Manfaat Parameter Energi Tunggal Berbasi
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
1
Manfaat Parameter Energi Tunggal Berbasis KVAH untuk
Meningkatkan Efisiensi Energi pada Sistem Smart Grid
Maurits Alberth Paath, M.Eng
Abstract—Smart grid is an intelligent electricity grid capable of
integrating actions or activities of all users, ranging from power
plants to consumers in order to make efficient, sustainable,
economic and secure electricity supply.
Referring to the goal, then it is very clear and should be
supported by all users, including the Customer is responsible for
using of electrical equipment that has high efficiency. But in fact,
the current spreads and many customers use electrical
appliances have a power factor (PF) is bad, such as electrical
appliances that have the characteristics of inductive, capacitive
characteristics even harmonics, causing distortion measurements
that impact energy electrical energy measurement anomalies.
This study focuses on the literature review and analysis of
measurement data on customers to gain strategic solutions using
energy parameters based single of KVAH, and provide efficiency
benefits to Customers, PLN and the State, as it has been applied
in the State of India and Malta.
Intisari—
Smart grid merupakan jaringan listrik pintar yang
mampu mengintegrasikan aksi-aksi atau kegiatan dari semua
pengguna, mulai dari pembangkit sampai ke konsumen dengan
tujuan agar efisien, berkelanjutan, ekonomis dan suplai listrik
yang aman.
Mengacu pada tujuannya, maka sangat jelas dan patut didukung
oleh semua pengguna, termasuk Pelanggan untuk bertanggung
jawab memakai peralatan listrik yang memiliki efisiensi tinggi.
Namun pada kenyataannya, saat ini marak beredar dan banyak
Pelanggan menggunakan peralatan listrik memiliki faktor daya
(PF) yang buruk, seperti peralatan listrik yang memiliki
karakteristik induktif, kapasitif bahkan karakteristik harmonik,
sehingga menimbulkan distorsi pengukuran energi yang
berdampak anomali pengukuran energi listrik.
Penelitian ini difokuskan pada kajian literatur dan analisa data
pengukuran di Pelanggan, untuk mendapatkan solusi strategis
menggunakan Parameter Energi Tunggal berbasis KVAH, serta
memberi manfaat efisiensi kepada Pelanggan, PLN dan Negara,
seperti yang telah diterapkan di Negara India dan Malta.
Kata Kunci— harmonik, faktor daya, KVAH.
pengukuran energi listrik Pelanggan secara efisien. Termasuk
manfaat aplikasi metering smart grid adalah mengajak
Pelanggan untuk lebih berpartisipasi bagaimana cara berhemat
listrik. Keuntungan lain, sistem smart grid mampu
mengantisipasi, mendeteksi dan merespon terhadap masalah
atau gangguan yang terjadi pada sistem (self healing), serta
mengelola high quality power, yaitu mewujudkan pengelolaan
sistem yang lebih stabil dimana losses atau rugi-rugi bisa lebih
dihindari.
II. KONTEN UTAMA
A. Latar Belakang
Perkembangan peralatan elektronik (nonlinier load) yang
memiliki faktor daya (PF) buruk, seperti UPS, TV, CFL, VSD,
Komputer, Printer, dan lain-lain, saat ini begitu pesat dan
mudah didapati serta dipergunakan secara masif oleh
Pelanggan. Dampak PF buruk peralatan elektronik
menimbulkan permasalahan munculnya daya distorsi
harmonik (D) yang merugikan PLN maupun Pelanggan.
Selain itu, ditengarai juga banyak beredar dan digunakan
secara bebas alat yang menimbulkan distorsi harmonik seperti
power saver , serta karakteristik pola operasi kapasitor bank
Pelanggan besar yang cenderung menggeser sudut fasa arus
dan tegangan sehingga PF beban menjadi leading, akibatnya
kWh dan kVARh seolah diterima PLN (import), dampaknya
menimbulkan distorsi pengukuran energi listrik dan susut
jaringan semakin bertambah.
Perlu diketahui bahwa pengggunaan peralatan elektronik,
energy saver, dan pola operasi yang inefisien diatas diakui
PLN memang merupakan domain Pelanggan. Di sisi lain PLN
tidak memiliki hak untuk membatasi penggunaannya, tetapi
dampak pengukuran energi yang anomali dan tidak efisien ini
dianggap jauh dari asas fairness benefits bagi PLN.
1). Energy Saver
Contoh empat alat penghemat energi listrik (energy saver)
yang ada di jual bebas di pasaran.
I. PENDAHULUAN
Untuk mendukung proses integrasi kegiatannya, sistem
smart grid memiliki empat bagian utama diantaranya bagian
sistem tenaga, bagian kontrol, bagian komunikasi dan bagian
aplikasi [1]. Bagian aplikasi salah satunya adalah sistem
metering, dimana sangat penting fungsinya untuk memenuhi
salah satu tujuan smart grid, yaitu mengelola suplai listrik
yang efisien dan mengatur pemakaian beban listrik hingga
Karyawan PLN, Divisi Operasi Regional Bisnis Maluku-Papua,
PLN Pusat, Jl. Trunojoyo Blok M, no 135 Melawai, Kebayoran
Baru Jakarta Selatan, 12160 (tlp: 021-7251234; fax: 02117222328; maurits.paath@gmail.com; maurits.albert@pln.co.id)
Gbr 1. Beberapa alat energy saver
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
ISSN 2301 - 4156
2
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Alat-alat energy saver tersebut diatas dapat dipasang pada
pelanggan tiga fasa dan pelanggan satu fasa. Spesifikasi dan
nama alat penghemat listrik untuk pelanggan tiga fasa daya
diatas 20 kVA, adalah:
IM Power [2]
Alat penghemat listrik untuk pelanggan satu fasa daya 1300
VA s/d 5500 VA, adalah:
Power Tech Energy Saver (HTES),
Home Elctric Saver (HES),
Cash Flow Energy Saver (CFES).
Proses kerjanya, seperti alat IM Power menggeser sudut fasa
sehingga seolah pelanggan mengirim energi (import) ke PLN.
2). Pola Operasi Asymmetric Power
Permasalahan asymmetric power adalah karakteristik pola
operasi yang patut diduga merupakan jenis injeksi imbalance
current tampering menggunakan kapasitor bank yang
dilakukan Pelanggan besar. Modusnya hampir sama dengan
energy saver, yaitu menggeser sudut fasa arus cenderung di
kuadran 2 dan kuadran 3 (sudut diatas 90° - 270°. Dampaknya
di kuadran 2, energi aktif terukur negatip atau terbaca terima
(import), serta di kuadran 3, energi aktif dan energi reaktif
terbaca negatip atau terbaca di meter kWh terima (import),
sementara untuk refleksi faktor daya (PF) terbaca mendahului
(leading).
B. Rumusan Masalah
Pemilihan beban listrik adalah hak Pelanggan dan tidak
dapat dikontrol. Namun PLN yang memikul
dampaknya,
Parameter kWh dan tarif kWh tidak dapat mengukur
distorsi harmonik dan energi import dari Pelanggan,
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak mendidik
Pelanggan untuk bertanggung terhadap kualitas beban
peralatan listrik yang digunakan,
Parameter kWh dan Tarif kWh gagal mempromosikan
budaya efisiensi energi untuk mendapatkan lower bill,
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak fair, karena tidak
dapat membedakan Pelanggan efisien dan Pelanggan
inefisien (consumer pays for his own consumption and
not for his neighbour’s consumption),
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak berhasil
memotivasi Pelanggan untuk peduli terhadap susut
teknis jaringan.
D. Metodologi
Melakukan studi literatur tentang parameter energi tunggal
satuan kVAh dan tarif berbasis kVAh. Serta menganalisa
beberapa anomali hasil pengukuran energi yang
berhubungan dengan distorsi harmonik dan pergeseran
sudut PF leading di Pelanggan besar Tegangan Menengah
(TM) dan Tegangan Rendah (TR). Serta membandingkan
hasil pengukurannya menggunakan parameter energi
KWH dan KVAH untuk mendapatkan konstribusi PF
leading terhadap kenaikan susut jaringan.
E. Tinjauan Pustaka
1). Susut Jaringan Distribusi
Sesuai Kepmen ESDM nomor 5899 K/20MEM/2016
tentang Pengesahan RUPTL PLN tahun 2016 s/d 2025 untuk
realisasi susut jaringan distribusi seperti tabel dibawah ini:
TABEL I
REALISASI SUSUT JARDIST RUPTL 2016-2025
Tahun
Susut Distribusi
2010
7.09
2011
7.34
2012
6.96
2013
7.77
2014
7.52
2015*)
7.12
*) Estimasi Realisasi Tahun 2015
Tampak sejak tahun 2012 realisasi susut jaringan distribusi
cenderung naik.
2). Hubungan Susut dan Faktor Daya
Susut Pelanggan inefisien 4 kali lebih besar dari pada
Pelanggan efisien [3], seperti terlihat pada gambar grafik
dibawah ini (bandingkan titik merah PF fundamental
(displacement) 0.5 = 4 losses pu dan PF 1 = 1 losses pu).
Gbr 2. Grafik susut (Losses pu) vs displacement PF
TABEL II
PERBANDINGAN DISP PF & SUSUT (LOSSES PU)
C. Maksud dan Tujuan Parameter Energi Tunggal
Mengintroduksikan sebuah parameter energi tunggal
menggunakan energi nyata (apparent energy) dengan satuan
KVAH. Serta usulan menerapkan satuan KVAH menjadi
komponen tarif tunggal (singular tariff) yang simpel dan juga
memudahkan proses billing. Untuk mengukur energi nyata
menggunakan KVAH Meter, selain itu KVAH Meter harus
memiliki fitur power quality sehingga mampu mengukur
energi reaktif kondisi fundamental dan daya distorsi harmonik
termasuk kondisi abnormal lainnya, serta mampu berfungsi
sebagai anti tampering.
ISSN 2301 – 4156
Watt
Disp PF
(Cos Q)
VA
Disp PF^2
1/Disp PF^2
Ploss (pu)
197000
1
197000
1.00
197000
0.9
218889
0.81
1.23
197000
0.8
246250
0.64
1.56
197000
0.7
281429
0.49
2.04
197000
0.6
328333
0.36
2.78
197000
0.5
394000
0.25
197000
0.4
492500
0.16
6.25
197000
0.3
656667
0.09
11.11
197000
0.2
985000
0.04
25
197000
0.1
1970000
0.01
100
Keterangan
1 Pelg. Efisien
4 Pelg. Inefisien
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Untuk kondisi harmonik (non-fundamental) konstribusi
susut lebih besar 5 kali lebih, seperti grafik dibawah ini.
Gbr 3. Grafik susut (losses) fundamental vs harmonik
3). Perbandingan Susut Kondisi Funamental & Harmonik
Berikut contoh perbandingan susut kondisi fundamental
dan harmonik vs fundamental di jaringan distribusi dengan
menggunakan asumsi data dibawah ini [4]:
Arus fundamental (Ifund)
: 70 A,
Arus rms (Irms)
: 75 A,
Tegangan sumber (Vs)
: 220 V,
Tegangan jatuh (Vd)
: 20 V,
Impedansi (Z)
: 0.286 Ω
Hasilnya:
Susut kondisi fundamental : 1401.4 Watt,
Susut kondisi harmonik
: 1608.75 Watt
Artinya menunjukan susut kondisi harmonik lebih besar 15 %.
Gbr 4. Line JTR dan grafik persentasi susut
4). Histori Parameter Energi Tunggal
Perkembangan histori informasi dan penerapan parameter
energi secara detil sebagai berikut:
Tahun 1996, Center for Apparent Energy Research
(CAER), Gujarat India, mengembangkan low cost
KVAH Meters,
31 Maret 1999, Metering & Smart Energy melalui
situsnya metering.com yang berpusat di Rondebosch,
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
3
Afrika Selatan, mengkampanyekan tulisan tentang
kVAh metering for environmentally conscious utilities.
Salah satu poin kampanye yang terkenal adalah,
menggunakan KVAH itu artinya memperhitungkan
Pelanggan membayar capital cost, running cost
generation (fuel cost), transmission and distribution
(losses). Menurut situs tersebut, menggunakan tarif
berbasis kWH hanya membayar fuel cost.
Tahun 2002, Negara bagian Uttar Pradesh menerapkan
kVAH Metering
Tahun 2003, Negara Malta, salah satu Negara di Eropa
melalui regulator Enamalta menerapkan tarif KVAh
pada Pelanggan besar diatas 100 A pada kategori
Pelanggan bisnis dan industri.
Tahun 2005 hingga sekarang 2016, sebagaian besar
semua Negara bagian di India sudah menggunakan
tarif berbasis KVAH.
5). Definisi Daya dan Energi Listrik
Berikut definisi daya kondisi fundamental dan definisi
energi listrik:
Daya semu satuan Volt Amper (VA), setelah dikalikan
waktu tertentu per seribu disebut Energi Nyata dengan
satuan KVAH,
Daya aktif satuan Watt (W), setelah dikalikan waktu
tertentu per seribu disebut Energi Aktif dengan satuan
KWH,
Daya reaktif satuan Volt Amper Reaktif (VAR),
setelah dikalikan waktu tertentu per seribu disebut
Energi Reaktif dengan satuan KVARH.
Dalam kondisi harmonik, muncul komponen daya baru
yaitu:
Daya distorsi harmonik satuan D
Berbeda dengan ketiga daya dan energi diatas, khususnya
daya distorsi harmonik oleh para pakar listrik dikategorikan
sebagai rugi-rugi daya, seperti harmonic leakage power,
additional power, harmonic reactive power dan nonactive
power. Definisi daya distorsi harmonik cukup rumit
(debatable) hingga memunculkan beberapa versi definisi
rumus oleh masing-masing para pakar sesuai tahun
penemuannya, sebagai berikut:.
Bucholz (1922), C. Budeanu (1927),
S. Fryze (1932),
W. Sheperd & P. Zakhikani (1972),
D. Sharon (1973),
N. L. Kuster & W. J. M. Moore (1979),
L. S. C. Czarnecki (1980),
IEEE Working Group (1996),
Vicente León-Martínez and Joaquín MontañanaRomeu (1996),
IEEE Std 1459-2000, Trial Use (2000),
Harnaak Khalsa & Jingxin Zhang (2006),
IEEE Std 1459-2010 (Approved 2 February 2010,
IEEE-SA Standards Board ).
ISSN 2301 - 4156
4
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Berikut gambar hubungan daya dan energi listrik menurut
konsep definisi daya Budeanu (1927) yang sering dipakai
untuk menganalisa daya distorsi harmonik dan hubungannya
dengan susut (losses):
Manfaat bagi Pelanggan: motivasi efisiensi energi
tinggi, hemat listrik, kualitas daya intalasi baik,
tagihan listrik rendah (lower bill),
Manfaat bagi PLN: reduksi susut, mengatasi jatuh
tegangan, kualitas peralatan baik, kualitas suplai
baik, pengukuran energi akurat, revenue meningkat
+ anti tampering, PLN diestimasi bisa saving +
revenue setara Rp. 5 Triliun per tahun,
Manfaat bagi Negara: reduksi energi fossil,
mengurangi polusi udara, menjaga lingkungan,
men-trigger pabrikan membuat peralatan PF
tinggi, mereformasi tarif listrik.
8). Diskon Tarif Berbasis kVAh
Gbr 5. Parameter daya vs energi
6). Tarif Berbasis kVAh
Konsep tarif berbasis kVAH adalah mengukur Energi
Nyata (apparent energy) dari Total Energi yang meliputi
energi aktif (kWh) dan energi reaktif fundamental + energi
reaktif kondisi harmonik/distorsi harmonik (kVArh).
Tujuan tarif berbasis kVAh, adalah [5]:
Pelanggan membayar total cost of energy meliputi:
capital cost, running cost and maintenance cost of
energy generation transmission and distribution system
(including the losses),
Pelanggan membayar energi yang dikonsumsi, bukan
membayar energi yang dikonsumsi tetangganya,
Pelanggan dimotivasi untuk memperbaiki kualitas daya
dan membantu mereduksi susut jaringan,
Tarif harus simpel dan mudah diimplementasikan,
Metering harus simpel dan harganya terjangkau.
Berikut metode penerapan pembayaran energi reaktif
(energy reactive pricing) yang diterapkan di seluruh dunia
pada umumnya dikategorikan tergantung pada indikator
biaya yang dikenakan pada [7]:
Peak demand of apparent power(VA),
Apparent energy consumption in kVAh,
Peak demand of reactive power (VAR),
Reactive energy consumption over a settling period in
kVARh,
Split kVARh method,
Power factor,
The power factor limit,
Adjusting active power or active energy bills,
Only active energy in kWh,
Konsep tarif berbasis kVAh juga merupakan Win Win
Solution antara PLN dan Pelanggan yang dapat
menguntungkan kedua belah pihak (fairness benefits).
PLN memberikan diskon tarif kepada Pelanggan karena
Pelanggan memperbaiki PF instalasinya. Diskon tarif
berdampak pada lower bill Pelanggan, diskon tarif bukan
berasal dari profit company, tetapi diskon tarif diberikan
karena konstribusi Pelanggan membantu mereduksi susut
teknis jaringan.
Gbr 6. Bagan win win solution tarif kVAh
9). Sistem Diagram Phasor Meter
7). Manfaat Tarif Berbasis kVAh
Tarif berbasis kVAh memberikan manfaat kepada
Pelanggan, PLN dan Negara, sebagai berikut [8]:
Gbr 7. Sistem diagram phasor meter
ISSN 2301 – 4156
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Sistem kuadran meter adalah membaca phasor sesuai
batas bidang kuadrannya (1 s/d 4) dan sudut masingmasing arus dan tegangan, sehingga dapat menetapkan
konvensi pengukuran energi berdasarkan arah masingmasing energi dari aktif (kWh) dan energi reaktif
(kVARh). Arah menyalurkan energi dari Utilitas ke
Pelanggan dinamakan delivered atau export. Serta arah
menyalurkan energi dari Pelanggan ke Utilitas dinamakan
terima received atau import, sesuai konvensi American
National Standard Institute (ANSI).
Zona kuadran 1(satu) mencerminkan:
Beban induktif,
Arus ketinggalan (lagging) tegangan (lagging kVARh),
PF positip (+),
Mengirim (delivered, export) kWh positip (+),
Mengirim (delivered, export) kVARh positip (+),
Daerah sudut 0° s/d 90°.
5
Pengukuran data load profile Pelanggan Industri
Tegangan Menengah
A. Pengukuran Daya (S, P, Q, D)
Pelanggan Besar TR Tanur 197 KVA (Klaten)
Gbr 7. Data Pengukuran Daya (S, P, Q, D) Pelanggan TR
Zona kuadran 2 (dua) mencerminkan:
Beban kapasitif,
Arus ketinggalan (lagging) tegangan (lagging kVARh),
PF negatip (-),
Menerima (received, import) kWh negatip (-),
Mengirim (delivered, export) kVARh positip (+),
Daerah sudut > 90° s/d 180°.
Pelanggan Besar TM Perkantoran 345 KVA (Papua)
Zona kuadran 3 (tiga) mencerminkan:
Beban induktif,
Arus mendahului (leading) tegangan (leading kVARh),
PF negatip (-),
Menerima (received, import ) kWh negatip (-),
Menerima (received, import) kVARh negatip (-),
Daerah sudut >90° s/d 270°.
Zona kuadran 4 (empat) mencerminkan:
Beban Kapasitif,
Arus mendahului (leading) tegangan (leading kVARh),
PF positip (+),
Mengirim (delivered, export) kWh positip (+),
Mengirim ((received, import)) kVARh negatip (-),
Daerah sudut >270° s/d 360°.
III. DATA PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN
Data sampel pengukuran di berjumlah 11 Pelanggan dan
data yang diukur meliputi::
Pengukuran data recording semua daya listrik (S, P, Q,
D) dua Pelanggan Tegangan Menengah,
Pengukuran data instantaneous dua Pelanggan
Tegangan Rendah yang menggunakan IM Power,
Pengukuran data Pelanggan PF leading dan
Asymmatric Power, lokasi Area Ambon, Area Palu dan
Area Teluk Naga.
Gbr 8. Data Pengukuran Daya (S, P, Q, D) Pelanggan TM
Dari dua hasil pengukuran diatas, diketahui daya distorsi
rata-rata Pelanggan Besar TM adalah 64.590 VA, dan
Pelanggan TM 4.166 VA. Kedua daya distorsi ini menjadi
daya tambahan (additional power) di kapasitas daya semu
(VA) dan tidak terukur menjadi energi, tetapi daya distorsi
hanya menambah susut jaringan.
B. Pengukuran Energy Saver (IM Power)Bandung
Data Pelanggan
Daya 197 kVA (CT 300 A), FKM: 60
Gaya 164 kVA (CT 250 A), FKM: 50
Data Ukur Bentuk Gelombang Arus & Tegangan
Gbr 9. Bentuk gelombang arus dan tegangan
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
ISSN 2301 - 4156
6
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Bentuk gelombang (wave form) arus tampak cacat
terdistorsi, sedangkan bentuk gelombang tegangan terlihat
masih sinusoidal.
Tarif / Daya
: B2/105 KVA,
FKM
: 30 (CT: 150/5)
Data Pengukuran THD arus dan tegangan; daya dan
energi.
Data Pengukuran THD arus dan tegangan; daya dan
energi,
TABEL V. HASIL UKUR DAYA, FREKWENSI, PF, ARUS
DAN TEGANGAN
TABEL III
DATA THD ARUS DAN TEGANGAN
THD (%)
Pelanggan
Catatan
1. Harmonik arus dominan ke 5 dan 7
Arus
(A)
Teg 2. Harmonik tegangan diambil nilai
Arus
tertinggi
R S T
R
S
T
131 137 135 30,8 36,5 34,3 4
181 182 201 31,5 31,6 19,1 3,3
CV ASA
PT SP
3. Sudut Arus terhadap tegangan :
CV ASA : R= -77,6; S= -80,1; T= - 78,7
der
PT SP : R= 179,8; S= 58,3; T= -170,7
der
TABEL VI. PERBANDINGAN ARUS PIMER DAN SEKUNDER
Rating CT (A)
TABEL IV
DATA DAYA DAN ENERGI
Daya Semu
Pel
Daya Aktif
kVA
R
S
Daya Reaktif
kW
T
R
S
Energi Aktif Energi Reaktif
kVar
T
R
S
T
ASA 29.6 32.8 31.1 2.3 3.7 3.7 -28.2 -30.9 -29.4 4
SP
36.0 42.0 39.0 33.0 39.0 35.0 1.0
4.0
8.0
No Fasa
kWh x 10¯³
kVarh x 10¯³
R S
R S
7
T
7
54 64 57
T
Sudut Arus ( °)
R
S
T
43 47 45
-77.6 -80.1 -78.7
2
179.8 58.3
6
14
Sek
Arus (I)
Primer Rasio
Sek
Primer
1
R
5
150
30
1.307
39.21
2
S
5
150
30
1.296
38.88
3
T
5
150
Rata-rata
30
1.312
1.305
39.36
39.15
3.92
117.45
Total
Teg
(V)
218
218
219
Daya Semu (kVA)
FKM
Sek
30
0.285
8.55
30
0.283
8.49
30
0.287
8.61
8.55
25.65
-170.7
Catatan : Pada SP terjadi perubahan beban, waktu ukur sudut arus tidak sama dengan waktu ukur daya
Analisis dilakukan berdasarkan waveform arus dan tegangan
Batasan harmonik tegangan sesuai IEEE Std 519-2014:
THD tegangan untuk < 1 kV adalah 8 %, dan
Individual harmonik tegangan adalah 5 %, dan hasil ukur
(max 4 %) belum melebihi standard.
Analisa (TABEL V dsn VI)) Pelg. CS DKP Area Ambon :
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
Positip leading (0.016) berada di kuadran 4 dengan
posisi sudut > 270° s/d 360°, karakteristik beban
kapasitif (lihat Gbr. 7 diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) negatip, menunjukan
nilai rata-rata negatif setelah x FKM 30 sebesar -8.29
kVAR, total daya reaktif -24.87 kVAR.
Sedangkan energi reaktif (kVARh) rata-rata rendah
0.001 kWh disebabkan PF 0.016,
Rata-rata Arus primer (Ipri) cukup besar = 39.15 A,
sedang total Arus primer (Ipri) 117.45 A, total arus ini
berkonstribusi menjadi total daya tambahan di
kapasitas daya 25.65 kVA namun tidak terukur.
Status meter: asymmetric power
Analisa (TABEL III dan IV)) Pelanggan ASA:
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
leading berada di kuadran 4 dengan posisi sudut > 270°
s/d 360°, karakteristik beban kapasitif (lihat Gbr. 7
diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) cukup besar,
menunjukan nilai rata-rata negatif sebesar -29.2 kVAR.
Sedangkan energi reaktif (kVARh) rata-rata lebih = 45
kVARh.
D. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Palu
Pelanggan Bisnis
: CV PBM
Berbeda dengan daya aktif (kW) per fasa nilainya kecil,
Tarif / Daya
: I3/1730 KVA,
dan daya aktif rata-rata = 3.23 kW.
FKM
: 2000 (CT: 10; PT; 200)
Padahal nilai arus beban rata-rata per fasa cukup besar
sekali 134 A yang terinjeksi ke daya semu (VA)
menjadi susut jaringan,
TABEL VII. HASIL UKUR DAYA, FREKWENSI, PF, ARUS
Untuk daya semu rata-rata = 31.2 kVA,
DAN TEGANGAN
Asumsi PF 1, maka 3.23 kW = 3.23 kVA.
Jika dibandingkan dengan 31.2 kVA maka 9.6 kali lipat
susut jaringan bertambah.
C. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Ambon
Pelanggan Bisnis
: CS DKP
ISSN 2301 – 4156
Primer
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
7
TABEL VIII. PERBANDINGAN ARUS PIMER DAN SEKUNDER
No Fasa
Rating CT (A)
Arus (I)
Sek Primer Rasio
Sek
Rating PT (V)
Primer Sek Primer Rasio
Teg (V)
Sek
Primer
FKM
Daya Semu (kVA)
Sek
Primer
1 R
5
50
10
0.59
5.9 100
20,000 200
58.207 11,641 2,000
34.342 68,684
2 S
5
50
10
0.45
4.5 100
20,000 200
59.802 11,960 2,000
26.911 53,822
5
50
Rata-rata
10
0.45
0.497
4.5 100
4.967
20,000 200
3 T
Total
1.49
TABEL IX. ENERGI KIRIM DAN TERIMA
59.229 11,846 2,000 26.653 53,306
59.079 11,816
29.302 58,604
14.9
175,812
Analisa (TABEL VII dsn VIII)) Pelg. CS DKP Area Ambon :
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
Negatip leading (-0.168) berada di kuadran 2 dengan
posisi sudut > 90° s/d 180°, karakteristik beban
kapasitif (lihat Gbr. 7 diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) menunjukan nilai ratarata rendah 0.002 kVAR x FKM 2000 sebesar 4 kVAR,
total daya reaktif 12 kVAR.
Rata-rata Arus primer (Ipri) cukup besar = 4.967 A,
sedang total Arus primer (Ipri) 14.9 A, total arus ini
berkonstribusi di total kapasitas daya 175.812 kVA
menjadi susut jaringan karena eneri aktifnya cenderung
nol.
E. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Teluk Naga
Pelanggan Industri TR: I2/41.500 VA
Data yang dianalisa:
Data diagram phasor,
Informasi data sesaat (instantaneous) tegangan, arus,
PF, daya dan data energi (KWH & KVARh)
Gbr 10. Data pengukuran pelanggan industri TR
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
TABEL X. DATA JUMLAH KWH DAN KVARH
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
Arah
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban ENERGI KVARH Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
(Direction)
KWH
28290 1 (+ )
Kirim
Kirim
(Export)
1-Induktif
KVAR
H Lag
264
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KWH
Terima 2-Kapasitif; KVAR
Terima 3-Induktif;
4189 2 or 3 (-)
271821 3 or 4 (-)
Terima
(Import) 3-Induktif H Lead
(Import) 4-Kapasitif
TABEL XI. DATA HITUNG MANUAL DAYA SEMU (kVA)
Fasa
R
S
T
Ra ta -ra ta
Total
Pengukuran ke 1
Pengukuran ke 2
Teg (V) Arus (A) Daya (kVA) Teg (V) Arus (A) Daya (kVA)
227.801
25.301
5.76 224.937
25.301
5.69
226.241
36.338
8.22
225.73
37.105
8.38
227.76
33.304
7.59 225.783
37.904
8.56
227.27
31.65
7.19
225.48
33.44
7.54
21.57
22.62
Analisa: (TABEL IX dan X)) Pelg. Industri Area Teluk
Naga, I3/41.5 KVA
1). Sesuai TABEL IX
KWH Kirim: 28920 KWH, Kondisi Normal,
KWH Terima: 4186 KWH, Kondisi Tak Normal,
Merupakan KWH import dari Pelanggan, apabila
dikonversi ke daya aktif KW, maka daya aktif
negatip (-KW) (seolah Pelanggan ada pembangkit),
secara diagram phasor KWH import atau daya
aktif negatip (–KW), bisa berada di kuadran 2
(beban kapasitif) atau berada di kuadran 3 (beban
induktif),
KVARH lag: 264 KVARH, Kondisi Normal,
KVARH lead: 271821 KVARH, Kondisi Tak
Normal,
Nilai KVARH lead apabila dikonversikan ke daya
reaktif, maka daya reaktif negatip (-KVAR, bisa
berada di kuadran 3 (beban induktif) atau berada
di kuadran 4 (beban kapasitif),
Data diatas menunjuk karakteris beban yang
berubah-rubah (bisa kapasitif dan induktif) sesuai
besar nilai energinya, kuat dugaan durasi
ISSN 2301 - 4156
8
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
pengoperasian kedua karakteristik beban cukup
lama.
Apabila memperhatikan TABEL X, posisi kuadran
yang mengakomodir KVARh lead dan KWH terima
yaitu di kuadran 3, tetapi menjadi anomali karena
PF positip (Gbr 10). Namun bisa juga bisa
dibenarkan, apabila diasumsikan pengukuran data
diatas adalah data sesaat (instantaneous), artinya
data tersebut bisa saja berubah-rubah karena
merupakan data sesaat.
TABEL XI mengekspresikan sesuai hitungan
manual data Gbr 10, untuk pengukuran 1, daya
semu total 21.57 KVA > 5.94 KW (hasil ukur).
Pengukuran 2, daya semu total 22.62 KVA > 3.97
KW (hasil ukur).
TABEL XII. JUMLAH PELANGGAN COS PHI LEADING
Tabel diatas Pelanggan Cos Phi Leading di TM (daya >
200 kVA) dan TR (daya 33 kVA – 197 kVA).
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
TABEL XIV. DATA LOAD PROFILE PT. APM
Tanggal
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
14:00
14:15
14:30
14:45
15:00
15:30
05:00
05:15
05:30
06:00
06:45
16:30
19:45
20:00
20:15
20:30
20:45
21:00
21:15
21:30
21:45
22:00
22:15
22:30
22:45
23:00
00:00
00:15
00:30
00:45
01:00
01:15
01:30
01:45
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
kWh
Kirim
0.23
0.15
0.32
0.31
0.28
0.18
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.10
0.13
0.11
0.05
0.03
0.05
0.08
0.12
0.19
0.14
0.14
0.14
ISSN 2301 – 4156
kWh
Terima
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.01
0.00
0.00
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
kVARh
Kirim
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
kVARh
Terima
0.18
0.17
0.16
0.16
0.18
0.21
0.23
0.23
0.23
0.22
0.22
0.22
0.23
0.22
0.22
0.23
0.22
0.23
0.23
0.23
0.23
0.21
0.22
0.22
0.22
0.22
0.20
0.17
0.17
0.21
0.17
0.20
0.20
IR
IS
IT
PF
1.63
1.23
2.22
2.12
1.95
1.57
1.04
1.04
1.03
1.03
1.02
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.04
1.03
1.04
1.24
1.50
1.33
1.05
1.00
0.97
0.94
1.10
1.60
1.19
1.28
1.28
1.69
1.31
2.26
2.18
2.04
1.72
1.40
1.42
1.41
1.40
1.38
1.38
1.38
1.37
1.39
1.41
1.40
1.41
1.40
1.37
1.37
1.42
1.63
1.51
1.35
1.32
1.24
1.12
1.17
1.71
1.25
1.40
1.39
0.78
0.65
0.86
0.87
0.82
0.59
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.04
0.04
0.37
0.46
0.4
0.16
0.1
0.18
0.37
0.55
0.65
0.62
0.57
0.58
IR
2.20
1.14
0.89
0.81
0.79
0.93
0.23
0.22
0.22
0.21
0.20
0.50
0.24
0.23
0.21
0.21
0.21
0.20
0.20
0.19
0.19
0.19
0.20
0.21
0.21
0.24
0.22
0.21
0.21
0.20
0.19
0.19
0.19
0.19
IS
2.12
1.07
0.83
0.75
0.74
0.91
0.21
0.20
0.20
0.19
0.19
0.50
0.21
0.19
0.18
0.18
0.18
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
0.18
0.19
0.20
0.19
0.18
0.19
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
IT
2.16
1.13
0.87
0.79
0.80
0.94
0.23
0.22
0.22
0.21
0.21
0.51
0.23
0.21
0.20
0.20
0.20
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
0.20
0.21
0.23
0.21
0.21
0.21
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
PF
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
0.98
0.87
0.92
0.90
0.82
0.57
0.71
0.72
0.73
0.67
0.66
0.27
0.74
0.79
0.76
0.75
0.76
0.73
0.74
0.74
0.74
0.74
0.75
0.77
0.79
0.82
0.77
0.76
0.77
0.71
0.71
0.70
0.69
0.70
kW
kVA
0.367
0.170
0.138
0.124
0.112
0.093
0.028
0.028
0.028
0.025
0.024
0.024
0.030
0.030
0.027
0.027
0.027
0.024
0.024
0.025
0.025
0.025
0.025
0.027
0.028
0.032
0.028
0.028
0.028
0.024
0.023
0.023
0.023
0.023
0.376
0.194
0.15
0.137
0.136
0.162
0.039
0.038
0.038
0.036
0.035
0.088
0.04
0.037
0.035
0.035
0.034
0.033
0.033
0.033
0.033
0.033
0.033
0.034
0.036
0.039
0.037
0.036
0.035
0.033
0.032
0.032
0.032
0.032
: PT. KMR
: I3/233 KVA,
: 80 (CT: 80; PT: 1)
TABEL XV. DATA LOAD PROFILE PT. APM
kW
kVA
Tanggal
06/10/2015
2.01
1.68
2.42
2.34
2.25
2.00
1.67
1.70
1.68
1.67
1.65
1.66
1.65
1.64
1.66
1.68
1.68
1.68
1.68
1.64
1.64
1.71
1.85
1.78
1.62
1.58
1.51
1.42
1.50
1.93
1.55
1.67
1.66
kWh
kWh
kVARh kVARh
Kirim Terima Kirim
Terima
0.09
0.00
0.02
0.00
0.04
0.00
0.00
0.02
0.03
0.00
0.00
0.01
0.03
0.00
0.00
0.00
0.03
0.00
0.00
0.01
0.02
0.00
0.00
0.03
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.02
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
: PT. BW
: I3/690 KVA,
: 800 (CT: 4; PT: 200)
TABEL XIII. DATA LOAD PROFILE PT. BW
Tanggal
: PT. APM
: I3/5710 KVA,
: 7000 (CT: 35; PT: 200)
0.227
0.152
0.323
0.312
0.279
0.18
0.011
0.011
0.012
0.01
0.011
0.011
0.011
0.01
0.011
0.01
0.012
0.01
0.011
0.009
0.01
0.09
0.129
0.105
0.036
0.021
0.044
0.076
0.117
0.189
0.137
0.139
0.142
0.288
0.231
0.366
0.355
0.335
0.286
0.224
0.225
0.224
0.224
0.223
0.224
0.223
0.221
0.222
0.224
0.224
0.224
0.225
0.225
0.224
0.233
0.263
0.244
0.221
0.218
0.206
0.191
0.207
0.285
0.221
0.242
0.241
06/10/2015
07/10/2015
07/10/2015
08/10/2015
08/10/2015
09/10/2015
09/10/2015
09/10/2015
10/10/2015
10/10/2015
13/10/2015
13/10/2015
14/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
kWh
kWh
kVARh kVARh
IR
IS
Terima
0.183 1.019 0.844
0
0.548 1.55 1.72
0
0.487 1.51 1.54
0
0.529 1.63 1.64
0
0.542 1.53 1.75
0
0.54 1.52 1.74
0
0.553 1.66 1.69
0
0.56 1.67 1.70
0
0.542 1.64 1.67
0
0.478 1.39 1.57
0
0.512 1.48 1.65
0
0.495 1.54 1.55
0
0.472 1.49 1.50
0
0 0.00 0.00
0
0.562 1.68 1.71
0
0.546 1.66 1.67
0
0.414 1.47 1.46
0
0.413 1.42 1.42
0
0.424 1.46 1.47
0
0.438 1.51 1.53
0
0.581 1.68 1.81
0
0.428 1.33 1.45
0
0.186 0.65 0.77
0
0.172 0.64 0.71
0
0.214 0.61 0.74
0
0.2 0.63 0.74
0
0.148 0.64 0.70
0
0.211 0.67 0.76
0
0.266 0.82 0.91
0
0.264 0.84 0.92
0
0.23 0.62 0.73
0
0.247 0.67 0.76
0
0.264 0.79 0.79
0
0.269 0.82 0.79
Kirim
12:30
0.16 Terima0 Kirim
0.086
13:00
12:30
13:00
12:30
13:00
12:00
12:30
13:00
12:30
13:00
12:30
13:00
23:00
12:30
13:00
14:30
15:00
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
18:30
19:00
19:30
20:00
20:30
21:00
21:30
22:00
22:30
23:00
0.165
0.163
0.154
0.165
0.163
0.148
0.14
0.155
0.185
0.181
0.183
0.189
0
0.149
0.163
0.25
0.217
0.231
0.25
0.114
0.165
0.125
0.134
0.079
0.104
0.159
0.117
0.126
0.139
0.059
0.037
0.092
0.113
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
IT
1.045
1.77
1.49
1.59
1.75
1.74
1.62
1.64
1.60
1.60
1.67
1.53
1.48
0.00
1.61
1.58
1.40
1.37
1.41
1.48
1.71
1.33
0.67
0.64
0.66
0.66
0.64
0.72
0.89
0.90
0.73
0.74
0.76
0.77
PF
0.62
0.29
0.32
0.28
0.3
0.29
0.26
0.24
0.28
0.36
0.34
0.35
0.37
0
0.26
0.29
0.51
0.46
0.48
0.49
0.2
0.41
0.53
0.59
0.35
0.45
0.71
0.48
0.42
0.47
0.25
0.15
0.09
0.08
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
kW
0.32
0.33
0.326
0.308
0.33
0.326
0.296
0.28
0.31
0.37
0.362
0.366
0.378
0
0.298
0.326
0.5
0.434
0.462
0.5
0.228
0.33
0.25
0.268
0.158
0.208
0.318
0.234
0.252
0.278
0.118
0.074
0.184
0.226
kVA
0.657
1.153
1.029
1.104
1.142
1.132
1.149
1.159
1.128
1.032
1.091
1.06
1.021
0
1.168
1.142
0.97
0.946
0.976
1.015
1.188
0.933
0.469
0.448
0.463
0.464
0.444
0.493
0.595
0.6
0.478
0.498
0.53
0.54
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
9
Sama dengan diatas, tidak ada terukur energi reaktif
(KVARH) kirim (eksport),
PF leading bervariasi 0.08 – 0.71
Rule EDMI Meter untuk Lead PF di kuadran 2 dan 4
(beban kapasitif).
Analisa TABEL XIII: Pelanggan PT. BW
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
TABEL XVI. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
ENERGI
KVARH
TABEL XX. DATA PELANGGAN INDUSTRI
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
DAYA
KONTRAK
NO
KWH
Ada
Kirim
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KVAR Tidak
H Lag ada
KWH
Terima 2-Kapasitif; KVAR
Ada 2 or 3 (-)
Terima
(Import) 3-Induktif H Lead
1 (+ )
Ada 3 or 4 (-)
Kirim
(Export)
1-Induktif
Terima
(Import)
3-Induktif;
4-Kapasitif
Normalnya beban induktif di kuadran 1 untuk energi
ada terukur, tetapi faktanya tidak ada terukur energi
reaktif (KVARH) kirim (eksport),
Justru energi terima (import) yang terukur, masingmasing ada energi aktif (KWH) dan energi reaktif
(KVARH),
PF leading bervariasi 0.04 – 0.86,
Kuat dugaan karakteristik beban di kuadran 3
(sudut >180° s/d 270°)
Analisa TABEL XIV: Pelanggan PT. APM
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
PELANGGAN TARIF
(KVA)
1
2
3
PT. BW
PT. APM
PT. KMR
ENERGI
KWH
KWH
Ada
Kirim
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
ENERGI
KVARH
KVAR Tidak
H Lag ada
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KWH Tak
Terima 2-Kapasitif; KVAR Ada
Terima 3-Induktif;
2 or 3 (-)
3 or 4 (-)
Terima Ada
(Import) 3-Induktif H Lead Sedikit
(Import) 4-Kapasitif
Sama dengan diatas, tidak ada terukur energi reaktif
(KVARH) kirim (eksport),
PF leading bervariasi 0.7 – 0.98,
Rule EDMI Meter untuk Lead PF di kuadran 2 dan 4
(beban kapasitif).
690
5710
233
6633
Sesuai TABEL XX, menghasilkan bukti bahwa data
pengukuran sampel load profile ketiga Pelanggan industri
diatas menunjukan hasil anomali pengukuran menurut arah
energi dan posisi kuadran. Normalnya pengukuran energi
KWH dan KVARH kirim (eksport) itu harus ada, bila
memiliki PF rendah beban induktif. Namun ada kenyataan
dimana energi KWH dan KVARH terima (import), seolaholah Pelanggan mengirim ke PLN. Serta hasil PF rata-rata
hitung manual dari data load profile KVA dan KW masingmasing Pelanggan kecil, yaitu PT. BW = 0.361; PT. APM
0.431 dan PT. KMR = 0.343, diasumsikan PF leading.
TABEL XXI. DATA REKAP PELANGGAN EFISIEN & INEFISIEN
TABEL XVIII. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
I3
I3
I3
JUMLAH
DAYA
Pengukuran rata-rata KETERANGAN
(PF rata-rata
FKM
Daya
Daya Semu
Aktif Hitung Manual)
(KVA)
(KW)
800
194
70
0.361
7000
560
231
0.413
80
67
23
0.343
821
324
DATA SAMPLING
PENGUKURAN
DAYA
SEMU
(KVA)
PELANGGAN 1
PELANGGAN 2
PELANGGAN 3
PELANGGAN 4
PELANGGAN 5
PELANGGAN 6
PELANGGAN 7
PELANGGAN 8
PELANGGAN 9
PELANGGAN 10
PELANGGAN 11
TOTAL
440
78
31
39
9
59
7
8
65
187
23
945
DAYA
LEVEL
PF
AKTIF
PENGUKURAN PF
TOTAL
(KW)
(BAIK/BURUK)
153
61
3
36
0
0
2
1
23
77
8
364
0.3
0.8
0.1
0.9
0.0
0.0
0.3
0.2
0.4
0.4
0.3
PF BURUK
PF BAIK
PF BURUK
PF BAIK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
KONSTRIBUSI SUSUT
KONDISI
FUND
KONDISI
HARMONIK
11.11 x
1.56 x
100 x
1.23 x
#DIV/0!
#DIV/0!
11.11 x
25 x
6.25 x
6.25 x
11.11 x
12.11 x
2.56 x
200 x
2.23 x
#DIV/0!
#DIV/0!
12.11 x
26 x
7.25 x
6.25 x
12.11 x
KETERANGAN
PELG INEFISIEN
PELG. EFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG. EFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
SEBESAR 82 % (9 PELANGGAN) MEMILIKI PF BURUK (< 0.4 )
Data TABEL XXI diatas data rekap daya semu (KVA) dan
daya aktif (KW) hasil pengambilan sampling pengukuran 11
Pelanggan
TABEL XXII. DATA PERBANDINGAN KVAH DAN KWH
Analisa TABEL XV:Pelanggan PT. KMR
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
TABEL XIX. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
KWH
Ada
Kirim
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
ENERGI
KVARH
KVAR Tidak
H Lag ada
KWH Tidak
Terima 2-Kapasitif; KVAR
2 or 3 (-)
Terima Ada
(Import) 3-Induktif H Lead
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Ada 3 or 4 (-)
Kirim
(Export)
1-Induktif
Terima
(Import)
3-Induktif;
4-Kapasitif
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
Asumsi
KW Perbandingan KWH
PF (0.4-0.1)
KVARH KVAH
Asumsi
Asumsi
Rp.
waktu
1/KVAH
jam (t)
& KWH
1
1
1
1
1
1
1
1
KVAH
KVAH
KWH
vs
T ARIF
T ARIFF KWH
F
(x)
3780
378
10
1890
378
5
1260
378
3.33
945
378
2.5
378
378
378
378
0.1
0.2
0.3
0.4
378
378
378
378
3761
1852
1202
866
3780
1890
1260
945
378
0.5
378
655
756
1
1
756
378
2
378
0.6
378
504
630
1
1
630
378
1.67
378
0.7
378
386
540
1
1
540
378
1.43
378
0.8
378
284
473
1
1
473
378
1.25
378
0.9
378
183
420
1
1
420
378
1.11
378
1.0
378
0
378
1
1
378
378
1
Keterangan
PF 0.9 - 1
zona diskon
tarif
Data TABEL XXII merupakan usulan rekomendasi tarif
menggunakan parameter energi nyata (KVAH). Keuntungan
ISSN 2301 - 4156
10
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
diberikan kepada Pelanggan efisien yang peduli perbaikan PF
menggunakan kompensator, penggunaan kompensator
membantu reduksi susut teknis. Karena parameter KVAH
merupakan win win solution , maka kepada Pelanggan
membantu reduksi susut teknis, PLN berikan insentif diskon
tarif yang berdampak pada tagihan rekening rendah (lower
bill).
[6]
[7]
[8]
Dr. Vithal N. Kamat, Apparent Energy Tariffs- the making of an
Electrical Revolution, Centre for Apparent Energy Research, GERC
Feb. 25, 2010
M. Raap, P. Raesaar, E. Tiigimagi, Reactive Power Pricing In
Distribution Networks, Oil Shale, 2011, Vol. 28, No. 1S, pp. 223–239,
ISSN 0208-189X, doi: 10.3176/oil.2011.1S.14, ©2011 Estonian
Academy Publishers.
PLN Area Teluk Naga, Pengaruh Beban Leading Terhadap Susut
Distribusi, Presentasi Knowledge Sharing, PLN Pusat 2015.
IV. KESIMPULAN
Sesuai sampling data pengukuran 11 Pelanggan ditemukan
hasil yaitu sebanyak 9 Pelanggan (82 %) tergolong Pelanggan
Inefisien yang memiliki PF leading 0 hingga 0.4, dengan
perbandingan daya semu 945 KVA vs daya aktif 364 KW.
Untuk konstribusi susut Pelanggan inefisien 6.25 x hingga
11.11 x lebih besar dalam kondisi fundamental, serta 7.25 x
hingga 12.11 x lebih besar dalam kondisi harmonik. Hanya
ada dua Pelanggan (18 %) efisien dengan normal PF lagging
tinggi 0.8 hingga 0.9.
Menggunakan parameter KVAH (TABEL XXII),
menunjukan bahwa Pelanggan efisien dengan PF 1 akan
memiliki tagihan KVAH = KWH. Sebaliknya Pelanggan
inefisien yang memiliki PF buruk 0.4 akan memiliki tagihan
lebih besar 2.5 x, ini artinya parameter KVAH memudahkan
Pelanggan mengontrol sendiri pemakaian energinya. Serta
menggiring (driving change) Pelanggan melakukan perubahan
untuk aktif membangun budaya efisiensi energi sesuai
semangat smart grid.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih diberikan kepada Bpk. Haryanto Ws
(Direktur Regional Bisnis Maluku & Papua) yang
memberikan kesempatan melakukan penilitian ini dan Bpk.
Ari Wardana (KDIVOR Regional Maluku-Papua) yang
mendukung proposal penilitian pengukuran di lapangan. Serta
ucapan terima kasih kepada Bpk Iskandar Nungtjik yang
membantu berbagi knowledge sharing tentang penggunaan
power saver di Bandung.
REFERENSI
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Rabihi Awaludin, Smard Grid Optimization, MAHASISWA SUKSES,
http://rabihiawaludin02.blogspot.co.id/2014/09/smartgrid-energyoptimization.html, tanggal akses 4 Juli 2016 .
Iskandar Nungtjik, Masalah Power Saver dan Dampak Terhadap
Revenue Meter , Bandung 27 Juni 2016.
W. Mack Grady & Robert J. Gilleskie, Harmonic and How They Relate
To Power Factor, Proc. of the EPRI Power Quality Issues &
Opportunities Conference (PQA’93), San Diego, CA, November 1993.
Michael Z. Lowenstein, Ph.D, Harmonic Current and Voltage
Distortion , Harmonics Ltd, Nov 1, 2002.
Dr. Vithal N. Kamat, On a Singular Apparent Energy Definition for
Metering and Tariff, Centre for Apparent Energy Research, ©BEM
Ltd., Technical Doc. # BEM-TR276-V01, May 15, 2008.
ISSN 2301 – 4156
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
1
Manfaat Parameter Energi Tunggal Berbasis KVAH untuk
Meningkatkan Efisiensi Energi pada Sistem Smart Grid
Maurits Alberth Paath, M.Eng
Abstract—Smart grid is an intelligent electricity grid capable of
integrating actions or activities of all users, ranging from power
plants to consumers in order to make efficient, sustainable,
economic and secure electricity supply.
Referring to the goal, then it is very clear and should be
supported by all users, including the Customer is responsible for
using of electrical equipment that has high efficiency. But in fact,
the current spreads and many customers use electrical
appliances have a power factor (PF) is bad, such as electrical
appliances that have the characteristics of inductive, capacitive
characteristics even harmonics, causing distortion measurements
that impact energy electrical energy measurement anomalies.
This study focuses on the literature review and analysis of
measurement data on customers to gain strategic solutions using
energy parameters based single of KVAH, and provide efficiency
benefits to Customers, PLN and the State, as it has been applied
in the State of India and Malta.
Intisari—
Smart grid merupakan jaringan listrik pintar yang
mampu mengintegrasikan aksi-aksi atau kegiatan dari semua
pengguna, mulai dari pembangkit sampai ke konsumen dengan
tujuan agar efisien, berkelanjutan, ekonomis dan suplai listrik
yang aman.
Mengacu pada tujuannya, maka sangat jelas dan patut didukung
oleh semua pengguna, termasuk Pelanggan untuk bertanggung
jawab memakai peralatan listrik yang memiliki efisiensi tinggi.
Namun pada kenyataannya, saat ini marak beredar dan banyak
Pelanggan menggunakan peralatan listrik memiliki faktor daya
(PF) yang buruk, seperti peralatan listrik yang memiliki
karakteristik induktif, kapasitif bahkan karakteristik harmonik,
sehingga menimbulkan distorsi pengukuran energi yang
berdampak anomali pengukuran energi listrik.
Penelitian ini difokuskan pada kajian literatur dan analisa data
pengukuran di Pelanggan, untuk mendapatkan solusi strategis
menggunakan Parameter Energi Tunggal berbasis KVAH, serta
memberi manfaat efisiensi kepada Pelanggan, PLN dan Negara,
seperti yang telah diterapkan di Negara India dan Malta.
Kata Kunci— harmonik, faktor daya, KVAH.
pengukuran energi listrik Pelanggan secara efisien. Termasuk
manfaat aplikasi metering smart grid adalah mengajak
Pelanggan untuk lebih berpartisipasi bagaimana cara berhemat
listrik. Keuntungan lain, sistem smart grid mampu
mengantisipasi, mendeteksi dan merespon terhadap masalah
atau gangguan yang terjadi pada sistem (self healing), serta
mengelola high quality power, yaitu mewujudkan pengelolaan
sistem yang lebih stabil dimana losses atau rugi-rugi bisa lebih
dihindari.
II. KONTEN UTAMA
A. Latar Belakang
Perkembangan peralatan elektronik (nonlinier load) yang
memiliki faktor daya (PF) buruk, seperti UPS, TV, CFL, VSD,
Komputer, Printer, dan lain-lain, saat ini begitu pesat dan
mudah didapati serta dipergunakan secara masif oleh
Pelanggan. Dampak PF buruk peralatan elektronik
menimbulkan permasalahan munculnya daya distorsi
harmonik (D) yang merugikan PLN maupun Pelanggan.
Selain itu, ditengarai juga banyak beredar dan digunakan
secara bebas alat yang menimbulkan distorsi harmonik seperti
power saver , serta karakteristik pola operasi kapasitor bank
Pelanggan besar yang cenderung menggeser sudut fasa arus
dan tegangan sehingga PF beban menjadi leading, akibatnya
kWh dan kVARh seolah diterima PLN (import), dampaknya
menimbulkan distorsi pengukuran energi listrik dan susut
jaringan semakin bertambah.
Perlu diketahui bahwa pengggunaan peralatan elektronik,
energy saver, dan pola operasi yang inefisien diatas diakui
PLN memang merupakan domain Pelanggan. Di sisi lain PLN
tidak memiliki hak untuk membatasi penggunaannya, tetapi
dampak pengukuran energi yang anomali dan tidak efisien ini
dianggap jauh dari asas fairness benefits bagi PLN.
1). Energy Saver
Contoh empat alat penghemat energi listrik (energy saver)
yang ada di jual bebas di pasaran.
I. PENDAHULUAN
Untuk mendukung proses integrasi kegiatannya, sistem
smart grid memiliki empat bagian utama diantaranya bagian
sistem tenaga, bagian kontrol, bagian komunikasi dan bagian
aplikasi [1]. Bagian aplikasi salah satunya adalah sistem
metering, dimana sangat penting fungsinya untuk memenuhi
salah satu tujuan smart grid, yaitu mengelola suplai listrik
yang efisien dan mengatur pemakaian beban listrik hingga
Karyawan PLN, Divisi Operasi Regional Bisnis Maluku-Papua,
PLN Pusat, Jl. Trunojoyo Blok M, no 135 Melawai, Kebayoran
Baru Jakarta Selatan, 12160 (tlp: 021-7251234; fax: 02117222328; maurits.paath@gmail.com; maurits.albert@pln.co.id)
Gbr 1. Beberapa alat energy saver
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
ISSN 2301 - 4156
2
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Alat-alat energy saver tersebut diatas dapat dipasang pada
pelanggan tiga fasa dan pelanggan satu fasa. Spesifikasi dan
nama alat penghemat listrik untuk pelanggan tiga fasa daya
diatas 20 kVA, adalah:
IM Power [2]
Alat penghemat listrik untuk pelanggan satu fasa daya 1300
VA s/d 5500 VA, adalah:
Power Tech Energy Saver (HTES),
Home Elctric Saver (HES),
Cash Flow Energy Saver (CFES).
Proses kerjanya, seperti alat IM Power menggeser sudut fasa
sehingga seolah pelanggan mengirim energi (import) ke PLN.
2). Pola Operasi Asymmetric Power
Permasalahan asymmetric power adalah karakteristik pola
operasi yang patut diduga merupakan jenis injeksi imbalance
current tampering menggunakan kapasitor bank yang
dilakukan Pelanggan besar. Modusnya hampir sama dengan
energy saver, yaitu menggeser sudut fasa arus cenderung di
kuadran 2 dan kuadran 3 (sudut diatas 90° - 270°. Dampaknya
di kuadran 2, energi aktif terukur negatip atau terbaca terima
(import), serta di kuadran 3, energi aktif dan energi reaktif
terbaca negatip atau terbaca di meter kWh terima (import),
sementara untuk refleksi faktor daya (PF) terbaca mendahului
(leading).
B. Rumusan Masalah
Pemilihan beban listrik adalah hak Pelanggan dan tidak
dapat dikontrol. Namun PLN yang memikul
dampaknya,
Parameter kWh dan tarif kWh tidak dapat mengukur
distorsi harmonik dan energi import dari Pelanggan,
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak mendidik
Pelanggan untuk bertanggung terhadap kualitas beban
peralatan listrik yang digunakan,
Parameter kWh dan Tarif kWh gagal mempromosikan
budaya efisiensi energi untuk mendapatkan lower bill,
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak fair, karena tidak
dapat membedakan Pelanggan efisien dan Pelanggan
inefisien (consumer pays for his own consumption and
not for his neighbour’s consumption),
Parameter kWh dan Tarif kWh tidak berhasil
memotivasi Pelanggan untuk peduli terhadap susut
teknis jaringan.
D. Metodologi
Melakukan studi literatur tentang parameter energi tunggal
satuan kVAh dan tarif berbasis kVAh. Serta menganalisa
beberapa anomali hasil pengukuran energi yang
berhubungan dengan distorsi harmonik dan pergeseran
sudut PF leading di Pelanggan besar Tegangan Menengah
(TM) dan Tegangan Rendah (TR). Serta membandingkan
hasil pengukurannya menggunakan parameter energi
KWH dan KVAH untuk mendapatkan konstribusi PF
leading terhadap kenaikan susut jaringan.
E. Tinjauan Pustaka
1). Susut Jaringan Distribusi
Sesuai Kepmen ESDM nomor 5899 K/20MEM/2016
tentang Pengesahan RUPTL PLN tahun 2016 s/d 2025 untuk
realisasi susut jaringan distribusi seperti tabel dibawah ini:
TABEL I
REALISASI SUSUT JARDIST RUPTL 2016-2025
Tahun
Susut Distribusi
2010
7.09
2011
7.34
2012
6.96
2013
7.77
2014
7.52
2015*)
7.12
*) Estimasi Realisasi Tahun 2015
Tampak sejak tahun 2012 realisasi susut jaringan distribusi
cenderung naik.
2). Hubungan Susut dan Faktor Daya
Susut Pelanggan inefisien 4 kali lebih besar dari pada
Pelanggan efisien [3], seperti terlihat pada gambar grafik
dibawah ini (bandingkan titik merah PF fundamental
(displacement) 0.5 = 4 losses pu dan PF 1 = 1 losses pu).
Gbr 2. Grafik susut (Losses pu) vs displacement PF
TABEL II
PERBANDINGAN DISP PF & SUSUT (LOSSES PU)
C. Maksud dan Tujuan Parameter Energi Tunggal
Mengintroduksikan sebuah parameter energi tunggal
menggunakan energi nyata (apparent energy) dengan satuan
KVAH. Serta usulan menerapkan satuan KVAH menjadi
komponen tarif tunggal (singular tariff) yang simpel dan juga
memudahkan proses billing. Untuk mengukur energi nyata
menggunakan KVAH Meter, selain itu KVAH Meter harus
memiliki fitur power quality sehingga mampu mengukur
energi reaktif kondisi fundamental dan daya distorsi harmonik
termasuk kondisi abnormal lainnya, serta mampu berfungsi
sebagai anti tampering.
ISSN 2301 – 4156
Watt
Disp PF
(Cos Q)
VA
Disp PF^2
1/Disp PF^2
Ploss (pu)
197000
1
197000
1.00
197000
0.9
218889
0.81
1.23
197000
0.8
246250
0.64
1.56
197000
0.7
281429
0.49
2.04
197000
0.6
328333
0.36
2.78
197000
0.5
394000
0.25
197000
0.4
492500
0.16
6.25
197000
0.3
656667
0.09
11.11
197000
0.2
985000
0.04
25
197000
0.1
1970000
0.01
100
Keterangan
1 Pelg. Efisien
4 Pelg. Inefisien
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Untuk kondisi harmonik (non-fundamental) konstribusi
susut lebih besar 5 kali lebih, seperti grafik dibawah ini.
Gbr 3. Grafik susut (losses) fundamental vs harmonik
3). Perbandingan Susut Kondisi Funamental & Harmonik
Berikut contoh perbandingan susut kondisi fundamental
dan harmonik vs fundamental di jaringan distribusi dengan
menggunakan asumsi data dibawah ini [4]:
Arus fundamental (Ifund)
: 70 A,
Arus rms (Irms)
: 75 A,
Tegangan sumber (Vs)
: 220 V,
Tegangan jatuh (Vd)
: 20 V,
Impedansi (Z)
: 0.286 Ω
Hasilnya:
Susut kondisi fundamental : 1401.4 Watt,
Susut kondisi harmonik
: 1608.75 Watt
Artinya menunjukan susut kondisi harmonik lebih besar 15 %.
Gbr 4. Line JTR dan grafik persentasi susut
4). Histori Parameter Energi Tunggal
Perkembangan histori informasi dan penerapan parameter
energi secara detil sebagai berikut:
Tahun 1996, Center for Apparent Energy Research
(CAER), Gujarat India, mengembangkan low cost
KVAH Meters,
31 Maret 1999, Metering & Smart Energy melalui
situsnya metering.com yang berpusat di Rondebosch,
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
3
Afrika Selatan, mengkampanyekan tulisan tentang
kVAh metering for environmentally conscious utilities.
Salah satu poin kampanye yang terkenal adalah,
menggunakan KVAH itu artinya memperhitungkan
Pelanggan membayar capital cost, running cost
generation (fuel cost), transmission and distribution
(losses). Menurut situs tersebut, menggunakan tarif
berbasis kWH hanya membayar fuel cost.
Tahun 2002, Negara bagian Uttar Pradesh menerapkan
kVAH Metering
Tahun 2003, Negara Malta, salah satu Negara di Eropa
melalui regulator Enamalta menerapkan tarif KVAh
pada Pelanggan besar diatas 100 A pada kategori
Pelanggan bisnis dan industri.
Tahun 2005 hingga sekarang 2016, sebagaian besar
semua Negara bagian di India sudah menggunakan
tarif berbasis KVAH.
5). Definisi Daya dan Energi Listrik
Berikut definisi daya kondisi fundamental dan definisi
energi listrik:
Daya semu satuan Volt Amper (VA), setelah dikalikan
waktu tertentu per seribu disebut Energi Nyata dengan
satuan KVAH,
Daya aktif satuan Watt (W), setelah dikalikan waktu
tertentu per seribu disebut Energi Aktif dengan satuan
KWH,
Daya reaktif satuan Volt Amper Reaktif (VAR),
setelah dikalikan waktu tertentu per seribu disebut
Energi Reaktif dengan satuan KVARH.
Dalam kondisi harmonik, muncul komponen daya baru
yaitu:
Daya distorsi harmonik satuan D
Berbeda dengan ketiga daya dan energi diatas, khususnya
daya distorsi harmonik oleh para pakar listrik dikategorikan
sebagai rugi-rugi daya, seperti harmonic leakage power,
additional power, harmonic reactive power dan nonactive
power. Definisi daya distorsi harmonik cukup rumit
(debatable) hingga memunculkan beberapa versi definisi
rumus oleh masing-masing para pakar sesuai tahun
penemuannya, sebagai berikut:.
Bucholz (1922), C. Budeanu (1927),
S. Fryze (1932),
W. Sheperd & P. Zakhikani (1972),
D. Sharon (1973),
N. L. Kuster & W. J. M. Moore (1979),
L. S. C. Czarnecki (1980),
IEEE Working Group (1996),
Vicente León-Martínez and Joaquín MontañanaRomeu (1996),
IEEE Std 1459-2000, Trial Use (2000),
Harnaak Khalsa & Jingxin Zhang (2006),
IEEE Std 1459-2010 (Approved 2 February 2010,
IEEE-SA Standards Board ).
ISSN 2301 - 4156
4
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Berikut gambar hubungan daya dan energi listrik menurut
konsep definisi daya Budeanu (1927) yang sering dipakai
untuk menganalisa daya distorsi harmonik dan hubungannya
dengan susut (losses):
Manfaat bagi Pelanggan: motivasi efisiensi energi
tinggi, hemat listrik, kualitas daya intalasi baik,
tagihan listrik rendah (lower bill),
Manfaat bagi PLN: reduksi susut, mengatasi jatuh
tegangan, kualitas peralatan baik, kualitas suplai
baik, pengukuran energi akurat, revenue meningkat
+ anti tampering, PLN diestimasi bisa saving +
revenue setara Rp. 5 Triliun per tahun,
Manfaat bagi Negara: reduksi energi fossil,
mengurangi polusi udara, menjaga lingkungan,
men-trigger pabrikan membuat peralatan PF
tinggi, mereformasi tarif listrik.
8). Diskon Tarif Berbasis kVAh
Gbr 5. Parameter daya vs energi
6). Tarif Berbasis kVAh
Konsep tarif berbasis kVAH adalah mengukur Energi
Nyata (apparent energy) dari Total Energi yang meliputi
energi aktif (kWh) dan energi reaktif fundamental + energi
reaktif kondisi harmonik/distorsi harmonik (kVArh).
Tujuan tarif berbasis kVAh, adalah [5]:
Pelanggan membayar total cost of energy meliputi:
capital cost, running cost and maintenance cost of
energy generation transmission and distribution system
(including the losses),
Pelanggan membayar energi yang dikonsumsi, bukan
membayar energi yang dikonsumsi tetangganya,
Pelanggan dimotivasi untuk memperbaiki kualitas daya
dan membantu mereduksi susut jaringan,
Tarif harus simpel dan mudah diimplementasikan,
Metering harus simpel dan harganya terjangkau.
Berikut metode penerapan pembayaran energi reaktif
(energy reactive pricing) yang diterapkan di seluruh dunia
pada umumnya dikategorikan tergantung pada indikator
biaya yang dikenakan pada [7]:
Peak demand of apparent power(VA),
Apparent energy consumption in kVAh,
Peak demand of reactive power (VAR),
Reactive energy consumption over a settling period in
kVARh,
Split kVARh method,
Power factor,
The power factor limit,
Adjusting active power or active energy bills,
Only active energy in kWh,
Konsep tarif berbasis kVAh juga merupakan Win Win
Solution antara PLN dan Pelanggan yang dapat
menguntungkan kedua belah pihak (fairness benefits).
PLN memberikan diskon tarif kepada Pelanggan karena
Pelanggan memperbaiki PF instalasinya. Diskon tarif
berdampak pada lower bill Pelanggan, diskon tarif bukan
berasal dari profit company, tetapi diskon tarif diberikan
karena konstribusi Pelanggan membantu mereduksi susut
teknis jaringan.
Gbr 6. Bagan win win solution tarif kVAh
9). Sistem Diagram Phasor Meter
7). Manfaat Tarif Berbasis kVAh
Tarif berbasis kVAh memberikan manfaat kepada
Pelanggan, PLN dan Negara, sebagai berikut [8]:
Gbr 7. Sistem diagram phasor meter
ISSN 2301 – 4156
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Sistem kuadran meter adalah membaca phasor sesuai
batas bidang kuadrannya (1 s/d 4) dan sudut masingmasing arus dan tegangan, sehingga dapat menetapkan
konvensi pengukuran energi berdasarkan arah masingmasing energi dari aktif (kWh) dan energi reaktif
(kVARh). Arah menyalurkan energi dari Utilitas ke
Pelanggan dinamakan delivered atau export. Serta arah
menyalurkan energi dari Pelanggan ke Utilitas dinamakan
terima received atau import, sesuai konvensi American
National Standard Institute (ANSI).
Zona kuadran 1(satu) mencerminkan:
Beban induktif,
Arus ketinggalan (lagging) tegangan (lagging kVARh),
PF positip (+),
Mengirim (delivered, export) kWh positip (+),
Mengirim (delivered, export) kVARh positip (+),
Daerah sudut 0° s/d 90°.
5
Pengukuran data load profile Pelanggan Industri
Tegangan Menengah
A. Pengukuran Daya (S, P, Q, D)
Pelanggan Besar TR Tanur 197 KVA (Klaten)
Gbr 7. Data Pengukuran Daya (S, P, Q, D) Pelanggan TR
Zona kuadran 2 (dua) mencerminkan:
Beban kapasitif,
Arus ketinggalan (lagging) tegangan (lagging kVARh),
PF negatip (-),
Menerima (received, import) kWh negatip (-),
Mengirim (delivered, export) kVARh positip (+),
Daerah sudut > 90° s/d 180°.
Pelanggan Besar TM Perkantoran 345 KVA (Papua)
Zona kuadran 3 (tiga) mencerminkan:
Beban induktif,
Arus mendahului (leading) tegangan (leading kVARh),
PF negatip (-),
Menerima (received, import ) kWh negatip (-),
Menerima (received, import) kVARh negatip (-),
Daerah sudut >90° s/d 270°.
Zona kuadran 4 (empat) mencerminkan:
Beban Kapasitif,
Arus mendahului (leading) tegangan (leading kVARh),
PF positip (+),
Mengirim (delivered, export) kWh positip (+),
Mengirim ((received, import)) kVARh negatip (-),
Daerah sudut >270° s/d 360°.
III. DATA PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN
Data sampel pengukuran di berjumlah 11 Pelanggan dan
data yang diukur meliputi::
Pengukuran data recording semua daya listrik (S, P, Q,
D) dua Pelanggan Tegangan Menengah,
Pengukuran data instantaneous dua Pelanggan
Tegangan Rendah yang menggunakan IM Power,
Pengukuran data Pelanggan PF leading dan
Asymmatric Power, lokasi Area Ambon, Area Palu dan
Area Teluk Naga.
Gbr 8. Data Pengukuran Daya (S, P, Q, D) Pelanggan TM
Dari dua hasil pengukuran diatas, diketahui daya distorsi
rata-rata Pelanggan Besar TM adalah 64.590 VA, dan
Pelanggan TM 4.166 VA. Kedua daya distorsi ini menjadi
daya tambahan (additional power) di kapasitas daya semu
(VA) dan tidak terukur menjadi energi, tetapi daya distorsi
hanya menambah susut jaringan.
B. Pengukuran Energy Saver (IM Power)Bandung
Data Pelanggan
Daya 197 kVA (CT 300 A), FKM: 60
Gaya 164 kVA (CT 250 A), FKM: 50
Data Ukur Bentuk Gelombang Arus & Tegangan
Gbr 9. Bentuk gelombang arus dan tegangan
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
ISSN 2301 - 4156
6
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
Bentuk gelombang (wave form) arus tampak cacat
terdistorsi, sedangkan bentuk gelombang tegangan terlihat
masih sinusoidal.
Tarif / Daya
: B2/105 KVA,
FKM
: 30 (CT: 150/5)
Data Pengukuran THD arus dan tegangan; daya dan
energi.
Data Pengukuran THD arus dan tegangan; daya dan
energi,
TABEL V. HASIL UKUR DAYA, FREKWENSI, PF, ARUS
DAN TEGANGAN
TABEL III
DATA THD ARUS DAN TEGANGAN
THD (%)
Pelanggan
Catatan
1. Harmonik arus dominan ke 5 dan 7
Arus
(A)
Teg 2. Harmonik tegangan diambil nilai
Arus
tertinggi
R S T
R
S
T
131 137 135 30,8 36,5 34,3 4
181 182 201 31,5 31,6 19,1 3,3
CV ASA
PT SP
3. Sudut Arus terhadap tegangan :
CV ASA : R= -77,6; S= -80,1; T= - 78,7
der
PT SP : R= 179,8; S= 58,3; T= -170,7
der
TABEL VI. PERBANDINGAN ARUS PIMER DAN SEKUNDER
Rating CT (A)
TABEL IV
DATA DAYA DAN ENERGI
Daya Semu
Pel
Daya Aktif
kVA
R
S
Daya Reaktif
kW
T
R
S
Energi Aktif Energi Reaktif
kVar
T
R
S
T
ASA 29.6 32.8 31.1 2.3 3.7 3.7 -28.2 -30.9 -29.4 4
SP
36.0 42.0 39.0 33.0 39.0 35.0 1.0
4.0
8.0
No Fasa
kWh x 10¯³
kVarh x 10¯³
R S
R S
7
T
7
54 64 57
T
Sudut Arus ( °)
R
S
T
43 47 45
-77.6 -80.1 -78.7
2
179.8 58.3
6
14
Sek
Arus (I)
Primer Rasio
Sek
Primer
1
R
5
150
30
1.307
39.21
2
S
5
150
30
1.296
38.88
3
T
5
150
Rata-rata
30
1.312
1.305
39.36
39.15
3.92
117.45
Total
Teg
(V)
218
218
219
Daya Semu (kVA)
FKM
Sek
30
0.285
8.55
30
0.283
8.49
30
0.287
8.61
8.55
25.65
-170.7
Catatan : Pada SP terjadi perubahan beban, waktu ukur sudut arus tidak sama dengan waktu ukur daya
Analisis dilakukan berdasarkan waveform arus dan tegangan
Batasan harmonik tegangan sesuai IEEE Std 519-2014:
THD tegangan untuk < 1 kV adalah 8 %, dan
Individual harmonik tegangan adalah 5 %, dan hasil ukur
(max 4 %) belum melebihi standard.
Analisa (TABEL V dsn VI)) Pelg. CS DKP Area Ambon :
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
Positip leading (0.016) berada di kuadran 4 dengan
posisi sudut > 270° s/d 360°, karakteristik beban
kapasitif (lihat Gbr. 7 diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) negatip, menunjukan
nilai rata-rata negatif setelah x FKM 30 sebesar -8.29
kVAR, total daya reaktif -24.87 kVAR.
Sedangkan energi reaktif (kVARh) rata-rata rendah
0.001 kWh disebabkan PF 0.016,
Rata-rata Arus primer (Ipri) cukup besar = 39.15 A,
sedang total Arus primer (Ipri) 117.45 A, total arus ini
berkonstribusi menjadi total daya tambahan di
kapasitas daya 25.65 kVA namun tidak terukur.
Status meter: asymmetric power
Analisa (TABEL III dan IV)) Pelanggan ASA:
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
leading berada di kuadran 4 dengan posisi sudut > 270°
s/d 360°, karakteristik beban kapasitif (lihat Gbr. 7
diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) cukup besar,
menunjukan nilai rata-rata negatif sebesar -29.2 kVAR.
Sedangkan energi reaktif (kVARh) rata-rata lebih = 45
kVARh.
D. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Palu
Pelanggan Bisnis
: CV PBM
Berbeda dengan daya aktif (kW) per fasa nilainya kecil,
Tarif / Daya
: I3/1730 KVA,
dan daya aktif rata-rata = 3.23 kW.
FKM
: 2000 (CT: 10; PT; 200)
Padahal nilai arus beban rata-rata per fasa cukup besar
sekali 134 A yang terinjeksi ke daya semu (VA)
menjadi susut jaringan,
TABEL VII. HASIL UKUR DAYA, FREKWENSI, PF, ARUS
Untuk daya semu rata-rata = 31.2 kVA,
DAN TEGANGAN
Asumsi PF 1, maka 3.23 kW = 3.23 kVA.
Jika dibandingkan dengan 31.2 kVA maka 9.6 kali lipat
susut jaringan bertambah.
C. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Ambon
Pelanggan Bisnis
: CS DKP
ISSN 2301 – 4156
Primer
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
7
TABEL VIII. PERBANDINGAN ARUS PIMER DAN SEKUNDER
No Fasa
Rating CT (A)
Arus (I)
Sek Primer Rasio
Sek
Rating PT (V)
Primer Sek Primer Rasio
Teg (V)
Sek
Primer
FKM
Daya Semu (kVA)
Sek
Primer
1 R
5
50
10
0.59
5.9 100
20,000 200
58.207 11,641 2,000
34.342 68,684
2 S
5
50
10
0.45
4.5 100
20,000 200
59.802 11,960 2,000
26.911 53,822
5
50
Rata-rata
10
0.45
0.497
4.5 100
4.967
20,000 200
3 T
Total
1.49
TABEL IX. ENERGI KIRIM DAN TERIMA
59.229 11,846 2,000 26.653 53,306
59.079 11,816
29.302 58,604
14.9
175,812
Analisa (TABEL VII dsn VIII)) Pelg. CS DKP Area Ambon :
Secara sistem phasor menunjukan pergeseran sudut PF
Negatip leading (-0.168) berada di kuadran 2 dengan
posisi sudut > 90° s/d 180°, karakteristik beban
kapasitif (lihat Gbr. 7 diagram phasor),
Hasil ukur daya reaktif (kVAR) menunjukan nilai ratarata rendah 0.002 kVAR x FKM 2000 sebesar 4 kVAR,
total daya reaktif 12 kVAR.
Rata-rata Arus primer (Ipri) cukup besar = 4.967 A,
sedang total Arus primer (Ipri) 14.9 A, total arus ini
berkonstribusi di total kapasitas daya 175.812 kVA
menjadi susut jaringan karena eneri aktifnya cenderung
nol.
E. Pengukuran Pelanggan di PLN Area Teluk Naga
Pelanggan Industri TR: I2/41.500 VA
Data yang dianalisa:
Data diagram phasor,
Informasi data sesaat (instantaneous) tegangan, arus,
PF, daya dan data energi (KWH & KVARh)
Gbr 10. Data pengukuran pelanggan industri TR
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
TABEL X. DATA JUMLAH KWH DAN KVARH
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
Arah
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban ENERGI KVARH Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
(Direction)
KWH
28290 1 (+ )
Kirim
Kirim
(Export)
1-Induktif
KVAR
H Lag
264
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KWH
Terima 2-Kapasitif; KVAR
Terima 3-Induktif;
4189 2 or 3 (-)
271821 3 or 4 (-)
Terima
(Import) 3-Induktif H Lead
(Import) 4-Kapasitif
TABEL XI. DATA HITUNG MANUAL DAYA SEMU (kVA)
Fasa
R
S
T
Ra ta -ra ta
Total
Pengukuran ke 1
Pengukuran ke 2
Teg (V) Arus (A) Daya (kVA) Teg (V) Arus (A) Daya (kVA)
227.801
25.301
5.76 224.937
25.301
5.69
226.241
36.338
8.22
225.73
37.105
8.38
227.76
33.304
7.59 225.783
37.904
8.56
227.27
31.65
7.19
225.48
33.44
7.54
21.57
22.62
Analisa: (TABEL IX dan X)) Pelg. Industri Area Teluk
Naga, I3/41.5 KVA
1). Sesuai TABEL IX
KWH Kirim: 28920 KWH, Kondisi Normal,
KWH Terima: 4186 KWH, Kondisi Tak Normal,
Merupakan KWH import dari Pelanggan, apabila
dikonversi ke daya aktif KW, maka daya aktif
negatip (-KW) (seolah Pelanggan ada pembangkit),
secara diagram phasor KWH import atau daya
aktif negatip (–KW), bisa berada di kuadran 2
(beban kapasitif) atau berada di kuadran 3 (beban
induktif),
KVARH lag: 264 KVARH, Kondisi Normal,
KVARH lead: 271821 KVARH, Kondisi Tak
Normal,
Nilai KVARH lead apabila dikonversikan ke daya
reaktif, maka daya reaktif negatip (-KVAR, bisa
berada di kuadran 3 (beban induktif) atau berada
di kuadran 4 (beban kapasitif),
Data diatas menunjuk karakteris beban yang
berubah-rubah (bisa kapasitif dan induktif) sesuai
besar nilai energinya, kuat dugaan durasi
ISSN 2301 - 4156
8
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
pengoperasian kedua karakteristik beban cukup
lama.
Apabila memperhatikan TABEL X, posisi kuadran
yang mengakomodir KVARh lead dan KWH terima
yaitu di kuadran 3, tetapi menjadi anomali karena
PF positip (Gbr 10). Namun bisa juga bisa
dibenarkan, apabila diasumsikan pengukuran data
diatas adalah data sesaat (instantaneous), artinya
data tersebut bisa saja berubah-rubah karena
merupakan data sesaat.
TABEL XI mengekspresikan sesuai hitungan
manual data Gbr 10, untuk pengukuran 1, daya
semu total 21.57 KVA > 5.94 KW (hasil ukur).
Pengukuran 2, daya semu total 22.62 KVA > 3.97
KW (hasil ukur).
TABEL XII. JUMLAH PELANGGAN COS PHI LEADING
Tabel diatas Pelanggan Cos Phi Leading di TM (daya >
200 kVA) dan TR (daya 33 kVA – 197 kVA).
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
TABEL XIV. DATA LOAD PROFILE PT. APM
Tanggal
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
02/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
05/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
06/10/2015
14:00
14:15
14:30
14:45
15:00
15:30
05:00
05:15
05:30
06:00
06:45
16:30
19:45
20:00
20:15
20:30
20:45
21:00
21:15
21:30
21:45
22:00
22:15
22:30
22:45
23:00
00:00
00:15
00:30
00:45
01:00
01:15
01:30
01:45
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
03/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
04/10/2015
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
kWh
Kirim
0.23
0.15
0.32
0.31
0.28
0.18
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.10
0.13
0.11
0.05
0.03
0.05
0.08
0.12
0.19
0.14
0.14
0.14
ISSN 2301 – 4156
kWh
Terima
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.01
0.00
0.00
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
kVARh
Kirim
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
kVARh
Terima
0.18
0.17
0.16
0.16
0.18
0.21
0.23
0.23
0.23
0.22
0.22
0.22
0.23
0.22
0.22
0.23
0.22
0.23
0.23
0.23
0.23
0.21
0.22
0.22
0.22
0.22
0.20
0.17
0.17
0.21
0.17
0.20
0.20
IR
IS
IT
PF
1.63
1.23
2.22
2.12
1.95
1.57
1.04
1.04
1.03
1.03
1.02
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.03
1.04
1.03
1.04
1.24
1.50
1.33
1.05
1.00
0.97
0.94
1.10
1.60
1.19
1.28
1.28
1.69
1.31
2.26
2.18
2.04
1.72
1.40
1.42
1.41
1.40
1.38
1.38
1.38
1.37
1.39
1.41
1.40
1.41
1.40
1.37
1.37
1.42
1.63
1.51
1.35
1.32
1.24
1.12
1.17
1.71
1.25
1.40
1.39
0.78
0.65
0.86
0.87
0.82
0.59
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.04
0.04
0.37
0.46
0.4
0.16
0.1
0.18
0.37
0.55
0.65
0.62
0.57
0.58
IR
2.20
1.14
0.89
0.81
0.79
0.93
0.23
0.22
0.22
0.21
0.20
0.50
0.24
0.23
0.21
0.21
0.21
0.20
0.20
0.19
0.19
0.19
0.20
0.21
0.21
0.24
0.22
0.21
0.21
0.20
0.19
0.19
0.19
0.19
IS
2.12
1.07
0.83
0.75
0.74
0.91
0.21
0.20
0.20
0.19
0.19
0.50
0.21
0.19
0.18
0.18
0.18
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
0.18
0.19
0.20
0.19
0.18
0.19
0.17
0.17
0.17
0.17
0.17
IT
2.16
1.13
0.87
0.79
0.80
0.94
0.23
0.22
0.22
0.21
0.21
0.51
0.23
0.21
0.20
0.20
0.20
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
0.20
0.21
0.23
0.21
0.21
0.21
0.19
0.19
0.19
0.19
0.19
PF
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
Lead
0.98
0.87
0.92
0.90
0.82
0.57
0.71
0.72
0.73
0.67
0.66
0.27
0.74
0.79
0.76
0.75
0.76
0.73
0.74
0.74
0.74
0.74
0.75
0.77
0.79
0.82
0.77
0.76
0.77
0.71
0.71
0.70
0.69
0.70
kW
kVA
0.367
0.170
0.138
0.124
0.112
0.093
0.028
0.028
0.028
0.025
0.024
0.024
0.030
0.030
0.027
0.027
0.027
0.024
0.024
0.025
0.025
0.025
0.025
0.027
0.028
0.032
0.028
0.028
0.028
0.024
0.023
0.023
0.023
0.023
0.376
0.194
0.15
0.137
0.136
0.162
0.039
0.038
0.038
0.036
0.035
0.088
0.04
0.037
0.035
0.035
0.034
0.033
0.033
0.033
0.033
0.033
0.033
0.034
0.036
0.039
0.037
0.036
0.035
0.033
0.032
0.032
0.032
0.032
: PT. KMR
: I3/233 KVA,
: 80 (CT: 80; PT: 1)
TABEL XV. DATA LOAD PROFILE PT. APM
kW
kVA
Tanggal
06/10/2015
2.01
1.68
2.42
2.34
2.25
2.00
1.67
1.70
1.68
1.67
1.65
1.66
1.65
1.64
1.66
1.68
1.68
1.68
1.68
1.64
1.64
1.71
1.85
1.78
1.62
1.58
1.51
1.42
1.50
1.93
1.55
1.67
1.66
kWh
kWh
kVARh kVARh
Kirim Terima Kirim
Terima
0.09
0.00
0.02
0.00
0.04
0.00
0.00
0.02
0.03
0.00
0.00
0.01
0.03
0.00
0.00
0.00
0.03
0.00
0.00
0.01
0.02
0.00
0.00
0.03
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.02
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
Nama Pelanggan
Tarif / Daya
FKM
: PT. BW
: I3/690 KVA,
: 800 (CT: 4; PT: 200)
TABEL XIII. DATA LOAD PROFILE PT. BW
Tanggal
: PT. APM
: I3/5710 KVA,
: 7000 (CT: 35; PT: 200)
0.227
0.152
0.323
0.312
0.279
0.18
0.011
0.011
0.012
0.01
0.011
0.011
0.011
0.01
0.011
0.01
0.012
0.01
0.011
0.009
0.01
0.09
0.129
0.105
0.036
0.021
0.044
0.076
0.117
0.189
0.137
0.139
0.142
0.288
0.231
0.366
0.355
0.335
0.286
0.224
0.225
0.224
0.224
0.223
0.224
0.223
0.221
0.222
0.224
0.224
0.224
0.225
0.225
0.224
0.233
0.263
0.244
0.221
0.218
0.206
0.191
0.207
0.285
0.221
0.242
0.241
06/10/2015
07/10/2015
07/10/2015
08/10/2015
08/10/2015
09/10/2015
09/10/2015
09/10/2015
10/10/2015
10/10/2015
13/10/2015
13/10/2015
14/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
15/10/2015
kWh
kWh
kVARh kVARh
IR
IS
Terima
0.183 1.019 0.844
0
0.548 1.55 1.72
0
0.487 1.51 1.54
0
0.529 1.63 1.64
0
0.542 1.53 1.75
0
0.54 1.52 1.74
0
0.553 1.66 1.69
0
0.56 1.67 1.70
0
0.542 1.64 1.67
0
0.478 1.39 1.57
0
0.512 1.48 1.65
0
0.495 1.54 1.55
0
0.472 1.49 1.50
0
0 0.00 0.00
0
0.562 1.68 1.71
0
0.546 1.66 1.67
0
0.414 1.47 1.46
0
0.413 1.42 1.42
0
0.424 1.46 1.47
0
0.438 1.51 1.53
0
0.581 1.68 1.81
0
0.428 1.33 1.45
0
0.186 0.65 0.77
0
0.172 0.64 0.71
0
0.214 0.61 0.74
0
0.2 0.63 0.74
0
0.148 0.64 0.70
0
0.211 0.67 0.76
0
0.266 0.82 0.91
0
0.264 0.84 0.92
0
0.23 0.62 0.73
0
0.247 0.67 0.76
0
0.264 0.79 0.79
0
0.269 0.82 0.79
Kirim
12:30
0.16 Terima0 Kirim
0.086
13:00
12:30
13:00
12:30
13:00
12:00
12:30
13:00
12:30
13:00
12:30
13:00
23:00
12:30
13:00
14:30
15:00
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
18:30
19:00
19:30
20:00
20:30
21:00
21:30
22:00
22:30
23:00
0.165
0.163
0.154
0.165
0.163
0.148
0.14
0.155
0.185
0.181
0.183
0.189
0
0.149
0.163
0.25
0.217
0.231
0.25
0.114
0.165
0.125
0.134
0.079
0.104
0.159
0.117
0.126
0.139
0.059
0.037
0.092
0.113
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
IT
1.045
1.77
1.49
1.59
1.75
1.74
1.62
1.64
1.60
1.60
1.67
1.53
1.48
0.00
1.61
1.58
1.40
1.37
1.41
1.48
1.71
1.33
0.67
0.64
0.66
0.66
0.64
0.72
0.89
0.90
0.73
0.74
0.76
0.77
PF
0.62
0.29
0.32
0.28
0.3
0.29
0.26
0.24
0.28
0.36
0.34
0.35
0.37
0
0.26
0.29
0.51
0.46
0.48
0.49
0.2
0.41
0.53
0.59
0.35
0.45
0.71
0.48
0.42
0.47
0.25
0.15
0.09
0.08
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
kW
0.32
0.33
0.326
0.308
0.33
0.326
0.296
0.28
0.31
0.37
0.362
0.366
0.378
0
0.298
0.326
0.5
0.434
0.462
0.5
0.228
0.33
0.25
0.268
0.158
0.208
0.318
0.234
0.252
0.278
0.118
0.074
0.184
0.226
kVA
0.657
1.153
1.029
1.104
1.142
1.132
1.149
1.159
1.128
1.032
1.091
1.06
1.021
0
1.168
1.142
0.97
0.946
0.976
1.015
1.188
0.933
0.469
0.448
0.463
0.464
0.444
0.493
0.595
0.6
0.478
0.498
0.53
0.54
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
9
Sama dengan diatas, tidak ada terukur energi reaktif
(KVARH) kirim (eksport),
PF leading bervariasi 0.08 – 0.71
Rule EDMI Meter untuk Lead PF di kuadran 2 dan 4
(beban kapasitif).
Analisa TABEL XIII: Pelanggan PT. BW
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
TABEL XVI. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
ENERGI
KVARH
TABEL XX. DATA PELANGGAN INDUSTRI
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
DAYA
KONTRAK
NO
KWH
Ada
Kirim
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KVAR Tidak
H Lag ada
KWH
Terima 2-Kapasitif; KVAR
Ada 2 or 3 (-)
Terima
(Import) 3-Induktif H Lead
1 (+ )
Ada 3 or 4 (-)
Kirim
(Export)
1-Induktif
Terima
(Import)
3-Induktif;
4-Kapasitif
Normalnya beban induktif di kuadran 1 untuk energi
ada terukur, tetapi faktanya tidak ada terukur energi
reaktif (KVARH) kirim (eksport),
Justru energi terima (import) yang terukur, masingmasing ada energi aktif (KWH) dan energi reaktif
(KVARH),
PF leading bervariasi 0.04 – 0.86,
Kuat dugaan karakteristik beban di kuadran 3
(sudut >180° s/d 270°)
Analisa TABEL XIV: Pelanggan PT. APM
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
PELANGGAN TARIF
(KVA)
1
2
3
PT. BW
PT. APM
PT. KMR
ENERGI
KWH
KWH
Ada
Kirim
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
ENERGI
KVARH
KVAR Tidak
H Lag ada
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
KWH Tak
Terima 2-Kapasitif; KVAR Ada
Terima 3-Induktif;
2 or 3 (-)
3 or 4 (-)
Terima Ada
(Import) 3-Induktif H Lead Sedikit
(Import) 4-Kapasitif
Sama dengan diatas, tidak ada terukur energi reaktif
(KVARH) kirim (eksport),
PF leading bervariasi 0.7 – 0.98,
Rule EDMI Meter untuk Lead PF di kuadran 2 dan 4
(beban kapasitif).
690
5710
233
6633
Sesuai TABEL XX, menghasilkan bukti bahwa data
pengukuran sampel load profile ketiga Pelanggan industri
diatas menunjukan hasil anomali pengukuran menurut arah
energi dan posisi kuadran. Normalnya pengukuran energi
KWH dan KVARH kirim (eksport) itu harus ada, bila
memiliki PF rendah beban induktif. Namun ada kenyataan
dimana energi KWH dan KVARH terima (import), seolaholah Pelanggan mengirim ke PLN. Serta hasil PF rata-rata
hitung manual dari data load profile KVA dan KW masingmasing Pelanggan kecil, yaitu PT. BW = 0.361; PT. APM
0.431 dan PT. KMR = 0.343, diasumsikan PF leading.
TABEL XXI. DATA REKAP PELANGGAN EFISIEN & INEFISIEN
TABEL XVIII. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
I3
I3
I3
JUMLAH
DAYA
Pengukuran rata-rata KETERANGAN
(PF rata-rata
FKM
Daya
Daya Semu
Aktif Hitung Manual)
(KVA)
(KW)
800
194
70
0.361
7000
560
231
0.413
80
67
23
0.343
821
324
DATA SAMPLING
PENGUKURAN
DAYA
SEMU
(KVA)
PELANGGAN 1
PELANGGAN 2
PELANGGAN 3
PELANGGAN 4
PELANGGAN 5
PELANGGAN 6
PELANGGAN 7
PELANGGAN 8
PELANGGAN 9
PELANGGAN 10
PELANGGAN 11
TOTAL
440
78
31
39
9
59
7
8
65
187
23
945
DAYA
LEVEL
PF
AKTIF
PENGUKURAN PF
TOTAL
(KW)
(BAIK/BURUK)
153
61
3
36
0
0
2
1
23
77
8
364
0.3
0.8
0.1
0.9
0.0
0.0
0.3
0.2
0.4
0.4
0.3
PF BURUK
PF BAIK
PF BURUK
PF BAIK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
PF BURUK
KONSTRIBUSI SUSUT
KONDISI
FUND
KONDISI
HARMONIK
11.11 x
1.56 x
100 x
1.23 x
#DIV/0!
#DIV/0!
11.11 x
25 x
6.25 x
6.25 x
11.11 x
12.11 x
2.56 x
200 x
2.23 x
#DIV/0!
#DIV/0!
12.11 x
26 x
7.25 x
6.25 x
12.11 x
KETERANGAN
PELG INEFISIEN
PELG. EFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG. EFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
PELG INEFISIEN
SEBESAR 82 % (9 PELANGGAN) MEMILIKI PF BURUK (< 0.4 )
Data TABEL XXI diatas data rekap daya semu (KVA) dan
daya aktif (KW) hasil pengambilan sampling pengukuran 11
Pelanggan
TABEL XXII. DATA PERBANDINGAN KVAH DAN KWH
Analisa TABEL XV:Pelanggan PT. KMR
Sesuai dengan pengelompokan arah energi, kuadran dan
sifat beban listrik, dibawah ini:
TABEL XIX. ARAH ENERGI VS POSISI KUADRAN
American National Standard Institute (ANSI) Conversion for Energy Direction
ENERGI
KWH
KWH
Ada
Kirim
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Kirim
(Export)
1-Induktif
ENERGI
KVARH
KVAR Tidak
H Lag ada
KWH Tidak
Terima 2-Kapasitif; KVAR
2 or 3 (-)
Terima Ada
(Import) 3-Induktif H Lead
Arah
Kuadran Energi Sifat Beban
(Direction)
1 (+ )
Ada 3 or 4 (-)
Kirim
(Export)
1-Induktif
Terima
(Import)
3-Induktif;
4-Kapasitif
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…
Asumsi
KW Perbandingan KWH
PF (0.4-0.1)
KVARH KVAH
Asumsi
Asumsi
Rp.
waktu
1/KVAH
jam (t)
& KWH
1
1
1
1
1
1
1
1
KVAH
KVAH
KWH
vs
T ARIF
T ARIFF KWH
F
(x)
3780
378
10
1890
378
5
1260
378
3.33
945
378
2.5
378
378
378
378
0.1
0.2
0.3
0.4
378
378
378
378
3761
1852
1202
866
3780
1890
1260
945
378
0.5
378
655
756
1
1
756
378
2
378
0.6
378
504
630
1
1
630
378
1.67
378
0.7
378
386
540
1
1
540
378
1.43
378
0.8
378
284
473
1
1
473
378
1.25
378
0.9
378
183
420
1
1
420
378
1.11
378
1.0
378
0
378
1
1
378
378
1
Keterangan
PF 0.9 - 1
zona diskon
tarif
Data TABEL XXII merupakan usulan rekomendasi tarif
menggunakan parameter energi nyata (KVAH). Keuntungan
ISSN 2301 - 4156
10
JNTETI, Vol. 03, No. 22, Bulan Juli 2016
diberikan kepada Pelanggan efisien yang peduli perbaikan PF
menggunakan kompensator, penggunaan kompensator
membantu reduksi susut teknis. Karena parameter KVAH
merupakan win win solution , maka kepada Pelanggan
membantu reduksi susut teknis, PLN berikan insentif diskon
tarif yang berdampak pada tagihan rekening rendah (lower
bill).
[6]
[7]
[8]
Dr. Vithal N. Kamat, Apparent Energy Tariffs- the making of an
Electrical Revolution, Centre for Apparent Energy Research, GERC
Feb. 25, 2010
M. Raap, P. Raesaar, E. Tiigimagi, Reactive Power Pricing In
Distribution Networks, Oil Shale, 2011, Vol. 28, No. 1S, pp. 223–239,
ISSN 0208-189X, doi: 10.3176/oil.2011.1S.14, ©2011 Estonian
Academy Publishers.
PLN Area Teluk Naga, Pengaruh Beban Leading Terhadap Susut
Distribusi, Presentasi Knowledge Sharing, PLN Pusat 2015.
IV. KESIMPULAN
Sesuai sampling data pengukuran 11 Pelanggan ditemukan
hasil yaitu sebanyak 9 Pelanggan (82 %) tergolong Pelanggan
Inefisien yang memiliki PF leading 0 hingga 0.4, dengan
perbandingan daya semu 945 KVA vs daya aktif 364 KW.
Untuk konstribusi susut Pelanggan inefisien 6.25 x hingga
11.11 x lebih besar dalam kondisi fundamental, serta 7.25 x
hingga 12.11 x lebih besar dalam kondisi harmonik. Hanya
ada dua Pelanggan (18 %) efisien dengan normal PF lagging
tinggi 0.8 hingga 0.9.
Menggunakan parameter KVAH (TABEL XXII),
menunjukan bahwa Pelanggan efisien dengan PF 1 akan
memiliki tagihan KVAH = KWH. Sebaliknya Pelanggan
inefisien yang memiliki PF buruk 0.4 akan memiliki tagihan
lebih besar 2.5 x, ini artinya parameter KVAH memudahkan
Pelanggan mengontrol sendiri pemakaian energinya. Serta
menggiring (driving change) Pelanggan melakukan perubahan
untuk aktif membangun budaya efisiensi energi sesuai
semangat smart grid.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih diberikan kepada Bpk. Haryanto Ws
(Direktur Regional Bisnis Maluku & Papua) yang
memberikan kesempatan melakukan penilitian ini dan Bpk.
Ari Wardana (KDIVOR Regional Maluku-Papua) yang
mendukung proposal penilitian pengukuran di lapangan. Serta
ucapan terima kasih kepada Bpk Iskandar Nungtjik yang
membantu berbagi knowledge sharing tentang penggunaan
power saver di Bandung.
REFERENSI
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Rabihi Awaludin, Smard Grid Optimization, MAHASISWA SUKSES,
http://rabihiawaludin02.blogspot.co.id/2014/09/smartgrid-energyoptimization.html, tanggal akses 4 Juli 2016 .
Iskandar Nungtjik, Masalah Power Saver dan Dampak Terhadap
Revenue Meter , Bandung 27 Juni 2016.
W. Mack Grady & Robert J. Gilleskie, Harmonic and How They Relate
To Power Factor, Proc. of the EPRI Power Quality Issues &
Opportunities Conference (PQA’93), San Diego, CA, November 1993.
Michael Z. Lowenstein, Ph.D, Harmonic Current and Voltage
Distortion , Harmonics Ltd, Nov 1, 2002.
Dr. Vithal N. Kamat, On a Singular Apparent Energy Definition for
Metering and Tariff, Centre for Apparent Energy Research, ©BEM
Ltd., Technical Doc. # BEM-TR276-V01, May 15, 2008.
ISSN 2301 – 4156
Maurits A. Paath: Manfaat Parameter Energi Tunggal…