ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK

PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Disusun

Oleh :

LUTFI SEPTYO AFFANDI NIM : 201010130311161

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK

PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana (S-1) Teknik

Disusun Oleh :

LUTFI SEPTYO AFFANDI NIM : 201010130311161

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

LEMBAR PERSETUJUAN

ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK

PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Program Strata-1 (S1) Jurusan Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

Lutfi Septyo Affandi NIM : 201010130311161

Disetujui, Pembimbing I

Ir. Diding Suhardi, M.T. NIDN: 0706066501

Pembimbing II

Ilham Pakaya, S.T. NIDN: 0717018801

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang

Oleh:

Lutfi Septyo Affandi NIM : 201010130311161

Tanggal Ujian : 18 Agustus 2015 Periode Wisuda : Oktober 2015 Disetujui oleh :

1. Ir. Diding Suhardi, M.T. NIDN : 0706066501

(Pembimbing I)

2. Ilham Pakaya, S.T. NIDN : 0717018801

(Pembimbing II)

3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. NIDN : 0718036502

(Penguji I)

3. Drs. Budhi Priyanto, M. Si. NIDN : 0026106701

(Penguji II)

Mengetahui, Ketua Jurusan Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T. NIP : 10892030257

LEMBAR PERNYATAAN

Assalamu’ alaikum Wr. Wb. Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Lutfi Septyo Affandi

Tempat, Tanggal lahir : Sidoarjo, 02 September 1991

NIM : 201010130311161

Fakultas/Jurusan : Teknik/Elektro

Menyatakan bahwa karya ilmiah/Tugas Akhir saya yang berjudul

“ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG” Adalah merupakan bukan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang kami sebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, saya bersedia mendapatkan sanksi akademis.

Wassalamu’ alaikum Wr. Wb.

Malang,

Yang menyatakan,

Lutfi Septyo Affandi

Mengetahui, Pembimbing I

Ir. Diding Suhardi, MT. NIDN: 0706066501

Pembimbing II

Ilham Pakaya, ST. NIDN: 0717018801

KATA PENGANTAR

Assalamu‘alaikum Wr. Wb.

Syukur alhamdulillah saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat dan kesempatan yang telah dilimpahkan-Nya sehingga dapat terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini.

Dalam usaha membantu para mahasiswa untuk memenuhi persyaratan kelulusan, maka disusunlah Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “ANALISA KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN LISTRIK PADA GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG”. Kehadiran laporan ini kurang lebih akan mewujudkan tingkat pemahaman dan pengertian yang lebih bagi kalangan mahasiswa, khususnya Teknik Elektro.

Akhirnya semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi para mahasiswa Teknik Elektro, tetapi juga kepada para mahasiswa lain yang ingin mengetahui dan belajar tentang Laporan Tugas Akhir ini lebih dalam. Selama proses pelaksanaan dan pengerjaan Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bimbingan, pengarahan, bantuan, dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar besarnya kepada yang terhormat :

1. Kedua orang tua tercinta Bapak Supriadi dan Ibu Nutsiana yang telah membesarkan, memelihara dan mendidik penulis selama ini serta kakak yang telah memberikan segala dukungan, nasihat baik dalam bantuan materi, bantuan langsung maupun do’anya.

2. Bapak Ir. Diding Suhardi M.T. selaku dosen pembimbing I dan Bapak Ilham Pakaya S.T. selaku dosen pembimbing II yang terus memberi masukan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Ibu ketua jurusan Ir. Nur Alif Mardiyah, M.T. yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis agar terselesainya tugas akhir ini.

4. Seluruh Bapak dan Ibu dosen di jurusan teknik elektro atas ilmu yang telah diberikan selama penulis belajar di Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Seluruh staf administrasi dilingkungan Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, dan Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Teman-teman seperjuangan elektro kelas D angkatan 2010 yang telah banyak membantu dalam proses penyelesaian tugas akhir ini.

7. Kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu oleh penulis, terima kasih atas dukungan serta doanya, semoga Allah SWT membalas semua kebaikan kepada kalian semua. Amin Ya Rabbal Alamin.

Materi Laporan Tugas Akhir ini telah mengalami revisi dan pengujian simulasi. Sekalipun demikian tidak menutup kemungkinan ada beberapa bagian yang masih kurang terpenuhi kelengkapan dan kesempurnannya. Penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pengembangan teknologi pada saat ini hingga teknologi yang akan datang, dan tidak lupa juga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun guna kesempurnaan laporan tugas akhir ini.

Billahi fii sabililhaq, fastabiqul khairat..

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang,

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERSETUJUAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAK ... v

ABSTRACT ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penulisan ... 2

1.4 Pembatasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Pelaksanaan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1. Transformator ... 5

2.1.1. Prinsip Kerja Transformator ... 6

2.2. Ketidakseimbangan Beban ... 7

2.3. Arus Netral ... 8

2.3.1. Arus Netral Karena Beban Tidak Seimbang ... 8

2.3.2. Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Seimbang ... 9

2.3.3. Penyaluran dan Susut Daya pada Keadaan Arus Tidak Seimbang ... 10

2.3.4. Faktor Daya ... 11

2.4. Rugi-Rugi Daya Pada Jaringan Distribusi ... 12

2.4.2. Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral Pada Penghantar netral .. 12

2.4.3. Rugi-Rugi Daya Akibat Arus Netral yang Mengkir ke Tanah ... 13

2.4.4. Rugi-Rugi Daya Pada Sambungan Tidak Baik ... 13

2.5. Persamaan-Persamaan yang Digunakan dalam Perhitungan ... 13

2.5.1. Perhitungan Arus Beban Penuh dan Arus hubung Singkat ... 14

2.5.2. Perhitungan Ketidakseimbangan Beban ... 14

2.5.3. Perhitungan Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral ... 15

2.5.4. Perhitungan Rugi-Rugi Daya Akibat Arus Netral yang Mengalir ke Tanah ... 15

BAB III SISTEM GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG ... 16

3.1. Deskripsi Beban Listrik ... 16

3.1.1. Deskripsi Beban Listrik pada Gardu I dan Gardu II ... 16

3.1.2. Deskripsi Beban Listrik pada Gardu III dan Gardu IV ... 17

3.2. Objek Pengambilan Data ... 17

3.3. Metode Pengukuran ... 18

3.4. Metode Pengambilan Data ... 18

3.5. Analisa Perhitungan Arus Netral Trafo ... 25

3.6. Analisa Ketidakseimbangan Beban Dan Rugi-Rugi Daya ... 26

BAB IV ANALISA DATA ... 27

4.1. Analisa Pembebanan Trafo ... 27

4.1.1. Fuse Cut Out (FCO) ... 27

4.1.1.1. Menentukan Fuse Cut Out ... 27

4.1.2. NH Fuse (NHF) ... 27

4.1.1.2. Menentukan NH Fuse (NHF) ... 28

4.1.3. Arus Hubung Singkat (Short Circuit Current) ... 28

4.1.1.3. Menentukan Arus Hubung Singkat ... 28

4.2 Persentase Pembebanan ... 29

4.4 Analisa Rugi-Rugi Daya Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar

Netral Trafo dan Akibat Adanya Arus Netral yang Mengalir ke Tanah ... 36

BAB V PENUTUP ... 40

5.1 Kesimpulan ... 40

5.2 Saran ... 40

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 . Vektor Diagram Arus Keadaan Seimbang ... 7

Gambar 2.2 Grafik Kondisi Beban yang Seimbang ... 7

Gambar 2.3 Vektor Diagram Arus Keadaan Tidak Seimbang ... 8

Gambar 2.4 Diagram Fasor Tegangan Saluran Daya Model Fasa Tunggal ... 9

Gambar 2.5 Segitiga Daya ... 11

Gambar 2.6 Sambungan Kabel ... 13

Gambar 3.1 Single Line Pembebanan Gardu I dan Gardu II Kampus III UMM ... 16

Gambar 3.2 Single Line Pembebanan Gardu III dan Gardu IV Kampus III UMM ... 17

Gambar 3.3 Hioki Power Analyzer 3286-20... 18

Gambar 3.4 Kyoritzu Digital Earth Tester model 4105A ... 18

Gambar 4.1 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu I Kampus III UMM ... 31

Gambar 4.2 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu II Kampus III UMM ... 32

Gambar 4.3 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu III Kampus III UMM ... 32

Gambar 4.4 Grafik Persentase Pembebanan Trafo Gardu IV Kampus III UMM ... 32

Gambar 4.5 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu I Kampus III UMM ... 35

Gambar 4.6 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu II Kampus III UMM ... 35

Gambar 4.7 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu III Kampus III UMM ... 35

Gambar 4.8 Grafik Persentase Ketidakseimbangan Beban Pada Gardu IV Kampus III UMM ... 36

Gambar 4.10 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu II Kampus III UMM ... 39

Gambar 4.11 Grafik %PN dan %PG Pada Gardu III Kampus III UMM ... 39

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Teknis Trafo Gardu Listrik Kampus III UMM ... 20

Tabel 3.2 Data Pengukuran Gardu I Kampus III UMM ... 21

Tabel 3.3 Data Pengukuran Gardu II Kampus III UMM ... 22

Tabel 3.4 Data Pengukuran Gardu III Kampus III UMM ... 23

Tabel 3.5 Data Pengukuran Gardu IV Kampus III UMM ... 24

Tabel 3.6 Analisa Perhitungan Arus Netral Trafo ... 25

Tabel 4.1 Perhitungan Fuse Cut Out ... 27

Tabel 4.2 Perhitungan NH Fuse ... 28

Tabel 4.3 Perhitungan Arus Hubung Singkat ... 28

Tabel 4.4 Persentase Pembebanan Trafo Kampus III UMM ... 29

Tabel 4.5 Persentase Ketidakseimbangan Beban Gardu Kampus III UMM .... 33

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 1989. [2] Alivin Wahyudi, ST, “Pemanfaatan Sinar Matahari Sebagai Energi

Pensuplay Daya Menggunakan Solar Cell ; Inverting dan Beban”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2008.

[3] Andzil Qornain, ST, “Analisis Perbaikan Tegangan Dengan Pemasangan

Static Var Compensator(SVC) di Gardu Induk Probolinggo”, UMM Press

Malang, 2014.

[4] Berahim, Hamzah.,“Pengantar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi, 1991.

[5] Chapman S.J, “Electric Machinery Fundamental”, MacGaw-Hill Book

Company, 1985.

[6] Dian Tri Suryana, ST, “Perencanaan dan Pembuatan Alat Penyeimbang dan Pengalih Beban pada Jaringan 3 Fasa Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2010.

[7] Galuh Wasesa, ST, “Analisa Faktor Kerja Tenaga Listrik pada Sistem Distribusi Area Jaringan Universitas Muhammadiyah Malang Menggunakan ETAP 7.0. (Kampus III Gardu ke-4)”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2013.

[8] Hadi, Abdul, “Sistem Distribusi Daya Listrik”, Edisi Ketiga, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1994.

[9] Hutahuruk, T.S, “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1989.

[10] Ir. Badaruddin, MT, “Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral dan Losses Pada Trafo Distribusi Proyek Rusunami Gading Icon”, Universitas Mercu Buana(UMB-Press), Jakarta, 2012.

[11] James J.Burke, Power Distribution Engineering-Fundamentals And

[12] Kadir, Abdul, “Distribusi dan Utilitas Tenaga Listrik”, Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta, 2000.

[13] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), Jakarta : Badan Standarisasi Nasional, 2000.

[14] Rijono, Yon.,“Dasar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi, 2004. [15] Sudaryatno Sudirham, Dr., Pengaruh Ketidakseimbangan Arus Terhadap

Susut Daya pada Saluran, Bandung : ITB, Tim Pelaksana Kerjasama PLN-ITB, 1991.

[16] Suprayogi Adi Wibowo, ST, “Kajian Untuk Kerja Sistem Tenaga Listrik dengan Metode Studi Aliran Daya Newton-Rapshon di PT. PG Rajawali I Unit PG. Krebet Baru II Malang”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2014.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di dalam dunia sistem tenaga listrik kita mengenal adanya sistem 3 fasa, dimana kondisi sistem 3 fasa ini seharusnya seimbang. Namun dilapangan, kondisi sistem 3 fasa yang seimbang sangat sulit dicapai. Akibat tingkat kebutuhan listrik (beban) yang semakin bertambah, terjadilah ketidakseimbangan beban antara tiap-tiap fasa (R, S, dan T) sehingga sistem 3 fasa menjadi tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban pada sistem tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah pada beban-beban satu fasa pada jaringan tegangan rendah. Akibat ketidakseimbangan beban tersebut munculah arus di netral trafo.

Pada umumnya untuk melindungi instalasi listrik terhadap tegangan lebih, maka diambil tindakan-tindakan khusus, yaitu dengan jalan memasang alat-alat pengaman yang sesuai. Tegangan-tegangan lebih ini dapat ditimbulkan oleh berbagai sebab, misalnya oleh pekerjaan induksi, oleh awan yang bermuatan listrik, karena hantaran disambar petir. Juga dapat disebabkan karena hujan dan kabut, dalam lapisan-lapisan udara yang tinggi yang dimuati oleh listrik.

Kejadian yang lain dalam instalasi itu sendiri misalnya: pada saat menghubungkan dan memutuskan mesin-mesin yang berkekuatan besar (transformator) dapat mengakibatkan tegangan lebih yang sangat berbahaya. Tiap-tiap perubahan beban ini juga akan menyebabkan hubung singkat yang mendadak dan dapat mengakibatkan adanya tegangan lebih. Juga hubungan singkat dengan tanah umumnya juga dapat menimbulkan tegangan lebih. Dimana tegangan-tegangan lebih ini sering kali berjalan melalui hantaran.

Seperti sistem kelistrikan 3 fasa yang terdapat di gardu listrik kampus III UMM ini, yang seharusnya kondisi sistem pada tiap-tiap fasa haruslah seimbang. Namun kenyataannya saat sekarang ini, di gardu listrik kampus III UMM terdapat ketidakseimbangan beban tiap-tiap fasa. Ini disebabkan semakin bertambahnya pemakaian beban pada sistem.

2

Dalam pemenuhan kebutuhan tenaga listrik tersebut, terjadi pembagian-pembagian beban yang pada awalnya merata tetapi karena ketidakserempakan waktu penyalaan beban-beban tersebut maka menimbulkan ketidakseimbangan beban yang berdampak pada penyediaan tenaga listrik. Selain ketidakserempakan pemakaian beban, pengkoneksian yang tidak seimbang pada fasa R, S, dan T juga merupakan faktor lain yang mempengaruhi.

Ketidakseimbangan beban adalah hal yang menimbulkan rugi-rugi daya secara teknis, yang akan merugikan pelanggan. Agar tercapai penyuplaian listrik yang stabil dan kontinyuitas kepada konsumen, maka hal tersebut harus dapat diatasi.

1.2. Perumusan Masalah

1. Bagaimana mengukur beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM. 2. Bagaimana menganalisa rugi-rugi daya akibat ketidakseimbangan beban

listrik pada gardu listrik kampus III UMM. 1.3. Tujuan Penulisan

1. Menghasilkan data pengukuran beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM.

2. Menganalisa rugi-rugi daya akibat ketidakseimbangan beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM.

1.4. Pembatasan Masalah

1. Studi data pengukuran pembebanan trafo pada gardu sentra (studi kasus gardu pada kampus III UMM).

2. Menganalisa pengaruh ketidakseimbangan beban transformator terhadap arus netral dan rugi-rugi daya pada gardu sentra (studi kasus gardu pada kampus III UMM).

3. Tidak membahas konfigurasi instalasi listrik dalam gedung kampus III UMM.

4. Tidak membahas jenis pembebanan.

5. Waktu pengambilan data pengukuran hanya 4 hari, selama 18 jam (07.00-24.00 WIB).

3 1.5. Metodologi Pelaksanaan

Metodologi yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1. Studi Lapangan

Mengunjungi lokasi objek studi gardu listrik (I, II, III, dan IV) kampus III UMM dan melakukan pengukuran serta mencari data informasi melalui badan perlengkapan bidang kelistrikan kampus UMM.

2. Studi Literatur

Membaca buku-buku penunjang dan data-data yang diperlukan sesuai dengan metode yang mencakup landasan teoritis termasuk teori ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya.

3. Pembahasan

Pembahasan yang akan dilakukan yaitu :

a. Analisa pembebanan trafo dan analisa ketidakseimbangan beban listrik. b. Rugi-rugi daya.

c. Mempelajari ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya. 4. Hasil dari pembahasan

Dari hasil pembahasan yang sudah diteliti dan perhitungan, maka dapat diketahui persentase ketidakseimbangan dan rugi-rugi daya.

5. Pengambilan kesimpulan dan saran

Setelah menganalisa hasil data yang diperoleh dari lapangan, maka didapat beberapa kesimpulan untuk menyelesaikan masalah yang terjadi, sehingga tujuan akhir dapat diselesaikan.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab antara lain:

BAB I : PENDAHULUAN

Merupakan bab yang membahas secara garis besar terhadap permasalahan yang terjadi dari: latar belakang, perumusan masalah, tujuan penyusunan, pembatasan masalah, metodologi pelaksanaan dan sistematika penulisan.

4 BAB II : LANDASAN TEORI

Tinjauan pustaka mengacu pada buku dan jurnal ilmiah nasional maupun internasional.

BAB III :SISTEM GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMMADIYAH MALANG

Merupakan bab yang membahas mengenai objek yang diteliti, serta langkah-langkah penelitian.

BAB IV : _{ANALISA DATA}

Merupakan bab yang membahas analisa ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya pada gardu listrik kampus III UMM.

BAB V : PENUTUP

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa dan saran-saran yang diperlukan untuk melengkapi kesempurnaan pada perancangan analisa.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 1989. [2] Alivin Wahyudi, ST, “Pemanfaatan Sinar Matahari Sebagai Energi

Pensuplay Daya Menggunakan Solar Cell ; Inverting dan Beban”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2008.

[3] Andzil Qornain, ST, “Analisis Perbaikan Tegangan Dengan Pemasangan

Static Var Compensator (SVC) di Gardu Induk Probolinggo”, UMM Press

Malang, 2014.

[4] Berahim, Hamzah.,“Pengantar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi, 1991.

[5] Chapman S.J, “Electric Machinery Fundamental”, MacGaw-Hill Book Company, 1985.

[6] Dian Tri Suryana, ST, “Perencanaan dan Pembuatan Alat Penyeimbang dan Pengalih Beban pada Jaringan 3 Fasa Menggunakan Mikrokontroler Atmega 8535”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2010.

[7] Galuh Wasesa, ST, “Analisa Faktor Kerja Tenaga Listrik pada Sistem Distribusi Area Jaringan Universitas Muhammadiyah Malang Menggunakan ETAP 7.0. (Kampus III Gardu ke-4)”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2013.

[8] Hadi, Abdul, “Sistem Distribusi Daya Listrik”, Edisi Ketiga, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1994.

[9] Hutahuruk, T.S, “Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja”, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1989.

[10] Ir. Badaruddin, MT, “Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral dan Losses Pada Trafo Distribusi Proyek Rusunami Gading Icon”, Universitas Mercu Buana(UMB-Press), Jakarta, 2012.

[11] James J.Burke, Power Distribution Engineering-Fundamentals And Applications, New York : Marcel Dekker Inc., 1994.

[12] Kadir, Abdul, “Distribusi dan Utilitas Tenaga Listrik”, Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press), Jakarta, 2000.

[13] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000), Jakarta : Badan Standarisasi Nasional, 2000.

[14] Rijono, Yon.,“Dasar Teknik Tenaga Listrik”, Yogyakarta : Andi, 2004. [15] Sudaryatno Sudirham, Dr., Pengaruh Ketidakseimbangan Arus Terhadap

Susut Daya pada Saluran, Bandung : ITB, Tim Pelaksana Kerjasama PLN-ITB, 1991.

[16] Suprayogi Adi Wibowo, ST, “Kajian Untuk Kerja Sistem Tenaga Listrik dengan Metode Studi Aliran Daya Newton-Rapshon di PT. PG Rajawali I Unit PG. Krebet Baru II Malang”, Universitas Muhammadiyah Malang (UMM-Press), Malang, 2014.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di dalam dunia sistem tenaga listrik kita mengenal adanya sistem 3 fasa, dimana kondisi sistem 3 fasa ini seharusnya seimbang. Namun dilapangan, kondisi sistem 3 fasa yang seimbang sangat sulit dicapai. Akibat tingkat kebutuhan listrik (beban) yang semakin bertambah, terjadilah ketidakseimbangan beban antara tiap-tiap fasa (R, S, dan T) sehingga sistem 3 fasa menjadi tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban pada sistem tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah pada beban-beban satu fasa pada jaringan tegangan rendah. Akibat ketidakseimbangan beban tersebut munculah arus di netral trafo.

Pada umumnya untuk melindungi instalasi listrik terhadap tegangan lebih, maka diambil tindakan-tindakan khusus, yaitu dengan jalan memasang alat-alat pengaman yang sesuai. Tegangan-tegangan lebih ini dapat ditimbulkan oleh berbagai sebab, misalnya oleh pekerjaan induksi, oleh awan yang bermuatan listrik, karena hantaran disambar petir. Juga dapat disebabkan karena hujan dan kabut, dalam lapisan-lapisan udara yang tinggi yang dimuati oleh listrik.

Kejadian yang lain dalam instalasi itu sendiri misalnya: pada saat menghubungkan dan memutuskan mesin-mesin yang berkekuatan besar (transformator) dapat mengakibatkan tegangan lebih yang sangat berbahaya. Tiap-tiap perubahan beban ini juga akan menyebabkan hubung singkat yang mendadak dan dapat mengakibatkan adanya tegangan lebih. Juga hubungan singkat dengan tanah umumnya juga dapat menimbulkan tegangan lebih. Dimana tegangan-tegangan lebih ini sering kali berjalan melalui hantaran.

Seperti sistem kelistrikan 3 fasa yang terdapat di gardu listrik kampus III UMM ini, yang seharusnya kondisi sistem pada tiap-tiap fasa haruslah seimbang. Namun kenyataannya saat sekarang ini, di gardu listrik kampus III UMM terdapat ketidakseimbangan beban tiap-tiap fasa. Ini disebabkan semakin bertambahnya pemakaian beban pada sistem.

2

Dalam pemenuhan kebutuhan tenaga listrik tersebut, terjadi pembagian-pembagian beban yang pada awalnya merata tetapi karena ketidakserempakan waktu penyalaan beban-beban tersebut maka menimbulkan ketidakseimbangan beban yang berdampak pada penyediaan tenaga listrik. Selain ketidakserempakan pemakaian beban, pengkoneksian yang tidak seimbang pada fasa R, S, dan T juga merupakan faktor lain yang mempengaruhi.

Ketidakseimbangan beban adalah hal yang menimbulkan rugi-rugi daya secara teknis, yang akan merugikan pelanggan. Agar tercapai penyuplaian listrik yang stabil dan kontinyuitas kepada konsumen, maka hal tersebut harus dapat diatasi.

1.2. Perumusan Masalah

1. Bagaimana mengukur beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM. 2. Bagaimana menganalisa rugi-rugi daya akibat ketidakseimbangan beban

listrik pada gardu listrik kampus III UMM. 1.3. Tujuan Penulisan

1. Menghasilkan data pengukuran beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM.

2. Menganalisa rugi-rugi daya akibat ketidakseimbangan beban listrik pada gardu listrik kampus III UMM.

1.4. Pembatasan Masalah

1. Studi data pengukuran pembebanan trafo pada gardu sentra (studi kasus gardu pada kampus III UMM).

2. Menganalisa pengaruh ketidakseimbangan beban transformator terhadap arus netral dan rugi-rugi daya pada gardu sentra (studi kasus gardu pada kampus III UMM).

3. Tidak membahas konfigurasi instalasi listrik dalam gedung kampus III UMM.

4. Tidak membahas jenis pembebanan.

5. Waktu pengambilan data pengukuran hanya 4 hari, selama 18 jam (07.00-24.00 WIB).

3 1.5. Metodologi Pelaksanaan

Metodologi yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: 1. Studi Lapangan

Mengunjungi lokasi objek studi gardu listrik (I, II, III, dan IV) kampus III UMM dan melakukan pengukuran serta mencari data informasi melalui badan perlengkapan bidang kelistrikan kampus UMM.

2. Studi Literatur

Membaca buku-buku penunjang dan data-data yang diperlukan sesuai dengan metode yang mencakup landasan teoritis termasuk teori ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya.

3. Pembahasan

Pembahasan yang akan dilakukan yaitu :

a. Analisa pembebanan trafo dan analisa ketidakseimbangan beban listrik. b. Rugi-rugi daya.

c. Mempelajari ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya. 4. Hasil dari pembahasan

Dari hasil pembahasan yang sudah diteliti dan perhitungan, maka dapat diketahui persentase ketidakseimbangan dan rugi-rugi daya.

5. Pengambilan kesimpulan dan saran

Setelah menganalisa hasil data yang diperoleh dari lapangan, maka didapat beberapa kesimpulan untuk menyelesaikan masalah yang terjadi, sehingga tujuan akhir dapat diselesaikan.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab antara lain:

BAB I : PENDAHULUAN

Merupakan bab yang membahas secara garis besar terhadap permasalahan yang terjadi dari: latar belakang, perumusan masalah, tujuan penyusunan, pembatasan masalah, metodologi pelaksanaan dan sistematika penulisan.

4 BAB II : LANDASAN TEORI

Tinjauan pustaka mengacu pada buku dan jurnal ilmiah nasional maupun internasional.

BAB III :SISTEM GARDU LISTRIK KAMPUS III UNIVERSITAS MUHAMMMADIYAH MALANG

Merupakan bab yang membahas mengenai objek yang diteliti, serta langkah-langkah penelitian.

BAB IV : _{ANALISA DATA}

Merupakan bab yang membahas analisa ketidakseimbangan beban listrik dan rugi-rugi daya pada gardu listrik kampus III UMM.

BAB V : PENUTUP

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa dan saran-saran yang diperlukan untuk melengkapi kesempurnaan pada perancangan analisa.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN