vi - sinta.unud.ac.id · PDF fileviii ABSTRACT The power plant with renewable energy sources is needed to reduce the pollution. One of this kind is in Bali, that is PLTSa Suwung

v

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur saya panjatkan kehadapan Ida Hyang Widhi Wasa/Tuhan

Yang Maha Esa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya laporan Skripsi yang

berjudul “STUDI PENGARUH TIDAK BEROPERASINYA PLTSA

SUWUNG TERHADAP PROFIL TEGANGAN PADA PENYULANG

SERANGAN“ dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini perkenankanlah saya

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Ngk. Putu Gede Suardana, MT., Ph.D. selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan

Teknik Elektro Teknik Universitas Udayana.

3. Bapak IGAK Diafari Djuni, ST., MT. dan Dr. Ir. Lie Jasa, MT. selaku

Dosen Pembimbing Akademik yang sudah memberikan bimbingan dan

motivasi selama masa perkuliahan.

4. Bapak Ir. I Wayan Sukerayasa, MT. sebagai Dosen Pembimbing I yang

sudah memotivasi dan memberikan bimbingan dengan sabar.

5. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D. sebagai Dosen

Pembimbing II yang sudah memotivasi dan memberikan bimbingan dengan

sabar.

6. Seluruh Dosen Teknik Elektro yang sudah memberikan banyak ilmu

pengetahuan dan wawasan.

7. Seluruh Staf Pegawai Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana yang

sudah membantu dalam mengurus segala sesuatu perihal administrasi.

8. PT. PLN (Persero) Area Bali Selatan yang telah memberikan bantuan berupa

informasi data untuk menyelesaikan laporan Skripsi ini.

9. Seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan, khususnya Bapak dan

Ibu, I Nyoman Arka dan Nyoman Nunik Suprapti selaku Orang Tua, serta

Putu Devi Nurinayati selaku Kakak, yang telah memberikan semangat, doa

restu, dan fasilitas sehingga penulis dapat berkonsentrasi dalam

menyelesaikan laporan Skripsi ini.

vi

10. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Non Reguler Fakultas

Teknik Universitas Udayana yang telah banyak membantu dalam penulisan

laporan Skripsi ini.

11. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan

dan saran yang diberikan sehingga laporan Skripsi ini bisa selesai tepat pada

waktunya.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan

demi kesempurnaan penulisan di masa yang mendatang. Semoga Ida Sang Hyang

Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada

semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian laporan Skripsi

ini.

Denpasar, Januari 2017

Penulis

vii

ABSTRAK

Pembangkit listrik dengan pemakaian sumber energi terbarukan sangat

dibutuhkan guna mengurangi pencemaran polusi. Jenis pembangkit listrik ini,

salah satunya ada di Bali, yaitu PLTSa Suwung. Namun saat ini, PLTSa Suwung

tidak lagi beroperasi.

Tidak beroperasinya PLTSa Suwung, memberikan pengaruh terhadap

profil tegangan pada penyulang Serangan yang sebelumnya terhubung dengan

PLTSa Suwung. Untuk mengetahui kondisi profil tegangan penyulang Serangan,

penelitian ini akan menggunakan lima skenario berdasarkan kapasitas suplai daya

listrik PLTSa Suwung yaitu sebesar 100% (1MVA), 75% (750kVA), 50%

(500kVA), 25% (250kVA), dan 0% (0kVA atau tidak beroperasi). Model simulasi

dibuat dengan bantuan program EDSA Technical 2000 Service Pack 3.5.

Jatuh tegangan yang dihasilkan pada kelima skenario masih jauh dari batas

yang ditentukan PLN yaitu 5% untuk bus tegangan menengah dan 10% untuk bus

tegangan rendah. Skenario 1 menunjukkan hasil profil tegangan yang terbaik dan

skenario 5 menunjukkan hasil profil tegangan yang terburuk. Besar perbaikan

jatuh tegangan antara skenario 1 dan skenario 5 adalah 0,0079% untuk bus

Tegangan Menengah dan 0,0062% untuk bus Tegangan Rendah. Hasil tersebut

menunjukkan bahwa terhubungnya PLTSa Suwung tidak memberikan pengaruh

terhadap profil tegangan pada penyulang Serangan.

Kata kunci: EDSA, jatuh tegangan, penyulang Serangan, PLTSa Suwung, profil

tegangan

viii

ABSTRACT

The power plant with renewable energy sources is needed to reduce the

pollution. One of this kind is in Bali, that is PLTSa Suwung. However, PLTSa

Suwung is no longer operating for now.

When PLTSa Suwung doesn’t operate, it will affect the Serangan feeder’s

voltage profile which is connected to it before. The study was conducted to

determine the condition of Serangan feeder’s voltage profile using five scenarios

based electrical power supply from PLTSa Suwung that is equal to 100% (1MVA),

75% (750kVA), 50% (500kVA), 25% (250kVA), and 0% (0kVA or the power plant

not operate). The simulation model will be created using EDSA Technical 2000

Service Pack 3.5 software.

The voltage drop from each scenario is still far from PLN’s voltage

variation limit, these are 5% for medium voltage bus and 10% for low voltage

bus. Scenario 1 shows the best of voltage profile and scenario 5 shows the worst

of voltage profile. Changes in voltage profile between scenario 1 and scenario 5

is 0,0079% for medium voltage bus and 0,0062% for low voltage bus. These

results shows that the connected PLTSa Suwung, doesn’t give effect to voltage

profile of Serangan feeder.

Keywords: EDSA, voltage drop, Serangan feeder, PLTSa Suwung, voltage profile

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ........................................................................................... i

LEMBAR PRASYARAT GELAR ................................................................ ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS .............................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iv

UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................... v

ABSTRAK ....................................................................................................... vii

ABSTRACT ......................................................................................................viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................xiii

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................. xv

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3 Tujuan ........................................................................................................ 3

1.4 Manfaat ...................................................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ........................................................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir ..................................................................................... 5

2.2 Distributed Generation (DG) ..................................................................... 6

2.3 Teknologi DG di Indonesia ........................................................................ 7

2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) ........................................... 7

2.5 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ............................................................... 9

2.5.1 Sistem Distribusi Primer ................................................................... 10

2.5.2 Sistem Distribusi Sekunder .............................................................. 10

2.6 Konfigurasi Jaringan Distribusi Primer ..................................................... 11

2.6.1 Tipe Radial ....................................................................................... 11

x

2.6.2 Tipe Tertutup (Loop) / Cincin (Ring) ............................................... 12

2.6.3 Tipe Mesh ........................................................................................ 13

2.6.4 Tipe Spindel ...................................................................................... 14

2.7 Jenis Saluran .............................................................................................. 15

2.7.1 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) .................................. 15

2.7.2 Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) .................... 16

2.7.3 Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM) ....................... 16

2.8 Analisis Aliran Daya ................................................................................. 17

2.8.1 Klasifikasi Bus .................................................................................. 18

2.8.2 Persamaan Aliran Daya .................................................................... 18

2.8.3 Metode Newton-Raphson ................................................................. 20

2.9 Jatuh Tegangan .......................................................................................... 22

2.10 Profil Tegangan ...................................................................................... 25

2.11 EDSA Technical 2000 Service Pack 3.5 ................................................ 26

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 29

3.2 Data ............................................................................................................ 29

3.2.1 Sumber Data ..................................................................................... 29

3.2.2 Jenis Data .......................................................................................... 29

3.2.3 Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 29

3.3 Analisis Data .............................................................................................. 30

3.4 Diagram Alir .............................................................................................. 30

BAB IV PEMBAHASAN

4.1 Gambaran Umum Penyulang Serangan ..................................................... 32

4.2 Data Penyulang Serangan .......................................................................... 33

4.2.1 Data gardu distribusi ......................................................................... 33

4.2.2 Data saluran penghantar .................................................................. 33

4.2.3 Karakteristik beban harian penyulang Serangan .............................. 33

4.3 Data PLTSa Suwung .................................................................................. 36

4.4 Analisis Profil Tegangan Penyulang Serangan .......................................... 37

xi

4.4.1 Skenario 1 ......................................................................................... 38

4.4.2 Skenario 2 ......................................................................................... 41

4.4.3 Skenario 3 ........................................................................................ 43

4.4.4 Skenario 4 ......................................................................................... 45

4.4.5 Skenario 5 ......................................................................................... 46

4.5 Perbandingan Profil Tegangan Penyulang Serangan Antar Skenario ........ 48

BAB V PENUTUP

5.1 Simpulan .................................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data gardu distribusi Penyulang Serangan ....................................... 57

Tabel 4.2 Data panjang saluran dan jenis penghantar pada Penyulang

Serangan ........................................................................................... 59

Tabel 4.3 Data beban harian penyulang Serangan ............................................ 34

Tabel 4.4 Contoh perhitungan beban DS104 pada pukul 01.00 ....................... 35

Tabel 4.5 Data beban harian gardu distribusi DS104 ....................................... 35

Tabel 4.6 Data suplai daya harian PLTSa Suwung .......................................... 36

Tabel 4.7 Perbandingan tegangan rata-rata dari profil tegangan tiap skenario

............................................................................................................ 49

Tabel 4.8 Perbandingan jatuh tegangan rata-rata dari profil tegangan tiap

skenario ............................................................................................. 49

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem distribusi tenaga listrik ..................................................... 10

Gambar 2.2 Jaringan distribusi primer tipe radial ........................................... 11

Gambar 2.3 Jaringan distribusi primer tipe tertutup (loop) / cincin (ring) ...... 12

Gambar 2.4 Jaringan distribusi primer tipe mesh ............................................. 13

Gambar 2.5 Jaringan distribusi primer tipe spindel ......................................... 14

Gambar 2.6 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) ............................. 15

Gambar 2.7 Kabel Udara Tegangan Menengah .............................................. 16

Gambar 2.8 Kabel Tanah Tegangan Menengah .............................................. 17

Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen saluran distribusi ......................................... 23

Gambar 2.10 Vektor arus pada tegangan saluran distribusi ............................ 24

Gambar 2.11 Grafik profil beban dan profil tegangan terhadap waktu (5

periode dengan jarak waktu 12 menit) dengan menggunakan

software EDSA Technical 2000 Service Pack 3.5 ................... 25

Gambar 2.12 Logo EDSA Technical 2000 Service Pack 3.5 .......................... 26

Gambar 2.13 Pemilihan template untuk jenis gambar yang ingin dibuat ...... 27

Gambar 2.14 Katalog unit dalam suatu bidang pemodelan ............................ 27

Gambar 3.1 Bagan Alur Analisis .................................................................... 31

Gambar 4.1 Grafik karakteristik beban harian penyulang Serangan ............... 34

Gambar 4.2 Grafik karakteristik beban harian gardu distribusi DS104 .......... 36

Gambar 4.3 Grafik karakteristik suplai daya harian PLTSa Suwung .............. 37

Gambar 4.4 Grafik profil beban dan profil tegangan bus DS509 skenario 1

(hasil EDSA) ................................................................................ 38


(hasil microsoft Excel) ................................................................. 39

Gambar 4.6 Grafik profil beban dan profil tegangan bus L_DS213 skenario

1 ................................................................................................... 40

Gambar 4.7 Grafik profil beban dan profil tegangan bus DS509 skenario 2 .. 41

Gambar 4.8 Grafik profil beban dan profil tegangan bus L_DS213 skenario

2 ................................................................................................... 42

xiv

Gambar 4.9 Grafik profil beban dan profil tegangan bus DS509 skenario 3 .. 43

Gambar 4.10 Grafik profil beban dan profil tegangan bus L_DS213

skenario 3 ................................................................................... 44


..................................................................................................... 45


skenario 4 ................................................................................... 46


..................................................................................................... 47


skenario 5 ................................................................................... 48

Gambar 4.15 Grafik perbandingan tegangan rata-rata dari profil tegangan

bus DS509 tiap skenario ............................................................ 50

Gambar 4.16 Grafik perbandingan jatuh tegangan rata-rata dari profil

tegangan bus DS509 tiap skenario ............................................ 50

Gambar 4.17 Grafik perbandingan tegangan rata-rata dari profil tegangan

bus L_DS213 tiap skenario ....................................................... 51

Gambar 4.18 Grafik perbandingan jatuh tegangan rata-rata dari profil

tegangan bus L_DS213 tiap skenario ........................................ 51

xv

DAFTAR SINGKATAN

AAAC = All Aluminium Alloy Conductor

ACSR = Aluminium Conductor Steel Reinforced

APD = Area Pengatur Distribusi

DG = Distributed Generation

dkk = dan kawan-kawan

GI = Gardu Induk

IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers

kV = Kilo Volt

kVA = Kilo Volt Ampere

kW = Kilo Watt

mm = mili meter

MVTIC = Medium Voltage Twisted Insulated Cable

MVA = Mega Volt Ampere

MW = Mega Watt

NOEI = Navigat Organic Energy Indonesia

PLN = Perusahaan Listrik Negara

PLTMH = Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

PLTSa = Pembangkit Listrik Tenaga Sampah

PP = Peraturan Pemerintah

PSKSK = Pembangkit Skala Kecil Swasta dan Koperasi

PT. = Perseroan Terbatas

pu = per unit

PVC = Poly Venyl Chlorida

SAIDI = System Average Interruption Duration Index

SAIFI = System Average Interruption Frequency Index

SKTM = Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah

SKUTM = Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah

SPLN = Standar Perusahaan Listrik Negara

SUTM = Saluran Udara Tegangan Menengah

xvi

TM = Tegangan Menengah

TPA = Tempat Pembuangan Akhir

TR = Tegangan Rendah

V = Volt

XLPE = Crosslink Polyethelene

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A ................................................................................................. 55

One line diagram Penyulang Serangan ................................................. 56

Tabel 4.1 Data gardu distribusi penyulang Serangan ........................... 57

Tabel 4.2 Data panjang saluran dan jenis penghantar pada penyulang

Serangan ............................................................................... 59

Beban Harian Penyulang Serangan ....................................................... 62

Model simulasi Penyulang Serangan .................................................... 65

LAMPIRAN B ................................................................................................. 66

Report simulasi EDSA periode 14 untuk Skenario 1 ............................ 67

Profil Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 1 ........................ 71

Profil Jatuh Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 1 ............... 77

LAMPIRAN C ................................................................................................. 83

Report simulasi EDSA periode 14 untuk Skenario 2 ............................ 84

Profil Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 2 ........................ 88

Profil Jatuh Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 2 ............... 94

LAMPIRAN D .................................................................................................100

Report simulasi EDSA periode 14 untuk Skenario 3 ............................101

Profil Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 3 ........................105

Profil Jatuh Tegangan Penyulang Serangan pada Skenario 3 ...............111

LAMPIRAN E .................................................................................................117




LAMPIRAN F .................................................................................................134




1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemakaian bahan bakar fosil secara terus-menerus menimbulkan beberapa

permasalahan, yaitu masalah hasil polusi yang tidak ramah lingkungan,

ketersediaan sumber energi yang terbatas, dan sebagainya. Untuk mengatasi hal

tersebut, diperlukan pembangkit listrik yang menggunakan sumber energi tanpa

menghasilkan permasalahan tersebut. Sumber energi ini disebut pula sumber

energi yang terbarukan. Pemakaian sumber energi yang terbarukan kini tengah

gencar digunakan di berbagai negara di seluruh dunia.

Di Indonesia, pembangunan pembangkit listrik dengan sumber energi

terbarukan telah dijalankan namun baru dalam skala kecil. Hal ini dikarenakan

wilayah negara Indonesia yang berbentuk kepulauan dan berada di kawasan iklim

tropis. Kini sudah ada beberapa penelitian yang membahas tentang pembangkit

listrik skala kecil yang dihubungkan langsung ke sistem distribusi listrik. Dimana

hubungan ini dapat memperbaiki sistem distribusi listrik tersebut. Interkoneksi

pembangkit listrik skala kecil dengan sistem distribusi ini disebut dengan

Distributed Generation (DG). DG adalah pembangkit listrik yang menggunakan

energi-energi alternatif seperti pembangkit listrik tenaga surya, microhydro, dan

sebagainya. Adapun karakteristik dari DG ini adalah (Nusaman, 2015):

1. Pembangkit listrik berskala kecil di antara 1kW sampai 10MW

2. Terdistribusi dan dekat dengan pusat beban (closed to load)

3. Interkoneksi dengan sistem distribusi

4. Mengurangi pembangunan jaringan transmisi

Salah satu penelitian yang membahas hasil perbaikan dari interkoneksi DG adalah

perbaikan stabilitas sistem daya pada interkoneksi PLTMH Ampelgading di

Gardu Induk Turen oleh Suyono, dkk (2012). Penelitian ini menghasilkan

perbaikan profil tegangan bus GI dari 0,924 pu menjadi 0,999 pu (naik 8,11%).

Salah satu pembangkit listrik skala kecil yang terdapat di Bali adalah

Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) yang bertempat di TPA Suwung.

2

PLTSa Suwung dibangun berdasarkan atas kerjasama antara PT. PLN Distribusi

Bali dengan PT. NOEI (Navigat Organic Energy Indonesia) dalam mengatasi

masalah sampah di TPA Suwung yang kian meningkat (Nusaman, 2015). PLTSa

Suwung awalnya dioperasikan pada bulan Agustus 2008 dengan kapasitas sebesar

2MW dengan harapan pada tahun berikutnya yaitu pada tahun 2009-2010

kapasitasnya dapat ditingkatkan secara bertahap hingga 9,6MW (Suryanto, 2008).

Sebelumnya, PLTSa Suwung telah dibahas oleh Nusaman tahun 2015

mengenai interkoneksi DG (PLTSa Suwung) dengan Penyulang Serangan yang

menghasilkan penurunan rugi-rugi daya sebesar 4,75% dan penurunan pada nilai

SAIFI dan SAIDI sebesar 58% dan 48,67% yang berarti peningkatan pada

keandalan jaringan tersebut. Saat ini, PLTSa Suwung sudah tidak lagi beroperasi.

Hal ini tentunya mempengaruhi kondisi tegangan pada penyulang Serangan yang

sebelumnya terhubung dengan PLTSa Suwung. Seperti pada penelitian yang

dilakukan oleh Bawan (2011) mengenai pengaruh interkoneksi Distributed

Generation dalam sistem tenaga listrik terhadap profil tegangan. Hasil

penelitiannya menunjukkan saat terhubung DG, nilai jatuh tegangan pada ujung

jaringan sebesar 6,34%, dimana lebih baik daripada saat jaringan tidak terhubung

dengan DG yaitu sebesar 14,48%.

Maka dari itu, penulis ingin membahas tentang profil tegangan pada

penyulang Serangan dalam laporan penelitian yang berjudul “Studi Pengaruh

Tidak Beroperasinya PLTSa Suwung Terhadap Profil Tegangan pada Penyulang

Serangan”. Pada sesi pembahasan, penelitian ini akan melakukan perbandingan

terhadap hasil profil tegangan pada penyulang Serangan dengan beberapa skenario

berdasarkan variasi suplai daya listrik yang dihasilkan oleh PLTSa Suwung yang

dihubungkan ke penyulang Serangan. Penulis juga menggunakan software EDSA

Technical 2000 Service Pack 3.5 dalam analisis permasalahan dalam bab

pembahasan.

3

1.2 Rumusan Masalah

Dari uraian latar belakang di atas, terdapat beberapa permasalahan yang

akan dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana kondisi profil tegangan di setiap bus (Tegangan Menengah dan

Tegangan Rendah) pada penyulang Serangan saat PLTSa Suwung

menghasilkan suplai daya 100%, 75%, 50%, 25%, dan 0% (PLTSa Suwung

tidak beroperasi)?

2. Berapa besar suplai daya yang diatur dari PLTSa Suwung untuk mendapatkan

hasil profil tegangan yang terbaik di Penyulang Serangan?

1.3 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dari laporan skripsi ini adalah:

1. Untuk memperoleh hasil profil tegangan yang terbaik pada Penyulang

Serangan dengan mengatur suplai daya di PLTSa Suwung.

2. Untuk mengetahui hubungan antara profil tegangan pada Penyulang Serangan

dengan variasi suplai daya yang diberikan dari PLTSa Suwung.

1.4 Manfaat

Manfaat yang dapat diberikan dari hasil penelitian ini adalah untuk

menjadi pertimbangan dalam pemilihan kapasitas suplai daya dari DG

berdasarkan profil tegangan yang dihasilkan serta sebagai acuan bagi peneliti lain

dalam perencanaan Distributed Generation dalam sistem jaringan distribusi di

daerah lainnya di masa mendatang.

1.5 Batasan Masalah

Pembahasan pada penelitian ini dibatasi oleh hal-hal sebagai berikut:

1. Tidak membahas peralatan listrik secara lebih lanjut.

2. Tidak membahas jenis gangguan pada jaringan distribusi listrik.

3. Tidak membahas cara penanggulangan terhadap profil tegangan yang buruk.

4. Titik beban dalam penyulang adalah gardu distribusi.

5. Mengasumsikan bahwa beban di setiap gardu distribusi adalah seimbang.

6. Analisis dalam pembahasan menggunakan bantuan software EDSA Technical

2000 Service Pack 3.5.

4

7. Melakukan analisis profil tegangan dengan 5 kondisi berbeda berdasarkan

variasi suplai daya dari PLTSa Suwung, yaitu suplai daya sebesar 100%,

75%, 50%, 25%, dan 0% (PLTSa Suwung tidak beroperasi).

8. Analisis dilakukan dengan menganggap bahwa jaringan dalam keadaan

normal.

Documents

vi - sinta.unud.ac.id · PDF fileviii ABSTRACT The power plant with renewable energy sources is needed to reduce the pollution. One of this kind is in Bali, that is PLTSa Suwung