Karakteristik Beban Perkembangan beban

18 Bmax = Fluks maksimum weber Jadi rugi besi inti adalah Pi = Ph + Pe watt………………………………………….2.20

2.4.2 Efisiensi Transformator

Efisiensi transformator adalah perbadingan antara keluaran daya yang berguna dan masukan daya total. Karena masukan ke transformator sama dengan keluaran daya yang berguna ditambah kerugiannya, maka persamaan efisiensi dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut : η = P out P in x 100 …………………………………………2.21 Dimana : P out = Daya output transformator watt P in = Daya Input transformator watt

2.5 Karakteristik Beban

Suatu sistem distribusi tenaga listrik adalah bertujuan menyalurkan tenaga atau daya listrik dari sumber daya besar kepada para pemakai konsumen yang membutuhkannya. Perencanaan suatu sistem distribusi tenaga listrik dipengaruhi oleh karakteristik beban yang harus dilayani. Karakteristik 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 Universitas Sumatera Utara 19 lebih diandalkan 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 dipasang dan juga akan bermanfaat dalam pengaturan penggantian atau changeout transformator distribusi tersebut.

2.6 Besaran-Besaran yang Berhubungan dengan Karakteristik Beban

Untuk Memudahkan pengertian berikutnya, maka besaran-besaran yang berhubungan dengan karakteristik beban tersebut akan diuraikan dengan ringkas. Adapun besaran-besaran yang berhubungan dengan karakteristik beban adalah : 1. Demand 2. Maximum demand 3. Faktor beban load factor 4. Faktor kerugian loss factor 5. Faktor daya 6. Faktor responsibility puncak

2.6.1 Demand

Demand adalah instalasi atau system beban rata-rata yang diambil oleh suatu alat dalam selang waktu tertentu. Demand dapat dinyatakan dalam satuan kW, kVA, dan satuan lainnya.Waktu selama beban dirata-ratakan dinamakan interval demand demand interval. Interval kebutuhan merupakan periode yang Universitas Sumatera Utara 20 dijadikan dasar untuk menghitung beban rata-rata. Pemilihan periode ini dapat terjadi mulai 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.

2.6.2 Maximum Demand

Maximum demand adalah suatu instalasi atau system demand terbesar yang terjadi dalam selang waktu tertentu. Seperti halnya dengan demand, maka maximum demand dapat uga dinyatakan dengan satuan kW dan kVA. Maximum demand harus dinyatakan dalam interval, selain itu juga dapat dinyatakan dengan selang waktu bila maximum demand terjadi secara harian, mingguan, bulanan, dan tahunan.

2.6.3 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-raata 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 dimana maksimum demand dan beban rata-rata terjadi. Suatu tipe beban tertentu memiliki kurva beba dengan selang waktu tertentu. Jika selang waktu diperbesar, akan menghasilkan nilai faktor beban yang lebih kecil. Karena pemakaian energi terdisribusi dalam waktu yang lebih lama, maka beban Universitas Sumatera Utara 21 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. Persamaan untuk factor beban dapat dilihat di bawah ini F b = ……………………………………………………………….2.22 Dimana : F b = Faktor beban P rata = Daya rata-rata kW P puncak = Daya saat beban puncak kW

2.6.4 Faktor Kerugian Loss Factor

Faktor kerugian adalah perbandingan antara kerugian daya rata-rata dengan kerugian daya beban puncak selama selang waktu tertentu. Faktor kerugian uga menyatakan derajat kerugiaan beban dalam suatu peralatan, selama beban puncak dipertahankan dalam selang waktu dimana nilai kerugian tersebut diperhitungkan. F LS = ……………………………………………………..2.23 Dimana : F LS = Faktor kerugian P rugi rata-rata = Rugi daya rata-rata kW P rugi puncak = Rugi daya saat beban puncak kW Universitas Sumatera Utara 22

2.6.5 Faktor Daya Power Factor

Pengertian factor daya dipakai 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 factor daya harus dinyatakan untuk setiap keadaan beban seperti beban minimum atau beban puncak. Kesulitan ini menyebabkan kita terpaksa harus mengambil nilai rata-rata factor daya dari suatu kelompok beban. Hal ini yang selalu dilakukan terutama dalam melayani beban industry dan daerah perdagangan, hal ini dapat ditentukan dengan faktor daya rata-rata sama dengan daya aktif rata-rata dibagi dengan daya semu rata-rata. Dapat dinyatakan dengan persamaan : Faktor daya = ………………………………………………….2.24 Dimana : kWH = Daya aktif kVAH = Daya semu

2.6.6 Faktor Responsibility Puncak

Faktor responsibility puncak K sistem distribusi adalah perbandingan dari beban transformator pada saat puncak feeder distribusi atau puncak substation dengan beban puncak transformator sesungguhnya. Pada tabel 3.1 dibawah ini terdapat nilai K yang direkomendasikan [1]. Jenis Transformator Nilai K Transformator daya 1.0 Transformator step up 0.9 Transformator step down 0.8 Tabel 2.1 Nilai faktor responsibility puncak K Universitas Sumatera Utara 23

2.7 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. Klasifikasi beban yang akan diuraikan disini adalah berdasarkan dari pemakaian yang mana beban diklasifikasikan menjadi tiga macam yaitu : - Perumahan - Pertokoan perdagangan - Industripabrik Berikut ini akan dijelaskan beberapa hal yang pada umumnya menjadi sifat atau karakteristik dari masing-masing jenis beban berdasarkan tipe dari pemakaian.

2.7.1 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 televise, 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 ke waktu sesuai dengan kebiasaan atau budaya penduduk setempat untuk menggunakan energy listrik, serta dipengaruhi oleh keadaan geografis atau iklim cuaca dimana perumahan tersebut berada. Universitas Sumatera Utara 24 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 dari rating trafo 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 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 dinginpenghujan.

2.7.2 Beban Pertokoan Perdagangan

Beban pertokoan perdagangan adalah 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 relati kecil dibandingkan dengan beban perumahan sehingga factor 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. Universitas Sumatera Utara 25 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 prioritas yang harus dipertahankan mengingat faktor keselamatan dan keamanan pada daerah tersebut.

2.7.3 Pabrik Industri

Beban industri adalah beban yang terdiri dari suatu kelompok daerah perindustrian, yang harus dilayani oleh transformator distribusi. Beban industry biasanya terletak terpisah dari daerah perumahan maupun pertokoan yang padat penduduknya. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah drop tegangan yang sering terjadi pada daerah industry sebab hal ini akan berpengaruh terhadap peralatan listrik yang terdapat pada daerah perumahan pertokoan. Beban yang harus dilayani oleh transformator distribusi di daerah perindustrian pada umumnya adalah motor-motor listrik yang merupakan peralatan utama di dalam suatu industry. Suatu industry biasanya beroperasi selama 24 jam terus menerus selama satu hari dengan perubahan beban yang relatif kecil. Hal ini berarti bahwa beban di daerah perindustrian yang harus dilayani oleh transformator distribusi relatif tetap atau hamper sama besar setiap harinya.

2.8 Perkembangan beban

Pada umumnya suatu sistem distribusi di desain untuk memenuhi kebutuhan atau melayani beban pada saat sekarang dan masa yang akan dating. Universitas Sumatera Utara 26 Hal ini sangat berguna untuk mengatasi terjadinya perubahan atau pertambahan beban, maka suatu transformator distribusi didesain dengan perubahan atau pertumbuhan beban, seiring kemajuan teknologi dalam hitungan hari, bulan, maupun tahunan. Besarnya kemampuan suatu sistem biasanya direncanakan sesuai dengan masalah yang timbul di dalam 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 relative cukup lama untuk memperkecil biaya operasional dan penggantian transformator distribusi. Apabila tingkat pertumbuhan beban diketahui maka akan diketahui pertambahan beban selama suatu periode waktu tertentu tahun dapat diperoleh berdasarkan persamaan [2] : Pn = Po 1+r n ……………………………………………………………….2.25 Dimana : Pn = Pertumbuhan beban pada tahun ke-n Po = Beban awal r = Tingkat pertumbuhan beban setiap tahunnya n = Tahun ke-n Besarnya nilai r untuk suatu nilai Pn akan diperoleh dalam jangka waktu tertentu hal ini sangat membantu untuk mengetahui perkembangan beban dalam suatu periode waktu tertentu. Universitas Sumatera Utara 27

2.9 Biaya Rugi-Rugi Daya pada Transformator Distribusi