Prinsip Kerja Alat Ukur EMT Data Hasil Pengukuran

34

BAB IV HASIL DAN ANALISIS

4.1 Prinsip Kerja Alat Ukur EMT

Pengukuran Parameter Trafo Distribusi menggunakan Alat Ukur EMT membutuhkan besaran-besaran masukan input yang akan diolah pada alat itu sendiri, diantaranya arus, tegangan, suhu dan besar kapasitas trafo yang diukur. Untuk besaran listrik arus dan tegangan sinyal masukan akan diolah untuk kemudian dikirimkan ke server, sehingga hasil ukur pada sisi tegangan rendah dapat ditampilkan pada web aplikasi. EMT LOAD Gambar 4.1 Penempatan alat ukur EMT pada gardu distribusi. Pengukuran arus listrik menggunakan trafo arus yang akan dibaca langsung oleh Power Logic PM800 sebagai pengolah data hasil ukur gardu. Oleh Power Logic PM800, data hasil ukur kemudian dikomunikasikan ke rangkaian mikrokontroler berupa data biner berdasarkan perbedaan tegangan dari 2 dua utas kabel komunikasi terhadap ground-nya melalui komunikasi serial RS-485 yang sudah terintegrasi pada Power Logic PM800. Data biner ini kemudian akan dirubah oleh mikrokontroler menjadi data text yang tidak lebih dari 160 karakter untuk kemudian dikirimkan ke server memanfaatkan teknonologi SMS gateway, dengan menggunakan modem GSM. Pada server terdapat modem penerima data text yang dikirimkan untuk kemudian diproses penggunakan aplikasi Visual Basic, sehingga data text tersebut dapat terhubungkan dengan data base. Pada server ini pula data-data yang sudah masuk ke data base diolah dan kemudian ditampilkan pada suatu aplikasi web yang on-line dan dapat diakses dan dipantau di setiap komputer yang memiliki jaringan internet. Universitas Sumatera Utara 35 Alur proses pengukuran parameter trafo pada sebuah gardu trafo tiang menjadi data text yang dapat ditampilkan di web secara sederhana dapat diperlihatkan pada skema sistem EMT pada gambar 4.2. Gambar 4.2 Sistem EMT

4.2 Sinyal Masukan Alat Ukur EMT Input Signal

Parameter utama yang diukur oleh EMT adalah arus dan tegangan. Dengan kata lain, arus dan tegangan adalah sinyal masukan input signal pada alat ukur dan akan diolah oleh ADC. Output ADC berupa sinyal digital akan diolah kemudian oleh mikroprosesor yang keduanya sudah terintegrasi di dalam PM 800. Akan tetapi, arus dan tegangan harus terlebih dahulu diubah atau diturunkan besarnya ke dalam tegangan kerja ADC 5 Volt sebagai sinyal masukan analog.

4.2.1 Sinyal Masukan Arus

Pada PM 800, rangkaian pengukuran arus berupa resistor shunt dan sudah terintegrasi. Arus yang diukur oleh Trafo CT akan dialirkan melalui rangkaian yang memiliki resistor terhubung paralel, sehingga keluarannya output berupa sinyal tegangan yang kecil. Gambar rangkaian resistor shunt pada PM 800 dan rangkaian ekivalennya diperlihatkan pada 4.3. Universitas Sumatera Utara 36 R S T N V L-L = 400V Is Ir Io Vo Ke input ADC CT Ro Gambar 4.3 Rangkaian resistor shunt � � = � � × � � atau � � = � � ����� �� × � � dimana : � � : tegangan keluaran volt � � : arus pada trafo shunt A � � : tahanan shunt Ω Dengan menggunakan rumus diatas dapat diketahui berapa besar tegangan masukan pada ADC pada saat dilakukan pengukuran. Trafo ukur CT Clamp yang digunakan pada saat pengukuran parameter trafo adalah sebagai berikut: � � = 400 ������ � � = 5 ������ ����� �� = 80 Dengan tegangan kerja ADC sebesar 5 volt, maka didapatkan besar nilai tahanan shunt adalah : 5 = � � 80 × 5 5 � � = 400 � � = 80 Ω Pada pengukuran parameter trafo, kapasitas trafo yang diukur adalah 160 kVA. Arus nominal dari trafo tersebut adalah sebagai berikut: Universitas Sumatera Utara 37 � ������� = ��� ����� √3 × � ���� �� ���� � ������� = 160 × 10 3 √3 × 400 � ������� = 230,85 ������ Kita misalkan arus yang diukur pada saat pengukuran adalah sebesar arus nominal, maka dari arus nominal tersebut dapat diketahui arus yang mengalir pada sisi sekunder trafo ukur adalah: � � = � ����� �� � � = 230,85 80 = 2,89 ������ Dengan menggunakan rumus yang sama, didapatkanah sinyal masukan tegangan ke ADC adalah sebesar: � � = 80 80 × 2,89 � � = 2,89 ���� Pada PM800, digunakan ADC 8-bit yang sudah terintegrasi. Dengan demikian, sinyal input diskrit dalam desimal dapat dinyatakan sebagai berikut: ����� ������ = 2 8 − 1 = 255 dengan demikan, besar sinyal masukan tegangan pada pengukuran gardu adalah sebagai berikut: ����� ������ = 2,89 5 × 255 ����� ������ = 147 bentuk desimal atau ����� ������ = 10010011 bentuk biner

4.2.2 Sinyal Masukan Tegangan

Rangkaian pengukuran tegangan pada PM 800 menggunakan voltage reducer yang menurunkan tegangan line to neutral 230 Volt ke tegangan kerja ADC menggunakan power resistor, sehingga keluarannya output juga berupa Universitas Sumatera Utara 38 sinyal tegangan yang lebih kecil. Gambar rangkaian voltage reducer pada PM 800 dan rangkaian ekivalennya diperlihatkan pada gambar 4.4. Gambar 4.4 Rangkaian voltage reducer Beradasarkan Hukum Ohm, tegangan V adalah nilai perkalian arus I dan tahanan R. � = � × � Dari gambar rangkaian ekivalen voltage reducer diatas, maka nilai Vo dapat ditentukan dengan persamaan: � � = � × � � � � = � � �+� � × � � , atau � � = � � �+� � × � � dimana : � � : tegangan keluaran volt � � : tegangan line to neutral Volt � � : tahanan shunt Ohm � : power resistorOhm Untuk mencari nilai tahanan shunt pada rangkaian voltage reducer juga didapatkan menggunakan persamaan diatas, akan tetapi untuk nilai tegangan Vo dan Vi digunakanlah nilai yang sesuai data spesifikasi PM800, yaitu sebagai berikut: � � = 347 ���� ���� �� ������� � = 5 MΩ R S T N V L-L = 400V Vi R Ro Vo Input ADC I Universitas Sumatera Utara 39 Dengan tegangan kerja ADC Vo sebesar 5 volt, maka didapatkan besar nilai tahanan shunt adalah : 5 = � � 5 × 10 3 + � � × 347 25 × 10 3 + 5 � � = 347 � � 347 � � − 5� � = 25 × 10 3 � � = 25 × 10 3 342 � � = 73 Ω Pada pengukuran parameter trafo, tegangan ���� �� ������� yang diukur adalah 230 Volt. Dengan menggunakan rumus yang sama, didapatkanah sinyal masukan tegangan ke ADC adalah sebesar: � � = 73 5×10 3 +73 × 230 � � = 3,31 ���� Dengan demikian, sinyal input diskrit dalam desimal dapat dinyatakan sebagai berikut: ����� ������ = 2 8 − 1 = 255 dengan demikan, besar sinyal masukan tegangan pada pengukuran gardu adalah sebagai berikut: ����� ������ = 3,31 5 × 255 ����� ������ = 169 bentuk desimal atau ����� ������ = 10101001 bentuk biner Universitas Sumatera Utara 40

4.3 Data Hasil Pengukuran

Data hasil ukur pada tugas akhir ini merupakan data ukur gardu trafo tiang milik PT. PLN PERSERO Area Medan. Gardu trafo tiang tersebut yaitu: 1. Gardu Tiang MK328 Gardu MK328 terletak di Jl. Utama gg. Cendana Medan. Gardu ini melayani beban di jalan utama dan sekitarnya. Data inspeksi dari Trafo Gardu MK328 sebagai berikut: Merek : Morawa Daya : 160 kVA Tegangan Kerja : 20 kV400 V Hubungan : Yzn5 Impedansi : 4 � ���� : 400 watt � ������� : 2000 watt Data hasil ukurnya pada web aplikasi dapat dilihat pada tabel 4.1 dan tabel 4.2. Tabel 4.1 Data Ukur LWBP MK328 SIANG[14]. Ga r du I n du k : TI TI KUNI NG Pe n y u la n g : TT05 Kode Ga r du : MK328- 1 Ka pa sit a s t r a fo : 160 kVA Ta n gga l Ja m Uk u r : 10 28 2013 15: 14 Tit ik GPS : 3.62379833333333 98.67636 Ar u s N om in a l : 230,93 Am pere Te m pe r a t u r : 30 °C Pe m be ba n a n : 60,7 TEGAN GAN R N S N T N I n com in g V olt 219 220 224 TH D 3 3 2 Universitas Sumatera Utara 41 ARUS RM S PEAK R S T N R S T Ar u s I n com in g Am p. 172 183 86 96 277.3 295.03 143.53 TH D Ar u s I n com in g 14 14 18 83 84.91 90.34 43.95 Ar u s Lin e B Am p. 90 80 41 47 146.4 134.6 65.5 TH D Ar u s Lin e B 15 19 13 Ar u s Lin e C Am p. 5 8 1 8 8.6 12.9 TH D Ar u s Lin e C 21 14 271 Ar u s Lin e D Am p. 72 80 53 34 117.1 130.1 88.5 TH D Ar u s Lin e D 15 15 18 Pow e r Fa k t or 0.955 0.981 0.96 PF Sy st e m 0.968 Tabel 4.2 Data Ukur WBP MK328 MALAM[14]. Ga r du I n du k : TI TI KUNI NG Pe n y u la n g : TT05 Kode Ga r du : MK328- 1 Ka pa sit a s t r a fo : 160 kVA Ta n gga l Ja m Uk u r : 10 29 2013 19: 03 Tit ik GPS : 3.62379833333333 98.67636 Ar u s N om in a l : 230,93 Am pere Te m pe r a t u r : 32 °C Pe m be ba n a n : 102,4 TEGAN GAN R N S N T N I n com in g V olt 216 217 221 TH D 4 4 3 Universitas Sumatera Utara 42 ARUS RM S PEAK R S T N R S T Ar u s I n com in g Am p. 288 287 178 152 476.57 470.82 297.07 TH D Ar u s I n com in g 17 16 18 129 145.92 144.16 90.96 Ar u s Lin e B Am p. 151 113 73 82 254.1 187 122.9 TH D Ar u s Lin e B 19 17 19 Ar u s Lin e C Am p. 8 15 1 15 12.8 24 TH D Ar u s Lin e C 13 13 170 Ar u s Lin e D Am p. 112 163 106 75 185.3 269.7 175.4 TH D Ar u s Lin e D 17 17 17 Pow e r Fa k t or 0.968 0.979 0.975 PF Sy st e m 0.974 2. Gardu Tiang JH184 Gardu JH184 terletak di Komplek Perumahan Malibu dan hanya melayani beban di perumahan tersebut. Data inspeksi dari Trafo Gardu JH184 adalah sebagai berikut: Merek : SINTRA Daya : 160 kVA Tegangan Kerja : 20 kV400 V Hubungan : Yzn5 Impedansi : 4 � ���� : 400 watt � ������� : 2000 watt Data hasil ukurnya pada web aplikasi dapat dilihat pada tabel 4.3 dan 4.4 berikut ini: Tabel 4.3 Data Ukur LWBP JH184 SIANG [14]. Ga r du I n du k : TI TI KUNI NG Pe n y u la n g : TI 7 Kode Ga r du : JH184 Universitas Sumatera Utara 43 Ka pa sit a s t r a fo : 160 kVA Ta n gga l Ja m Uk u r : 11 4 2013 11: 08 Tit ik GPS : 3.62594833333333 98.686035 Ar u s N om in a l : 230,93 Am pere Te m pe r a t u r : 30 °C Pe m be ba n a n : 32 TEGAN GAN R N S N T N I n com in g V olt 228 227 227 TH D 1 1 1 ARUS RM S PEAK R S T N R S T Ar u s I n com in g Am p. 82 84 59 26 124.08 123.55 90.11 TH D Ar u s I n com in g 7 4 8 41 37.99 37.83 27.59 Ar u s Lin e A Am p. 82 79 58 26 124.1 117.3 88.6 TH D Ar u s Lin e A 7 5 8 Pow e r Fa k t or 0.933 0.94 0.972 PF Sy st e m 0.947 Tabel 4.4 Data Ukur WBP JH184 MALAM[14]. Ga r du I n du k : TI TI KUNI NG Pe n y u la n g : TI 7 Kode Ga r du : JH184 Ka pa sit a s t r a fo : 160 kVA Ta n gga l Ja m Uk u r : 11 5 2013 18: 13 Tit ik GPS : 3.62594833333333 98.686035 Ar u s N om in a l : 230,93 Am pere Te m pe r a t u r : 34 °C Pe m be ba n a n : 45,3 Universitas Sumatera Utara 44 TEGAN GAN R N S N T N I n com in g V olt 227 226 226 TH D 2 2 2 ARUS RM S PEAK R S T N R S T Ar u s I n com in g Am p. 97 125 96 11 145.41 182.08 142.55 TH D Ar u s I n com in g 6 3 5 210 44.52 55.75 43.65 Ar u s Lin e A Am p. 112 144 108 17 166.3 209.8 158.8 TH D Ar u s Lin e A 5 3 4 Pow e r Fa k t or 0.894 0.951 0.985 PF Sy st e m 0.95

4.4 Perhitungan dan Analisis Data Hasil Ukur