Referensi berbagai macam buku yang berkaitan dalam proses penyusunan skripsi.

3.4 Metode Analisa

Data yang digunakan adalah data beban puncak GI Cilegon Lama dan data BPS Cilegon tentang Jumlah Penduduk dan PDRB (Produk Domestik Regional Bruto). Dengan menggunakan metode regresi linier ganda untuk mencari pertumbuhan beban tiap tahunnya. Beban sebagai variabel tak bebas (Y) Jumlah penduduk dan PDRB sebagai variabel bebas (X1 dan X2), a sebagai konstanta dan

b1,b2 sebagai koefisien regresi di peroleh melalui persamaan regresi. Rumus

regresi linier ganda untuk peramalan beban yaitu: Y = a + b1X1+ b2X2

Keterangan:

Y = Variabel tak bebas a = konstanta

b1, b2= koefisien regresi X1 ,X2 = variabel bebas

29

BAB IV

DATA DAN ANALISA DATA PENELITIAN 4.1 Data Penelitian

Data yang digunakan dalam mengevaluasi kemampuan gardu induk Cilegon 150 KV 15 tahun mendatang adalah data pemakaian energi listrik tahun 2010 sampai dengan tahun 2015 pada transformator I dengan kapasitas 56 MVA dan data pemakaian energi listrik tahun 2012 sampai dengan tahun 2015 pada transformator II dengan kapasitas 60 MVA, data kependudukan dan PDRB dari BPS kota cilegon tahun 2010-2015.

4.2 Analisa Data Penelitian

Analisa data penelitian diawali dengan menganalisis beban puncak tertinggi, menganalisa dan mengasumsikan pertumbuhan pemduduk dan PDRB, menghitung pemakaian beban dalam MVA pada transformator, membuat persamaan pendekatan metode regresi linier berganda, meramalkan pembebanan untuk mengetahui batas kemampuan transformator. Dengan persamaan regresi linier ganda yaitu:

Y = a + b1X1+ b2X2

Keterangan:

Y = Variabel tak bebas a = konstanta

b1, b2= koefisien regresi

30

Dari penelitian di GI Cilegon Lama, didapatlah data yang dibutuhkan untuk peramalan beban yaitu data beban puncak GI Cilegon Lama pada trafo I dan II dengan uraian sebagai berikut:

4.1 Tabel Data Beban Trafo I

Bulan 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Januari 17.9 MVA 20 MVA 19.5 MVA 22.5 MVA 22.5 MVA 22.5 MVA

Februari 16.7 MVA 16 MVA 19.5 MVA 24.3 MVA 20 MVA 24 MVA

Maret 19.6 MVA 19 MVA 19.5 MVA 21 MVA 19.5 MVA 22 MVA

April 17.5 MVA 20 MVA 19.5 MVA 19.3 MVA 25.8 MVA 25.8 MVA

Mei 23 MVA 16 MVA 20 MVA 19.5 MVA 24 MVA 24 MVA

Juni 17 MVA 13.5 MVA 19.3 MVA 21.5 MVA 21.5 MVA 22 MVA

juli 15 MVA 15.2 MVA 19.3 MVA 19.3 MVA 21.5 MVA 24 MVA

Agustus 14 MVA 18 MVA 21.5 MVA 21.5 MVA 20.8 MVA 25 MVA

September 15.5 MVA 18 MVA 21.1 MVA 22.5 MVA 26.5 MVA 26.5 MVA

Oktober 13.5 MVA 19 MVA 24 MVA 22.5 MVA 21 MVA 25 MVA

November 16 MVA 18 MVA 24 MVA 19.5 MVA 25.5 MVA 25.5 MVA

Desember 18.5 MVA 18 MVA 25.1 MVA 22 MVA 20.8 MVA 23.5 MVA

Total beban

pertahun 204.2MVA 210.7MVA 252MVA 255.4MVA 269.4MVA 289.8MVA

rata2 beban

per tahun 17 MVA 17.5 MVA 21 MVA 21.3 MVA 22.45MVA 24.15MVA

Gambar 4.1 Grafik Pertumbuhan beban 2010-2015

0 5 10 15 20 25 30

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

pertumbuhan beban 2010-2015

31 Spesifikasi Trafo I GI Cilegon Lama OSAKA/A.SA2225-8

56 MVA , 150/20KV Zbase 13,45%

No seri: 58A222501

4.2 Tabel Data Beban Trafo II

Bulan 2012 2013 2014 2015

Januari 16 MVA 16.2 MVA 21.3MVA

Februari 19 MVA 16.4 MVA 21.3 MVA

Maret 17 MVA 16.2 MVA 34 MVA

April 17.5 MVA 21.3 MVA 21.3 MVA

Mei 19 MVA 17.5 MVA 22 MVA

Juni 17.5 MVA 19.6 MVA 21.5 MVA

juli 18.1 MVA 21.5 MVA 22 MVA

Agustus 22.5 MVA 19.1 MVA 21 MVA

September 17.7 MVA 26.5 MVA 19 MVA

Oktober 18.8 MVA 18 MVA 22 MVA

November 19.5 MVA 22 MVA 25 MVA

Desember 17 MVA 19 MVA 21.3 MVA 21 MVA

Total beban per tahun 17 MVA 210.6MVA 235.6MVA 271.4MVA

rata2 beban per tahun 17 MVA 18.3MVA 19.6 MVA 22.6 MVA

Gambar 4.2 Grafik Pertumbuhan trafo II 2012-2015

0 5 10 15 20 25

2011 2012 2013 2014 2015 2016

pertumbuhan beban 2012-2015

32 Spesifikasi Trafo II GI Cilegon Lama SHANDONG TAIKAI SFZ-60000/150 60 MVA , 150/20KV

Zbase --% No seri: 11300

Untuk mengetahui presentase pembebanan trafo maka digunakan lah rumus sebagai berikut:

% =_� �� � %

Keterangan:

��: pemakaian beban pada tahun x

� � � � : Kapasitas trafo (data)

Berdasarkan SPT PLN no 50 tahun 1997, batas optimal pembebanan trafo sebesar 60-80%. Sehingga diklasifikasikan pembebanan trafo sebagai berikut: 0-60% = Beban Ringan

60-80%= Beban Optimal >80% = Beban Berat

Untuk melengkapi faktor yang mempengaruhi peramalan beban GI cilegon lama 15 tahun mendatang, maka diperolehlah data jumlah penduduk dan pertumbuhan PDRB ( Produk Domestik Regional Bruto) yang bersumber dari data BPS (Badan Pusat Statistik) kota Cilegon yaitu sebagai berikut:

33

4.3 Tabel Data Penduduk dan PDRB kota Cilegon

Tahun Jumlah penduduk (dalam

ribuan) PDRB (Milliar)

2010 349 19,982

2011 374 22,394

2012 386 34,485

2013 392 38,218

2014 398 44,416

2015 404 48,857

Asumsi : PDRB cilegon setiap tahun meningkat 10% (berdasarkan data statistik Produk Regional Domestik Bruto BPS kota cilegon 2010-2015) dan pertumbuhan penduduk cilegon setiap tahun meningkat 1,5% (berdasarkan data statistik Kependudukan dan Tenaga Kerja BPS Kota Cilegon 2010-2015)

Perhitungan pertumbuhan PDRB Tahun x=

(PDRB tahun sebelum x*10%) + PDRB tahun sebelum x PDRB tahun 2016:\= (48.857*10%) +48.857 = 53.472

Perhitungan pertumbuhan Penduduk Tahun x=

(Penduduk tahun sebelum x*1,5%)+penduduk tahun sebelum x= Penduduk tahun 2016= (404*1,5%)+ 404= 410

Maka diperolehlah keseluruhan data jumlah penduduk dan PDRB hingga 15 tahun mendatang sebagai berikut:

34

4.4 Tabel Perhitungan Prediksi Penduduk dan PDRB 15 tahun mendatang

Tahun PDRB (Milliar) Jumlah penduduk (dalam

ribuan)

2010 19,982 349

2011 22,394 374

2012 34,485 385

2013 38,218 392

2014 44,416 398

2015 48,857 404

2016 53,742 410

2017 59,116 416

2018 65,028 422

2019 71,531 428

2020 78,684 434

2021 86,552 440

2022 95,207 446

2023 104,728 452

2024 115,200 458

2025 126,720 464

2026 139,392 470

2027 153,331 476

2028 168,664 482

2029 185,530 488

2030 204,083 495

Karena pada GI cilegon lama memiliki 2 trafo (penambahan trafo II pada tahun 2012) maka pada tahun 2012 ada pembagian jumlah penduduk yang terhubung ke trafo I dan II. Trafo I dibebani 50% dari jumlah penduduk dan PDRB kota Cilegon, trafo II dibebani 50% dari jumlah penduduk dan PDRB kota Cilegon.

35

4.3 Peramalan Beban Trafo dan Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Beban

4.3.1 Peramalan Beban Trafo 1 di GI Cilegon Lama

Tabel 4.5 beban dan faktor diketahui yang mempengaruhi trafo 1 56 MVA

Tahun

Beban (MVA)

(Y)

jumlah Penduduk

(dalam ribuan)

(X1)

PDRB

(dalam milliar)

(X2)

2010 ₁₇ 349 19,982

2011 _17.5 374 22,394

2012 ₂₁ 193 17242.5

2013 _21.3 196 19109

2014 _22.45 198 22208

2015 _24.15 202 24428.5

Berdasarkan data yang diperoleh dari laporan beban puncak gardu induk Cilegon dan data kependudukan serta produk domestik regional bruto (PDRB) dari BPS Cilegon serta Provinsi Banten, jumlah penduduk dan PDRB kota Cilegon sangat mempengaruhi pertumbuhan beban transformator. Sehingga, beban transformator GI cilegon setiap tahunnya mengalami pertumbuhan yang diakibatkan oleh tingginya tingkat pertumbuhan penduduk kota Cilegon serta meningkatnya Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) kota Cilegon.

35

4.6 Tabel perhitungan untuk persamaan regresi pada trafo 1

Tahun Y (MVA) X1 X2 X1

2

X2 2

Y2 X1*X2 X1*Y X2*Y

2010 _{17 349 19,982 121801 399280324 289 6973718 5933 339694}

2011 _{17.5 374 22,394 139876 501491236 306.25 8375356 6545 391895}

2012 _{21 193 17242.5 37056.25 297303806.3 441 3319181.25 4042.5 362092.5}

2013 _{21.3 196 19109 38416 365153881 453.69 3745364 4174.8 407021.7}

2014 _{22.45 198 22208 39204 493195264 504.0025 4397184 4445.1 498569.6}

2015 _{24.15 202 24428.5 40804 596751612.3 583.2225 4934557 4878.3 589948.275}

36

∑X12 = ∑ X12 - ∑_� = 417157.25– . = 36.385,2083 ∑X22= ∑ X22 - ∑_� = 2653176124– = 33.820.707,5 ∑Y2

= ∑ � − ∑

� = 2577.165- .

= 39,2383

∑X1Y= ∑ X1Y – ∑ ∗ ∑_� = 30018.7– . ∗ . = -1.067,816 ∑X2Y= ∑ X2Y – ∑ ∗ ∑_� = 2589221.075– ∗ . = 10.901,475 ∑X1X2= ∑ X1X2 - ∑ ∗ ∑_� = 31745360.25– . ∗ =164.079,25

Diperolehlah persamaan berikut:

b

1 =

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

[(∑ ∑ ) − ∑ ²]

= [ ._[ ._. , ∗− ._{, ∗ .}, _.− _{, −}. , _.∗ _, . , ]

= − .

b

2=

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

[(∑ ∑ ) − ∑ ²]

=

[ . , ∗ . , − − . , ∗ . , ]

[ . , ∗ . . , − . ,

=

.

a

= ∑ − b ∗∑_� − b ∗∑

37

Rumus yang diperoleh untuk menghitung beban trafo gardu induk cilegon 150 kv 15 tahun mendatang berdasarkan model regresi linier berganda yaitu:

Y =

a+ (b

1

*x

1

)+(b

2

*x

2

)

Keterangan : a : 18,5 b1 : 0,0315

b2 : 0,00047

Beban th x = 18,5+(-0,0315*jumlah penduduk th x) + (0,00047*PDRB th x) Beban tahun 2016 = 18,5+(-0,0315*205)+(0,00047*26871)

= 24.94058 MVA

Beban tahun 2017 = 18,5+(-0,0315*208)+(0,00047*29558) = 26.13584 MVA

Beban tahun 2018 = 18,5+(-0,0315*2011)+(0,00047*32514) = 27.46022 MVA

Untuk menghitung presentase pembebanan trafo digunakanlah rumus sebagai berikut:

% = _� �� � %

Pembebanan tahun 2016 = , ���

38

Hasil keseluruhan dari perhitungan peramalan beban dan perhitungan presentase pembebanan trafo I GI Cilegon Lama dapat dilihat di tabel 4.7.

Untuk menunjukkan pertumbuhan beban pertahunnya pada trafo I GI Cilegon Lama dibuatlah grafik pertumbuhan beban gambar 4.1 berdasarkan hasil perhitungan beban pada tabel 4.7.

Evaluasi toleransi transformator berdasarkan SPLN no 50 tahun 1997 untuk standar optimal pembebanan trafo sebesar 60%- 80%, maka batas optimal pembebanan transformator I Gardu Induk Cilegon 150kV 56 MVA sebesar 44,8 MVA.

Berdasarkan hasil perhitungan Perkiraan 15 tahun mendatang pada tabel 4.7 dan grafik pertumbuhan beban trafo I pada gambar 4.1, maka pertumbuhan beban pada trafo I GI Cilegon dapat dijelaskan sebagai berikut:

Bahwa di tahun 2016 sampai dengan 2021 beban trafo masih dalam beban ringan, kemudian pada tahun 2022 hingga 2026 beban trafo dalam standar beban optimal trafo, pada 2027 hingga 2029 trafo dalam beban berat dan pada tahun 2030 beban trafo telah melebihi kapasitas trafo. Sehingga pada tahun 2030 sudah harus mengganti trafo dengan kapasitas yang lebih besar, atau mengalihkan beberapa beban ke trafo II, ataupun menambah trafo baru di GI Cilegon lama.

Ketika beban mencapai batas maksimal beban optimal trafo maka

perencanaan penambahan transformator harus segera dilakukan karena sifat beban yang tumbuh akan semakin tinggi dengan adanya pertumbuhan penduduk dan juga PDRB kota Cilegon. Sehingga perlu adanya langkah pengawasan yang intens terhadap pertumbuhan beban trafo agar trafo tetap bekerja secara ideal.

Karakteristik beban yang tumbuh dapat berubah apabila faktor yang mempengaruhi beban yaitu jumlah penduduk ataupun PDRB menurun drastis sehingga penurunan beban terjadi dengan jumlah yang signifikan.

39

4.7 Tabel hasil peramalan dengan metode regresi pada trafo 1 GI Cilegon lama 150kV 56 MVA

Tahun

Beban (Y)

(MVA)

Penduduk (X1)

(dalam ribuan)

PDRB (X2)

(dalam milliar)

Pembebanan Evaluasi toleransi

2010 17 349 19982 30% beban ringan

2011 17.5 375 22394 31% beban ringan

2012 21 192.5 17242.5 38% beban ringan

2013 21.3 196 19109 38% beban ringan

2014 22.45 199 22208 40% beban ringan

2015 24.15 202 24428.5 43% beban ringan

2016 24.876225 205 26871 44% beban ringan

2017 26.05805 208 29558 47% beban ringan

2018 27.36765 211 32514 49% beban ringan

2019 28.8176125 214 35765.5 51% beban ringan

2020 30.42195 217 39342 54% beban ringan

2021 32.1961 220 43276 57% beban ringan

2022 34.1571625 223 47603.5 61% beban optimal

2023 36.3239 226 52364 65% beban optimal

2024 38.7165 229 57600 69% beban optimal

2025 41.358 232 63360 74% beban optimal

2026 44.2731 235 69696 79% beban optimal

2027 47.4891125 238 76665.5 85% beban berat

2028 51.0362 241 84332 91% beban berat

2029 54.947375 244 92765 98% beban berat

40

Gambar 4.1 Grafik pertumbuhan beban trafo I GI Cilegon Lama

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Grafik Pertumbuhan Beban Trafo I GI Cilegon Lama

Beban vs Tahun batas minimum beban optimal trafo

41

4.3.2 Peramalan Beban Trafo II GI Cilegon Lama

Tabel 4.8 faktor diketahui yang mempengaruhi trafo 2

Tahun

Beban (MVA)

(Y)

jumlah Penduduk

(dalam ribuan)

(X1)

PDRB

(dalam milliar)

(X1)

2012 17 193 17242.5

2013 18.3 196 19109

2014 19.6 199 22208

2015 22.6 202 24429

Berdasarkan data yang diperoleh dari laporan beban puncak gardu induk Cilegon dan data kependudukan serta produk domestik regional bruto (PDRB) dari BPS Cilegon serta Provinsi Banten, jumlah penduduk dan PDRB kota Cilegon sangat mempengaruhi pertumbuhan beban transformator. Sehingga, beban transformator GI cilegon setiap tahunnya mengalami pertumbuhan yang diakibatkan oleh tingginya tingkat pertumbuhan penduduk kota Cilegon serta meningkatnya Produk Domestik Regional Bruto (PDRB) kota Cilegon.

42

Tabel 4.9 Tabel perhitungan untuk persamaan regresi pada trafo 2

Tahun Y X1 X2 X1

2

X2 2

Y2 X1*X2 X1*Y X2*Y

2012 17 193 17242.5 37056.25 297303806.3 289 3319181.25 3272.5 293122.5

2013 18.3 196 19109 38416 365153881 334.89 3745364 3586.8 349694.7

2014 19.6 199 22208 39601 493195264 384.16 4419392 3900.4 435276.8

2015 22.6 202 24429 40804 596776041 510.76 4934658 4565.2 552095.4

43

∑X12 = ∑ X12 - ∑_� = 155877,25 – = 49.68 ∑X22== ∑ X22 - ∑_� = 1752428992 –

.

= 30,656,209

∑Y2

== ∑ � − ∑

� = 1518,81-,

= 16.4375

∑X1Y== ∑ X1Y – ∑� ∗ ∑y_� = 15324,9 –

, ∗ ,

= 28.3375

∑X2Y== ∑ X2Y – ∑� ∗ ∑y_�

)=

1630189.4–

, ∗ ,

= 22,287.21

∑X1X2== ∑ X1X2

-

∑� ∗ ∑�_� = 16418595.25 –

∗ ,

=38,740.05

Diperolehlah persamaan berikut:

b

1 =

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

[(∑ ∑ ) − ∑ ²]

= [ , _[ , _{. ∗ ,} ∗ . _, − _–, _,. ∗ ,_{. ]} . ]

=

0.697070243

b

2=

[(∑ ∑ y) − ∑ _y ∑ ]

[(∑ ∑ ) − ∑ ²]

=

[ . ∗ , . − . ∗ , . ]

[ . ∗ , , – , . ]

=

-0.000114049

a

=

∑ − b ∗∑ − b ∗∑

�

44

Rumus yang diperoleh untuk menghitung beban trafo gardu induk cilegon 150 kv 15 tahun mendatang berdasarkan model regresi linier berganda yaitu:

Y =

a + b

1

X

1

+ b

2

X

2

Keterangan: a : -115,9 b1 : 0,69

b2 : -0,00011

Beban th x = -115,9+ (0,69*jumlah penduduk th x) + (-0,00011*PDRB th x)

Beban tahun 2016 = -115,9+( 0,69*205)+(-0,00011*26871) = 25,54419 MW

Beban tahun 2017 = -115,9+( 0,69*208)+(-0,00011*29558) = 27,34862 MW

Beban tahun 20168= -115,9+( 0,69*211)+(-0,00011*32514) = 29,12346 MW

Untuk menghitung presentase pembebanan trafo digunakanlah rumus sebagai berikut:

% = _� �� � %

Pembebanan tahun 2016 = , ���

45

Hasil keseluruhan dari perhitungan peramalan beban dan perhitungan presentase pembebanan trafo II GI Cilegon Lama dapat dilihat di tabel 4.10.

Untuk menunjukkan pertumbuhan beban pertahunnya pada trafo I GI Cilegon Lama dibuatlah grafik pertumbuhan beban gambar 4.2 berdasarkan hasil perhitungan beban pada tabel 4.10.

Evaluasi toleransi transformator berdasarkan SPLN no 50 tahun 1997 untuk standar optimal pembebanan trafo sebesar 60%-80% maka batas optimal pembebanan transformator Gardu Induk Cilegon 150kV 60 MVA sebesar 48 MVA.

Berdasarkan hasil perhitungan Perkiraan 15 tahun mendatang pada tabel 4.10 dan grafik pertumbuhan beban trafo II pada gambar 4.2, maka pertumbuhan beban pada trafo I GI Cilegon dapat dijelaskan sebagai berikut:

Bahwa di tahun 2016 sampai dengan 2021 beban trafo masih dalam beban ringan, kemudian pada tahun 2022 hingga 2030 beban trafo masih dalam batas beban optimal trafo. Sehingga untuk 15 tahun mendatang trafo II GI Cilegon lama 150KV 60 MVA masih mampu melayani beban. Tetapi harus mendapatkan pengawasan yang intens karena pada tahun 2030 beban trafo sudah memasuki standar optimal beban trafo dan akan meningkat pada tahun berikutnya dengan adanya pertumbuhan penduduk di kota Cilegon yang signifikan.

Ketika beban mencapai batas maksimal beban optimal trafo maka perencanaan penambahan transformator harus segera dilakukan karena sifat beban yang tumbuh akan semakin tinggi dengan adanya pertumbuhan penduduk dan juga PDRB kota Cilegon. Sehingga perlu adanya langkah pengawasan yang intens terhadap pertumbuhan beban trafo agar trafo tetap bekerja secara ideal.

Karakteristik beban yang tumbuh dapat berubah apabila faktor yang mempengaruhi beban yaitu jumlah penduduk ataupun PDRB menurun drastis sehingga penurunan beban terjadi dengan jumlah yang signifikan.

46

4.10 Tabel hasil peramalan dengan metode regresi pada trafo II GI Cilegon lama 150kV 60 MVA

Tahun

Beban (Y)

(MW)

Penduduk (X1)

(dalam ribuan)

PDRB (X2)

(dalam milliar)

Pembebanan Evaluasi toleransi

2012 17 193 17242.5 _28% beban ringan

2013 18.3 196 19109 _31% beban ringan

2014 19.6 199 22208 _33% beban ringan

2015 22.6 202 24428.5 _38% beban ringan

2016 25.54419 205 26871 _43% beban ringan

2017 27.34862 208 29558 _46% beban ringan

2018 29.12346 211 32514 _49% beban ringan

2019 30.8658 214 35765.5 _51% beban ringan

2020 32.57238 217 39342 _54% beban ringan

2021 34.23964 220 43276 _57% beban ringan

2022 35.86362 223 47603.5 _60% beban optimal

2023 37.43996 226 52364 _62% beban optimal

2024 38.964 229 57600 _65% beban optimal

2025 40.4304 232 63360 _67% beban optimal

2026 41.83344 235 69696 _70% beban optimal

2027 43.1668 238 76665.5 _72% beban optimal

2028 44.42348 241 84332 _74% beban optimal

2029 45.59585 244 92765 _76% beban optimal

47

Gambar 4.2. Grafik pertumbuhan beban trafo II GI Cilegon Lama

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Grafik Pertumbuhan Beban Trafo II GI Cilegon Lama

Beban vs Tahun batas minimum beban optimal trafo

48 BAB V

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil analisi perhitungan dan pembahasan pada bab IV, maka akhir penulisan ini dapat dirangkum sebagai berikut :

1. Prediksi kebutuhan beban 15 tahun mendatang untuk GI cilegon lama

trafo I 56 MVA pada tahun 2022 mencapai batas minimal standar optimal beban trafo sebesar 34,15 MVA (61%), kemudian mencapai batas maksimal standar optimal beban trafo pada tahun 2026 sebesar 44,27 MVA (79%) dan pada tahun 2030 kondisi trafo I sudak tidak mampu lagi melayani beban yang tinggi sebesar 59,24 MVA (106%). Sementara ketersediaan kapasitas trafo yang terpasang sebesar 56 MVA, sehingga perlu penggantian trafo dengan daya yang lebih besar atau menambah trafo baru di GI Cilegon lama.

2. Prediksi kebutuhan beban 15 tahun mendatang untuk GI Cilegon lama

trafo II 60 MVA pada tahun 2025 mencapai batas minimal standar optimal trafo sebesar 35,86 MVA (60%) dan masih dalam batas standar optimal trafo pada tahun 2030 sebesar 47,025 MVA (78%). Sehingga trafo tetap dapat bekerja dengan optimal dalam 15 tahun mendatang. Perawatan dan pengawasan berkala yang intens perlu dilakukan karena beban tiap tahunnya meningkat cukup signifikan dengan adanya pertumbuhan penduduk.

49 Saran

Berdasarkan hasil penelitian dan evaluasi kemampuan gardu induk Cilegon Lama, maka penulis dapat menyampaikan beberapa saran, antara lain :

1. Berdasarkan hasil penelitian maka diperkirakan pada tahun 2030,

transformator I pada GI Cilegon lama sudah tidak layak lagi untuk melayani kebutuhan beban listrik didaerah pelayanannya, sehingga perlu dipikirkan dan direncanakan kebijakan-kebijakan untuk mengantisipasi pertumbuhan beban tersebut. Salah satunya dengan melakukan pergantian atau penambahan kapasitas transformator yang sesauai dengan besarnya kebutuhan beban tenaga listrik yang diperlukan.

2. Alternatif lain yang bisa ditempuh untuk memenuhi kebutuhan beban di

daerah pelayanan GI Cilegon lama adalah dengan melakukan interkoneksi dari GI lain, dimana pada saat terjadi beban puncak maka feeder-feeder pada GI Cilegon akan mendapatkan suplai dari GI lain yang pembebanan transformatornya relatif masih sedikit.

50

DAFTAR PUSTAKA

 Abdul kadir, Ir. 1998. “Transmisi Tenaga Listrik”. Universitas Indonesia.

Jakarta.

 Anonim, 2013.” Proyeksi Penduduk Indonesia”. Badan Pusat Statistik. Jakarta.

 Anonim, 2015.” Proyeksi Penduduk Banten”. Badan Pusat Statistik. Banten.

 Dian Saefullah. 2000. “Perencanaan Pengembangan Gardu Induk 10

Tahun ke Depan”. Universitas Diponegoro. Semarang. http//eprints.undip.ac.id/25821/1/ML2F000593

 Elias K. Bawan, 2013. “ Estimasi Pembebanan Trafo Gardu Induk 150 KV”. Universitas Negeri Papua. Papua.

http//jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/FORISTEK/article/view/1618

 Hadi A, Pabla,A.S, 1994. “Sistem Distribusi Daya Listrik”. Erlangga.

Jakarta.

 M. Syafruddin. 2012. “Metode Regresi Linier untuk Prediksi Kebutuhan

Energi Listrik Jangka Panjang”. Universitas Bandar Lampung. Lampung.

 Puji Romadhoni, 2015. “Evaluasi Gardu Induk Serang 150 kV” Skripsi.

Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Jurusan Teknik Elektro Yogyakarta.

 Syafriyudin. 2011. “Perhitungan Lama Waktu Pakai Transformator

Jaringan Distribusi 20KV di APJ Yogyakarta”. IST AKPRIND. Yogyakarta.

 Wibowo A, 2012. “Analisis Dampak Pertumbuhan Beban Terhadap

Keandalan Gardu Induk Klaten PT. PLN (Persero) APJ.Klaten” Skripsi.

Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Jurusan Teknik Elektro Yogyakarta.

 Zuhal, 2000. “Dasar Teknik Tenga Listrik dan Elektronika Daya” .Gramedia Pustaka utama. Jakarta.

51

LAMPIRAN

LAPORAN BEBAN PUNCAK 2010-2015