64
4.4 Data Saluran Transmisi Pangkalan Susu − Binjai
Pabrik Pembuat : PT. VOKSEL ELECTRIC Tbk.
Standard yang digunakan : IEC. 61089, SPLN 41:7:1981
R Resistan Phasa : 0,0666 ohmkm
D jarak line 1 dengan line 2 : 10 m
d Jarak antara konduktor : 5 m
Ɩ panjang saluran : 69,9 km
A luas penampang : 439 mm
2
E tegangan nominal : 275 KV
I arus nominal : 1700 A
t Suhu udara : 25
C r Jari-jari kawat satu konduktor
: 28,8 mm
2
fFrekuensi sumber tenaga : 50 Hz
E Tegangan phasa : 380 V
Tipe Konduktor : DOUBLE ZEBRAACSR
Jumlah Stranded : Aluminium = 54 Lilit
Steel = 7 Lilit Ukuran Konduktor Phasa
: 2 x 435 mm
2
Faktor udara m
1
adalah 1,0 untuk udara baik dan 0,8 untuk hujan. Faktor permukaan kawat m
untuk kondisi permukaan kawat halus adalah 1,0 untuk kawat lilit adalah 0,83 – 0,87.
Universitas Sumatera Utara
65
Kawat 1 Kawat 2
r = 28,8 mm
2
D = 0,2 m
Gambar 4.16 Susunan penghantar berkas 2 subkonduktor pada transmisi 275 kV Pangkalan Susu - Binjai
LINE 1 LINE 2
1C
1B
1A 2A
2B 2C
5 m
1 0 m
1 0 m 5 m
5 m 1 0 m
1 0 m 1 0 m
5 m
Gambar 4.17 Susunan konduktor dari suatu saluran ganda tiga phasa pada transmisi 275 kV Pangkalan Susu - Binjai
Universitas Sumatera Utara
66
10 m
C
B
A C’
A’ LINE 2
LINE 1
50 m B’
5 m 4 m
54 m
Kawat Pengaman Petir
Gambar 4.18 Menara pada transmisi 275 kV Pangkalan Susu - Binjai
Universitas Sumatera Utara
67
4.5 Analisis Rugi-rugi Daya
Resistansi total:
R
total
= R x l = 0,0666 x 69,9
= 4,65534 ohm
Induktansi pada saluran transmisi : L
X
= 2 x 10
-7
ln
��� ���
Hm Untuk mendapatkan nilai dari GMD dan GMR maka digunakan
persamaan 2.19 dan persamaan 2.20 serta data dari gambar 4.17
GMD Geometri Mean Distance : GMD =
��
1 ��
�
1 ��
�
1 ��
�
1 �2�
�
1A2B
�
1B2A
�
1B2B
�
1 �2�
�
1 �2�
�
1 �2�
13
�
2 ��
�
2 ��
�
2 ��
�
1 ��
= �
1 ��
= �
2 ��
= �
2 ��
= 5 m = 5
4
= 625 m
�
1 ��
= �
2 ��
= 10 m = 10
2
= 100 m
�
1 �2�
= �
1A2B
= �
1 �2�
= 10 m= 10
3
= 1000 m
�
1A2B
= �
1 �2�
= �
1 �2�
= �
1B2A
= √5
2
+ 10
2
= √125
= 11,18 m GMD =
�5
2
10
2
10
3
125
42
13
= √625 � 100 � 1000 � 15.625
13
= √62.500.000 � 15.625
13
GMD = 8,36 m
GMR Geometri Mean Radius : GMR =
��
1
′
2
�
1 �2�
�
1 �2�
4
Universitas Sumatera Utara
68
r
1
′ = 28,8 mm
2
= 0,0288 m
2
�
1 �2�
= �
1 �2�
= √10
2
+ 10
2
= √100 = 14,14 m
= ��
1
′
2
�
1 �2�
�
1 �2�
4
= �0,0288
2
� 14,14 � 14,14
4
= √0,00082944 � 14,14 � 14,14
4
= �0,165837
4
GMR = 0,64 m Maka, persamaan 2.18 dapat digunakan untuk menghitung
induktansi per phasa dari saluran tiga-phasa rangkaian tunggal : L
X
= 2 x 10
-7
ln
8,36 0,64
= 2 x 10
-7
x ln 13,06 = 2 x 10
-7
x 3,26 = 6,53 x 10
-7
L
X
= 0,653 µHm
Jadi, induktansi total yang terjadi pada saluran transmisi adalah L
Xtotal
= L
X
x Ɩ
= 0,653 µHm x 69,9 x 10
3
m = 0,4571 Hm x 12 kawat
L
Xtotal
= 5,48 Hm
Impedansi pada saluran transmisi Pangkalan Susu - Binjai merupakan saluran transmisi jarak pendek yaitu kurang dari 80 km
sehingga pengaruh kapasitansinya sangat kecil dan bisa diabaikan, maka nilai impedansinya dapat menggunakan persamaan 2.1 :
Universitas Sumatera Utara
69 Ż = 4,6553 + 5,48 Hm
= 10,13 Ohm
Menentukan nilai faktor daya Untuk menentukan nilai faktor daya dapat menggunakan data
pada tabel 4.5 dan tabel 4.7 dengan menggunakan nilai rata-rata Daya Nyata dan Daya Reaktif pada sisi penerimaan serta
menggunakan nilai yang ada pada TransmisiLine 1 dan TransmisiLine 2 karena memiliki karakteristik yang berbeda-beda.
Dalam hal ini, kedua nilai tersebut dijumlahkan. Daya penerimaan Pr
= 98,34 + 98,49 = 196,83 MW Daya Reaktif penerimaan Q = 49,43 + 49,45 = 98,88 MVAR
Sesuai persamaan 2.26 maka dapat didapatkan nilai Daya semu S: S =
�196,83
2
+ 98,88
2
= 220,27 MW Maka, faktor daya adalah
Faktor daya cos φ =
� �
=
196,83 MW 220,27
��
= 0,89
Jatuh Tegangan Jatuh tegangan drop voltage pada saluran transmisi adalah selisih
antara tegangan pada pangkal pengiriman sending end dan tegangan pada ujung pengirim receiving end tenaga listrik. Maka
dari persamaan 2.29 jumlah jatuh tegangan yang terjadi disepanjang saluran transmisi PLTU Pangkalan Susu – GITET Binjai adalah
Vd =
��−�� ��
x 100
Universitas Sumatera Utara
70 Tetapi dalam hal penentuan jatuh tegangan memiliki sumber dua
data yang berbeda dalam hal ini bertujuan untuk membandingkannya. Sesuai persamaan 2.28, maka jumlah tegangan
pengiriman Vs dengan sumber data dari spesifikasi komponen transmisi dan besar tegangan nominal adalah 275.000 Volt sehingga
tegangan penerimaan Vr atau tegangan pada ujung beban dapat dihitung:
Vr =
275.000 √3
Vr = 158.000 Volt Vs = 158.000 + 229,74 x 10,13
= 160.327,27 Volt Maka,
Vd =
160.327,27 − 158.000
158.000
x 100 = 0,01472 x 100
= 1,472 jumlah Tegangan pengiriman Vs dengan sumber data dari hasil
penelitian atau dari tabel 4.10. Vd =
278.220 − 274.460
274.460
x 100 = 0,01369 x 100
= 1,369 Jadi, jatuh tegangan dari spesifikasi transmisi sebesar 1,472 dan
jatuh tegangan dari hasil penelitian sebesar 1,369 . Dalam hal ini membuktikan bahwa hasil perhitungan dan hasil penelitian hampir
Universitas Sumatera Utara
71 sama atau sangat kecil perbedaannya dan juga jatuh tegangan pada
sisi penerimaan sangatlah kecil karena masih dibawah 5 .
Saat sistem beroperasi, pada sub-sistem transmisi terjadi rugi-rugi daya. Untuk transmisi arus bolak-balik AC tiga phasa, rugi-rugi
daya tersebut dapat menggunakan persamaan 2.13: ∆P
t
= 3 x 229,74
2
x 4,65534 = 737.133,07 W
∆P
t
= 0,74 MW
Rugi daya akibat korona Saat peristiwa korona terjadi pada SUTET maka akan otomatisnya
akan terjadi pula rugi-rugi daya di sepanjang SUTET tersebut dan rugi-rugi daya akibat korona akan semakin besar jika tegangan
saluran terus dinaikkan melebihi tegangan kritis disruptif. Menurut Sato hilang-korona dapat dinyatakan oleh persamaan 2.32:
� =
� δ
f + 25r
2
E
g
− mδE′
g0
10
-2
Dimana, b = tekanan udara mmHg
=
760 −50 �
100
= 492,4 mmHg δ =
0,386 �
273 + �
=
0,386 � 492,4 ����
273 + 25 �
= 0,6367 E
g
=
0,4343 �
� ��� �
� �
kVcm
Universitas Sumatera Utara
72 =
0,4343 � 275 ��
2,88 �� � ���
20 ��
2,88 ��
=
119,43 ��
2,424
= 49,27 kVcm m = m
x m
1
m = kondisi faktor permukaan kawat ada pada Tabel 2.1
m
1
= faktor untuk udara baik 1,0 dan untuk hujan 0,8 m = 0,85 x 1,0
m = 0,85 E
′
g0
= 21,1 kVcm Maka, rugi-rugi daya akibat korona adalah
P
Korona
=
0,375 0,6367
50 + 25 x 829,44 x 49,27 − 0,85 x 0,6367 x 21,110
-2
=
0,375 0,6367
75 x 829,44 x 37,8510
-2
= 1.386.783,1 x 10
-2
= 13.867,831 Watt = 13,867831 kWattkm
Jadi, rugi-rugi daya total akibat korona adalah P
Rugi Korona Total
= P x Ɩ
= 13,867831 kWattkm x 69,9 km = 969.361,387 Watt
Rugi-rugi daya secara keseluruhan yang terjadi pada saluran adalah
P
Rugi-rugi
= ∆P
t
+ P
rugi korona total
= 737.133,07 + 969.361,387
Universitas Sumatera Utara
73 = 1.706.494,457 Watt
= 1,71 MWatt Daya pengiriman Ps = Pr + P
Rugi-rugi
= 196.830.000 + 1.706.494,457 = 198.536.494,457 Watt
Untuk mengetahui nilai efisiensi pada Saluran Udara Tegangan
Ekstra Tinggi SUTET Pangkalan Susu – Binjai dapat menggunakan persamaan 2.33 :
η =
�
�
�
�
x 100 =
196.830.000 198.536.494,457
x 100 = 0,9914 x 100
= 99.14 Jatuh tegangan yang terjadi sepanjang saluran masih dikatakan kecil
karena hanya 1,4 . Hal ini disebabkan karena jarak saluran pendek yaitu 69,9 km, sehingga besar resistan pada kawat penghantar tidak begitu besar. Sedangkan
efisiensi transmisi hampir mendekati 100 yaitu 99,14 , artinya kerugian daya yang terjadi yaitu sebesar 1.706.494,457 Watt masih dalam batas normal dan
semua ini dipengaruhi oleh jumlah arus dan resistan pada Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi SUTET yang tidak begitu besar.
Kerugian korona dalam persen dari rugi daya yang terjadi pada saluran adalah
η =
�
Korona Total
�
Rugi −rugi
x 100 =
969.361,387 1.706.494,457
x 100
Universitas Sumatera Utara
74 = 0,568 x 100
η = 56,80 Kerugian korona total yang terjadi adalah 969.361,387 Watt sedangkan
kerugian daya secara keseluruhan yang terjadi adalah sebesar 1.706.494,457 Watt sehingga kerugian daya pada Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi SUTET
PLTU Pangkalan Susu – GITET Binjai yang diakibatkan oleh faktor korona adalah 56,80. Sedangkan sisanya adalah kerugian yang diakibatkan oleh faktor
lain misalnya rugi-rugi daya yang diakibatkan oleh penghantar, faktor alam, kekotoran isolator, pengikat yang kurang pas dan lain sebagainya.
Untuk memudahkan analisis tetang rugi-rugi daya akibat korona dan rugi- rugi daya yang terjadi disepanjang saluran dapat dihitung dalam persen dengan
melihat batas kewajarannya. Berikut nilai rata-rata daya yang dikirimkan melalui saluran transmisi yang memiliki sedikit perbedaan daya yang dikirimkan antara
TransmisiLine 1 dengan TransmisiLine 2 sehingga hanya satu saluran saja yang akan digunakan dalam menentukan batas kewajaran.
Daya pengirim Ps = 119,30 MW
Maka, rugi-rugi daya akibat korona dalam batas kewajaran adalah P
Rugi korona
=
�
Rugi Korona Total
�
Pengirim
x 100 =
969.361,387 Watt 119.300.000
����
x 100 = 0,0081254 x 100
= 0,81 rugi-rugi daya keseluruhan dalam batas kewajaran adalah
P
Rugi korona
=
�
Rugi Korona Total
�
Pengirim
x 100
Universitas Sumatera Utara
75 =
1.706.494,457 Watt 119.300.000
����
x 100 = 0,0143 x 100
= 1,43 Rugi-rugi daya akibat korona hanya 0,81 dan rugi-rugi daya keseluruhan
hanya 1,43 hal ini sangatlah kecil rugi-rugi daya dialami oleh saluran dikarenakan saluran transmisi merupakan saluran transmisi jarak pendek yaitu
sepanjang 69,9 km dan ada kemungkinan bahwa transmisi tersebut masih baru dibangun dan dioperasikan jadi setiap komponen yang dipasang masih efektif
untuk dilalui tegangan ekstra tinggi. Karena rugi-rugi daya akibat korona hanya 0,81 dan rugi-rugi daya
keseluruhan 1,43 maka hal ini masih sangat kecil rugi-rugi daya yang dialami karena dibawah 5 dan masih dibatas kewajarannya sehingga untuk saat ini tidak
perlu adanya penggantian atau perbaikan alat dan bahan pada saluran tersebut. Pengambilan data dan perhitungan dilakukan selama 11 hari yaitu mulai tanggal
01 - 11 April 2016. Pada pengambilan data daya nyata, daya reaktif, tegangan dan arus dilakukan setiap jam dalam 24 jam dan dalam perhitungannya diambil nilai
rata-rata dalam setiap data selama 11 hari penelitian.
Universitas Sumatera Utara
76
BAB V KESIMULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis selama penelitian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Jatuh tegangan dari spesifikasi transmisi sebesar 1,472 dan jatuh
tegangan dari hasil penelitian sebesar 1,369. Dalam hal ini membuktikan bahwa hasil perhitungan dan hasil penelitian hampir
sama atau sangat kecil perbedaannya dan juga jatuh tegangan pada sisi penerimaan sangatlah kecil dan masih dibawah batas kewajaran karena
masih dibawah 5.
2. Saat peristiwa korona terjadi pada Saluran Udara Tegangan Ekstra
Tinggi SUTET maka akan otomatisnya akan terjadi pula rugi-rugi daya di saluran tersebut maka rugi-rugi daya akibat koronayang terjadi
pada SUTET PLTU Pangkalan Susu – GITET Binjaiadalah 969.361,387 Watt atau 0,81 hal ini sangat kecil rugi-rugi daya akibat
korona yang dialami dan masih dibawah batas kewajaran 5.
3. Kerugian daya secara keseluruhan yang terjadi pada Saluran Udara
Tegangan Ekstra Tinggi SUTET PLTU Pangkalan Susu – GITET Binjaiadalah sebesar 1.706.494,457 Watt atau 1,43 hal ini sangat
kecil rugi-rugi daya yang dialami dan masih dibawah batas kewajaran 5 sehingga untuk saat ini tidak perlu adanya penggantian atau
perbaikan alat dan bahan pada saluran tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Kategori