ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI - RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI PENYULANG SEDAP MALAM.
SKRIPSI
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI -RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
COVER
I GEDE ARIANA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN - BALI
2016
embar Pengesahan
Skirpsi ini diajukan oleh :
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Jurusan
: Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi
: Analisis Pengaruh Harmonisa Terhadap Rugi–Rugi Daya (Losses) Pada
Transformator Di Penyulang Sedap Malam
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian
persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I
: Ir. I Wayan Rinas, MT.
(
)
Pembimbing II : Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT.
(
)
Penguji
: I Made Suartika, ST.
(
)
Penguji
: Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun,MT.
(
)
Penguji
: Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT.
(
)
Ditetapkan di : ………………
Tanggal ; ………………
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer
WAYAN GEDE ARIASTINA
NIP. 196904131994121001
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI–
RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
Tugas Akhir/Skripsi Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana
S1 (Strata1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
I GEDE ARIANA
NIM : 1004405041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN-BALI
2016
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang
dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Tanda Tangan :
Tanggal
:
JUNI 2016
iii
Lembar Pengesahan
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Jurusan
: Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi
: ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI–RUGI
DAYA
TRANSFORMATOR
DI
(LOSSES)
PADA
PENYULANG
SEDAP
MALAM
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan Tugas
Akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik
Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I
: Ir. I Wayan Rinas, MT.
(
)
Pembimbing II : Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT.
(
)
Penguji
: I Made Suartika, ST.
(
)
Penguji
: Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun,MT.
(
)
Penguji
: Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT.
(
)
Ditetapkan di : Kampus Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas
Udayana, Bukit Jimbaran
Tanggal
:
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro
WAYAN GEDE ARIASTINA
NIP. 196904131994121001
iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Usulan Tugas Akhir ini.
Usulan Tugas Akhir ini berjudul “ANALISIS PENGARUH HARMONISA
TERHADAP RUGI–RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR
DI PENYULANG SEDAP MALAM”. Usulan Tugas Akhir ini disusun untuk
memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu
(S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Dalam penyusunan Usulan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh
petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini
perkenankan saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, PhD. selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak
Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D.. selaku ketua
jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Ir. I Wayan Rinas, MT. Selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama
penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan selama menjalankan
perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana.
4.
Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT. sebagai Dosen Pembimbing
Akademik sekaligus sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan tuntunan dalam penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan
selama menjalankan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Udayana.
5.
PT. PLN (Persero) Area Bali Selatan yang telah membantu dalam
memberikan informasi dan data-data dalam penyusunan tugas akhir ini.
6.
Segenap dosen dan staf pegawai Teknik Elektro Universitas Udayana yang
telah banyak membantu selama proses perkuliahan.
v
7.
Kepada para sahabat-sahabat, Semeton Gardu, Seka happy forum yang telah
memberikan banyak, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak
terhingga.
8.
Yang tercinta Orang Tua, adik dan saudara yang telah memberikan banyak
kasih sayang, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak terhingga.
9.
Terimakasih Kepada Ida Ayu Made Widiantari
semangat
yang
selalu memberi
dalam keadaan apapun, selalu memberikan banyak dukungan
moral, dan motivasi yang tak terhingga sehingga saya bisa memyelesaikan
tugas akhir ini
10. Rekan-rekan Forum Persaudaraan Mahasiswa Hindu Dharma Universitas
Udayana yang telah banyak membantu dan memberi semangat motivasi dan
dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini
11. Rekan-rekan Elektro angkatan 2009,2010,2011 yang senantiasa memberikan
semangat, motivasi dan dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi
ini.
12. Semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan tugas akhir / skripsi ini namun
tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir / skripsi ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.
Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa selalu
melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu
pelaksanaan dan penyelesaian tugas akhir / skripsi ini.
Bukit Jimbaran,
Penulis
vi
ABSTRAK
Penyulang Sedap Malam mendapatkan suplay daya listrik dari gardu induk
Sanur yang berada dalam wilayah PLN Area Bali Selatan Rayon Denpasar.
Penelitian ini menganalisis pengaruh harmonisa terhadap rugi-rugi daya (losses)
pada Transformator di peyulang sedap malam menggunakan bantuan ETAP
power station, sehingga dapat diketahui hasil seberapa besar pengaruh harmonisa
pada sistem distribusi. Hasil pengukuran THDv dan THDI pada Transformator
DT0042, DT0048 dan DT0319 dari diperoleh hasil THDv sebesar 1,1% pada
DT0042. 1,56% pada DT0048 dan 1,23% pada DT0319 dari batas maksimum
THDV menurut standar IEEE 519 – 1992 adalah 5.0%. Untuk hasil pengukuran
THDI didapatkan hasil pengukuran sebesar 9,36% pada DT0042. 12,4% pada
DT0048 dan 14,2% pada DT0319 dari batas maksimum THDI menurut standar
IEEE 519 – 1992 adalah 8.0 %. Sedangkan untuk hasil running ETAP power
station hasil THDI yang didapatkan sebesar 1,59% pada DT0042. 1,95% pada
DT0048 dan 1,71% pada DT0319 untuk hasil THDv di dapatkan hasil running
sebesar 12,22% pada DT0042. 12,96% pada DT0048 dan 13,54% pada DT0319.
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan pengaruh harmonisa terhadap
rugi-rugi daya (losses) pada Transformator di penyulang Sedap Malam didapatkan
hasil rugi-rugi daya sebesar 43,2 kW sebelum adanya harmonisa dan setelah
adanya harmonisa menjadi 45,7 kW peningkatan sebesar 2,5 kW ini di dapatkan
dengan masuknya harmonisa di Trasformator DT0042,DT0048 dan DT0319 dari
total Transformator yang ada sebanyak 44 buah.
Kata kunci : Distribusi, Harmonisa, Rugi-rugi daya.
ABSTRAC
Sedap Malam feeder got its power supply from Sanur main power station
which located in area of PLN of South Bali area and Denpasar rayon. The aim of
this study is to analyze the influence of harmonic to power losses in transformator
vii
at Sedap Malam feeder by using the help of ETAP power station, so we can obtain
how much the influence of harmonic in distribution system. By measuring THDv
and THDI in DT0042, DT0048 and DT0319 transformator we got THDv value of
1.1% in DT42, 1.56% in DT 48 and 1.23% in DT0319 from maximum margin of
5.0% in THDV according to IEEE 519 – 1992 standard. As for THDI we got the
value of 9.36% in DT0042, 12.4% in DT0048 and 14.2% in DT0319 from
maximum margin of 8.0% in THDI according to IEEE 519 – 1992 standard. On
other side, the result by running ETAP power station we got THDI value of 1.59%
in D00T42, 1.95% in DT0048 and 1.71% in DT0319. As for THDv we got
running result of 12.22% in DT0042, 12.96% in DT0048 and 13.54% in DT0319.
Based on the result of performed analisis of the influence of harmonic to power
losses in transformator at Sedap Malam feeder, we obtained that the amount of
power losses was 43,2 kW before having harmonic and 45,7 kW after having
harmonic. The raise of 2,5 kW was caused by occurance of harmonic in DT0042,
DT0048 and DT0319 transformator from total of 44 existed transformators.
Keywords : Distribution, Harmonic, Power losses.
viii
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR JUDUL .................................................................................................
i
LEMBAR PRASYARAT ......................................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ..................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ...........................................................................................
v
ABSTRAK ............................................................................................................. vii
ABSTRACT ........................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... ……… 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................
2
1.4 Manfaat Penelitian ..........................................................................................
2
1.5 Batasan Masalah .............................................................................................
3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir............................................................................................
4
2.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik .....................................................................
5
2.2.1 Sistem jaringan distribusi primer ...........................................................
6
2.2.2. Sistem jaringan distribusi sekunder ......................................................
8
2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ...........................................................
9
2.4 Jenis Saluran .................................................................................................... 10
2.4.1 Saluran Udara ...................................................................................... 10
ix
2.4.2. Saluran Bawah Tanah ......................................................................... 11
2.5 Gardu Distribusi ............................................................................................... 11
2.6 Gardu Hubung .................................................................................................. 12
2.7 Jatuh Tegangan................................................................................................ 13
2.8 Regulasi Tegangan .......................................................................................... 15
2.9 Harmonisa ........................................................................................................ 15
2.9.1 Sumber Harmonisa .............................................................................. 17
2.9.2 Sumber Harmonisa Utama ................................................................... 17
2.9.3 Efek-efek harmonisa ............................................................................ 17
2.9.4 Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik .............................................. 18
2.10 Beban linier dan nonlinier .............................................................................. 18
2.10.1 Beban linier........................................................................................ 18
2.10.2 Beban nonlinier.................................................................................. 19
2.11 Permasalahan teknis yang ditimbulkan oleh harmonisa ................................ 20
2.11.1 Konsep daya....................................................................................... 20
2.11.2 Konsep faktor daya ............................................................................ 22
2.12 Pengaruh Harmonisa pada sistem tenaga listrik............................................. 23
2.12.1 Transformator .................................................................................... 23
2.12.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator .............................. 25
2.12.3 Pengaruh Harmonisa terhadap rugi-rugi Daya Beban ....................... 26
2.13 Dampak Harmonisa ........................................................................................ 27
2.14 IEEE Standard 519 - 1992.............................................................................. 28
2.14.1 Batas distorsi tegangan harmonik utiliti ............................................ 28
2.14.2 Total distorsi harmonisa .................................................................... 28
2.14.3 Batas distorsi arus harmonisa utiliti................................................... 29
2.15 ETAP (Electric Transient and Analysis Program) ........................................ 31
2.15.1 Penampilan Program ETAP PowerStation ........................................ 31
2.15.2 Penggunaan Menu-Menu Pada Program ETAP PowerStation .......... 32
2.15.3 Study toolbar...................................................................................... 33
2.15.4 Study case editor ............................................................................... 34
2.15.5 Plot page ............................................................................................ 34
x
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................... 36
3.2 Data .................................................................................................................. 36
3.2.1 Sumber data ........................................................................................ 36
3.2.2 Jenis data.............................................................................................. 36
3.2.3 Teknik pengumpulan data.................................................................... 36
3.3 Langkah-Langkah Penelitian ........................................................................... 37
3.4 Alur Penelitian ................................................................................................. 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum Penyulang Sedap Malam ...................................................................... 39
4.1.1 Sistem Jaringan Distribusi Primer 20 kV Penyulang
Sedap Malam Gambaran ..................................................................... 40
4.1.2 Rata - Rata Beban Harian Penyulang Sedap Malam............................ 41
4.2 Batas Maksimum THDi dan THDv di Penyulang Sedap Malam .................... 44
4.2.1 Batas Maksimum THDi pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di
Penyulang Sedap Malam ....................................................................... 44
4.2.2 Batas Maksimum THv pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di
Penyulang Sedap Malam ....................................................................... 49
4.3 Pemodelan Penyulang Sedap Malam Menggunakan Software ETAP power
station .............................................................................................................. 49
4.3.1 Gambar Spectrum Harmoninisa dan gelombang Harmonisa pada DT 42,
DT48, DT 319 penyulang Sedap Malam ............................................... 51
4.3.2 Analisis THDI Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319 penyulang
Sedap Malam ......................................................................................... 55
4.3.3 Analisis THDV Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319
penyulang
Sedap Malam ................................................................... 56
4.4 Analisis Rugi Daya Penyulang Sedap Malam Tanpa Harmonisa dan Dengan
Harmonisa ....................................................................................................... 57
xi
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan .......................................................................................................... 62
5.2 Saran ................................................................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 64
LAMPIRAN
xii
DAFTAR SINGKATAN
A
= Ampere
AC
= Air Conditioning
AAAC
= All Aluminium Aloy Conductor
ACSR
= Aluminium Conductor Stell Reinforced
D
= Distorsi
DC
= Direct Current
DT
= Denpasar Timur
ETAP
= Electric Transient Analysis Program
GI
= Gardu Induk
IEC
= International Electrotechnical Commision
IEEE
= Institute of Electrical and Electronic Engineering
IL
= Arus Beban
ISC
= Arus Short Circuit
KW
= Kilo Watt
KV
= Kilo Volt
KVA
= Kilo Volt Ampere
LVTIC
= Low Voltage Twisted Cable
MVTIC
= Medium Voltage Twisted Insulated Cable
P
= Daya Aktif
PF
= Power Factor
PLN
= Perusahaan Listrik Negara
Q
= Daya Reaktif
R
= Resistansi
S
= Daya Semu
SCratio
= Short Circuit Ratio
SC
= Short Circuit
SKTM
= Saluran Kabel Tegangan Menengah
SKUTM
= Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah
SKUTR
= Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah
SPLN
= Standar Perusahaan Listrik Negara
xiii
SUTR
= Saluran Udara Tegangan Rendah
SUTM
= Saluran Udara Tegangan Menengah
THD
= Total Harmonisa Distorsi
THDi
= Total Harmonisa Distorsi Arus
THDv
= Total Harmonisa Distorsi Tegangan
V
= Volt
VA
= Volt Ampere
W
= Watt
XLPE
= Crosslink Polyetlalene
Z
= Impedansi
xiv
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI -RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
COVER
I GEDE ARIANA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN - BALI
2016
embar Pengesahan
Skirpsi ini diajukan oleh :
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Jurusan
: Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi
: Analisis Pengaruh Harmonisa Terhadap Rugi–Rugi Daya (Losses) Pada
Transformator Di Penyulang Sedap Malam
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian
persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST)
pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I
: Ir. I Wayan Rinas, MT.
(
)
Pembimbing II : Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT.
(
)
Penguji
: I Made Suartika, ST.
(
)
Penguji
: Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun,MT.
(
)
Penguji
: Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT.
(
)
Ditetapkan di : ………………
Tanggal ; ………………
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer
WAYAN GEDE ARIASTINA
NIP. 196904131994121001
ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP RUGI–
RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR DI
PENYULANG SEDAP MALAM
Tugas Akhir/Skripsi Diajukan Sebagai Prasyarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana
S1 (Strata1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
I GEDE ARIANA
NIM : 1004405041
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN-BALI
2016
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang
dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Tanda Tangan :
Tanggal
:
JUNI 2016
iii
Lembar Pengesahan
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama
: I Gede Ariana
NIM
: 1004405041
Jurusan
: Teknik Elektro/ Sistem Tenaga Listrik
Judul Skripsi
: ANALISIS PENGARUH HARMONISA TERHADAP
RUGI–RUGI
DAYA
TRANSFORMATOR
DI
(LOSSES)
PADA
PENYULANG
SEDAP
MALAM
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk mengerjakan Tugas
Akhir untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik
Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I
: Ir. I Wayan Rinas, MT.
(
)
Pembimbing II : Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT.
(
)
Penguji
: I Made Suartika, ST.
(
)
Penguji
: Ir. Anak Agung Gede Maharta Pemayun,MT.
(
)
Penguji
: Ir. I Wayan Arta Wijaya,MErg.,MT.
(
)
Ditetapkan di : Kampus Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas
Udayana, Bukit Jimbaran
Tanggal
:
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Elektro
WAYAN GEDE ARIASTINA
NIP. 196904131994121001
iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Usulan Tugas Akhir ini.
Usulan Tugas Akhir ini berjudul “ANALISIS PENGARUH HARMONISA
TERHADAP RUGI–RUGI DAYA (LOSSES) PADA TRANSFORMATOR
DI PENYULANG SEDAP MALAM”. Usulan Tugas Akhir ini disusun untuk
memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu
(S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Dalam penyusunan Usulan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh
petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehingga pada kesempatan ini
perkenankan saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, PhD. selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak
Wayan Gede Ariastina, S.T., M.Eng.Sc., Ph.D.. selaku ketua
jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Ir. I Wayan Rinas, MT. Selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan arahan, waktu, semangat serta saran-saran selama
penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan selama menjalankan
perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana.
4.
Bapak Ir. I Gede Dyana Arjana ,MT. sebagai Dosen Pembimbing
Akademik sekaligus sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan tuntunan dalam penyusunan tugas akhir / skripsi dan tuntunan
selama menjalankan perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Udayana.
5.
PT. PLN (Persero) Area Bali Selatan yang telah membantu dalam
memberikan informasi dan data-data dalam penyusunan tugas akhir ini.
6.
Segenap dosen dan staf pegawai Teknik Elektro Universitas Udayana yang
telah banyak membantu selama proses perkuliahan.
v
7.
Kepada para sahabat-sahabat, Semeton Gardu, Seka happy forum yang telah
memberikan banyak, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak
terhingga.
8.
Yang tercinta Orang Tua, adik dan saudara yang telah memberikan banyak
kasih sayang, dukungan moral, semangat dan motivasi yang tak terhingga.
9.
Terimakasih Kepada Ida Ayu Made Widiantari
semangat
yang
selalu memberi
dalam keadaan apapun, selalu memberikan banyak dukungan
moral, dan motivasi yang tak terhingga sehingga saya bisa memyelesaikan
tugas akhir ini
10. Rekan-rekan Forum Persaudaraan Mahasiswa Hindu Dharma Universitas
Udayana yang telah banyak membantu dan memberi semangat motivasi dan
dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi ini
11. Rekan-rekan Elektro angkatan 2009,2010,2011 yang senantiasa memberikan
semangat, motivasi dan dukungan selama penyusunan tugas akhir / skripsi
ini.
12. Semua pihak yang terlibat dalam pengerjaan tugas akhir / skripsi ini namun
tidak bisa disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir / skripsi ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan di masa yang akan datang.
Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa / Tuhan Yang Maha Esa selalu
melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu
pelaksanaan dan penyelesaian tugas akhir / skripsi ini.
Bukit Jimbaran,
Penulis
vi
ABSTRAK
Penyulang Sedap Malam mendapatkan suplay daya listrik dari gardu induk
Sanur yang berada dalam wilayah PLN Area Bali Selatan Rayon Denpasar.
Penelitian ini menganalisis pengaruh harmonisa terhadap rugi-rugi daya (losses)
pada Transformator di peyulang sedap malam menggunakan bantuan ETAP
power station, sehingga dapat diketahui hasil seberapa besar pengaruh harmonisa
pada sistem distribusi. Hasil pengukuran THDv dan THDI pada Transformator
DT0042, DT0048 dan DT0319 dari diperoleh hasil THDv sebesar 1,1% pada
DT0042. 1,56% pada DT0048 dan 1,23% pada DT0319 dari batas maksimum
THDV menurut standar IEEE 519 – 1992 adalah 5.0%. Untuk hasil pengukuran
THDI didapatkan hasil pengukuran sebesar 9,36% pada DT0042. 12,4% pada
DT0048 dan 14,2% pada DT0319 dari batas maksimum THDI menurut standar
IEEE 519 – 1992 adalah 8.0 %. Sedangkan untuk hasil running ETAP power
station hasil THDI yang didapatkan sebesar 1,59% pada DT0042. 1,95% pada
DT0048 dan 1,71% pada DT0319 untuk hasil THDv di dapatkan hasil running
sebesar 12,22% pada DT0042. 12,96% pada DT0048 dan 13,54% pada DT0319.
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan pengaruh harmonisa terhadap
rugi-rugi daya (losses) pada Transformator di penyulang Sedap Malam didapatkan
hasil rugi-rugi daya sebesar 43,2 kW sebelum adanya harmonisa dan setelah
adanya harmonisa menjadi 45,7 kW peningkatan sebesar 2,5 kW ini di dapatkan
dengan masuknya harmonisa di Trasformator DT0042,DT0048 dan DT0319 dari
total Transformator yang ada sebanyak 44 buah.
Kata kunci : Distribusi, Harmonisa, Rugi-rugi daya.
ABSTRAC
Sedap Malam feeder got its power supply from Sanur main power station
which located in area of PLN of South Bali area and Denpasar rayon. The aim of
this study is to analyze the influence of harmonic to power losses in transformator
vii
at Sedap Malam feeder by using the help of ETAP power station, so we can obtain
how much the influence of harmonic in distribution system. By measuring THDv
and THDI in DT0042, DT0048 and DT0319 transformator we got THDv value of
1.1% in DT42, 1.56% in DT 48 and 1.23% in DT0319 from maximum margin of
5.0% in THDV according to IEEE 519 – 1992 standard. As for THDI we got the
value of 9.36% in DT0042, 12.4% in DT0048 and 14.2% in DT0319 from
maximum margin of 8.0% in THDI according to IEEE 519 – 1992 standard. On
other side, the result by running ETAP power station we got THDI value of 1.59%
in D00T42, 1.95% in DT0048 and 1.71% in DT0319. As for THDv we got
running result of 12.22% in DT0042, 12.96% in DT0048 and 13.54% in DT0319.
Based on the result of performed analisis of the influence of harmonic to power
losses in transformator at Sedap Malam feeder, we obtained that the amount of
power losses was 43,2 kW before having harmonic and 45,7 kW after having
harmonic. The raise of 2,5 kW was caused by occurance of harmonic in DT0042,
DT0048 and DT0319 transformator from total of 44 existed transformators.
Keywords : Distribution, Harmonic, Power losses.
viii
DAFTAR ISI
Hal
LEMBAR JUDUL .................................................................................................
i
LEMBAR PRASYARAT ......................................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ..................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ...........................................................................................
v
ABSTRAK ............................................................................................................. vii
ABSTRACT ........................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................... ……… 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................
2
1.4 Manfaat Penelitian ..........................................................................................
2
1.5 Batasan Masalah .............................................................................................
3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir............................................................................................
4
2.2 Sistem Distribusi Tenaga Listrik .....................................................................
5
2.2.1 Sistem jaringan distribusi primer ...........................................................
6
2.2.2. Sistem jaringan distribusi sekunder ......................................................
8
2.3 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ...........................................................
9
2.4 Jenis Saluran .................................................................................................... 10
2.4.1 Saluran Udara ...................................................................................... 10
ix
2.4.2. Saluran Bawah Tanah ......................................................................... 11
2.5 Gardu Distribusi ............................................................................................... 11
2.6 Gardu Hubung .................................................................................................. 12
2.7 Jatuh Tegangan................................................................................................ 13
2.8 Regulasi Tegangan .......................................................................................... 15
2.9 Harmonisa ........................................................................................................ 15
2.9.1 Sumber Harmonisa .............................................................................. 17
2.9.2 Sumber Harmonisa Utama ................................................................... 17
2.9.3 Efek-efek harmonisa ............................................................................ 17
2.9.4 Harmonisa Pada Sistem Tenaga Listrik .............................................. 18
2.10 Beban linier dan nonlinier .............................................................................. 18
2.10.1 Beban linier........................................................................................ 18
2.10.2 Beban nonlinier.................................................................................. 19
2.11 Permasalahan teknis yang ditimbulkan oleh harmonisa ................................ 20
2.11.1 Konsep daya....................................................................................... 20
2.11.2 Konsep faktor daya ............................................................................ 22
2.12 Pengaruh Harmonisa pada sistem tenaga listrik............................................. 23
2.12.1 Transformator .................................................................................... 23
2.12.2 Rugi-rugi akibat Harmonisa pada Transformator .............................. 25
2.12.3 Pengaruh Harmonisa terhadap rugi-rugi Daya Beban ....................... 26
2.13 Dampak Harmonisa ........................................................................................ 27
2.14 IEEE Standard 519 - 1992.............................................................................. 28
2.14.1 Batas distorsi tegangan harmonik utiliti ............................................ 28
2.14.2 Total distorsi harmonisa .................................................................... 28
2.14.3 Batas distorsi arus harmonisa utiliti................................................... 29
2.15 ETAP (Electric Transient and Analysis Program) ........................................ 31
2.15.1 Penampilan Program ETAP PowerStation ........................................ 31
2.15.2 Penggunaan Menu-Menu Pada Program ETAP PowerStation .......... 32
2.15.3 Study toolbar...................................................................................... 33
2.15.4 Study case editor ............................................................................... 34
2.15.5 Plot page ............................................................................................ 34
x
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................... 36
3.2 Data .................................................................................................................. 36
3.2.1 Sumber data ........................................................................................ 36
3.2.2 Jenis data.............................................................................................. 36
3.2.3 Teknik pengumpulan data.................................................................... 36
3.3 Langkah-Langkah Penelitian ........................................................................... 37
3.4 Alur Penelitian ................................................................................................. 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Umum Penyulang Sedap Malam ...................................................................... 39
4.1.1 Sistem Jaringan Distribusi Primer 20 kV Penyulang
Sedap Malam Gambaran ..................................................................... 40
4.1.2 Rata - Rata Beban Harian Penyulang Sedap Malam............................ 41
4.2 Batas Maksimum THDi dan THDv di Penyulang Sedap Malam .................... 44
4.2.1 Batas Maksimum THDi pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di
Penyulang Sedap Malam ....................................................................... 44
4.2.2 Batas Maksimum THv pada trafo DT 42, DT 48 dan DT 319 di
Penyulang Sedap Malam ....................................................................... 49
4.3 Pemodelan Penyulang Sedap Malam Menggunakan Software ETAP power
station .............................................................................................................. 49
4.3.1 Gambar Spectrum Harmoninisa dan gelombang Harmonisa pada DT 42,
DT48, DT 319 penyulang Sedap Malam ............................................... 51
4.3.2 Analisis THDI Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319 penyulang
Sedap Malam ......................................................................................... 55
4.3.3 Analisis THDV Pada Transformator DT 42,DT48 dan DT 319
penyulang
Sedap Malam ................................................................... 56
4.4 Analisis Rugi Daya Penyulang Sedap Malam Tanpa Harmonisa dan Dengan
Harmonisa ....................................................................................................... 57
xi
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan .......................................................................................................... 62
5.2 Saran ................................................................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 64
LAMPIRAN
xii
DAFTAR SINGKATAN
A
= Ampere
AC
= Air Conditioning
AAAC
= All Aluminium Aloy Conductor
ACSR
= Aluminium Conductor Stell Reinforced
D
= Distorsi
DC
= Direct Current
DT
= Denpasar Timur
ETAP
= Electric Transient Analysis Program
GI
= Gardu Induk
IEC
= International Electrotechnical Commision
IEEE
= Institute of Electrical and Electronic Engineering
IL
= Arus Beban
ISC
= Arus Short Circuit
KW
= Kilo Watt
KV
= Kilo Volt
KVA
= Kilo Volt Ampere
LVTIC
= Low Voltage Twisted Cable
MVTIC
= Medium Voltage Twisted Insulated Cable
P
= Daya Aktif
PF
= Power Factor
PLN
= Perusahaan Listrik Negara
Q
= Daya Reaktif
R
= Resistansi
S
= Daya Semu
SCratio
= Short Circuit Ratio
SC
= Short Circuit
SKTM
= Saluran Kabel Tegangan Menengah
SKUTM
= Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah
SKUTR
= Saluran Kabel Udara Tegangan Rendah
SPLN
= Standar Perusahaan Listrik Negara
xiii
SUTR
= Saluran Udara Tegangan Rendah
SUTM
= Saluran Udara Tegangan Menengah
THD
= Total Harmonisa Distorsi
THDi
= Total Harmonisa Distorsi Arus
THDv
= Total Harmonisa Distorsi Tegangan
V
= Volt
VA
= Volt Ampere
W
= Watt
XLPE
= Crosslink Polyetlalene
Z
= Impedansi
xiv