TRAFO DISTRIBUSI PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20kV di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN PDF

Preview

Summary

Makalah Seminar Kerja Praktek TRAFO DISTRIBUSI PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20kV di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN Oleh : Cahyo Ariwibowo (L2F006023) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Abstrak Sistem distribusi dibedakan atas jaringan distribusi primer dan sekund...

Description

Accelerat ing t he world's research.

TRAFO DISTRIBUSI PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20kV di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN putu ardi

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

Tugas Perancang Tugas perancangan gardu 20kvan Gardu 20kv Gardu Limnologi (Repaired) muhammad abdurrahman

Teknik Dist ribusi Tenaga List rik Jilid Kurnia Safit ri Teknik Dist ribusi Tenaga List rik Jilid 1 Rasyid Tarandam

Makalah Seminar Kerja Praktek

TRAFO DISTRIBUSI PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH 20kV di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN Oleh : Cahyo Ariwibowo (L2F006023) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

Abstrak Sistem distribusi dibedakan atas jaringan distribusi primer dan sekunder. Jaringan distribusi primer adalah jaringan dari trafo gardu induk (GI) ke gardu distribusi, sedangkan sekunder adalah jaringan saluran dari trafo gardu ditribusi hingga konsumen atau beban. Jaringan distribusi primer lebih dikenal dengan jaringan tegangan menengah (JTM 20kV) sedangkan distribusi sekunder adalah jaringan tegangan rendah ( JTR 220/380V ). Jaringan distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang terdekat dengan pelanggan atau beban dibanding dengan jaringan transmisi. Salah satu peralatan utama jaringan distribusi yaitu trafo distribusi, trafo distribusi adalah peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi ke tegangan rendah, agar tegangan yang dipakai sesuai dengan rating peralatan listrik pelanggan atau beban pada umumnya. Untuk mencapai performa yang maksimal, keandalan trafo distribusi harus tetap dijaga dengan maintenance berkala dan memiliki sistem proteksi yang baik. Kata kunci : Sistem Distribusi, Jaringan Tegangan Menengah 20kV, Trafo Distribusi, keandalan, maintenance.

distribusi adalah peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi ke tegangan rendah, agar tegangan yang dipakai sesuai dengan rating peralatan listrik pelanggan atau beban pada umumnya. Terdapat berbagai jenis dan konstruksi trafo yang digunakan sesuai dengan fungsi dan kegunaannya pada masing-masing beban yang berbeda. Pemasangan trafo distribusi harus disesuaikan dengan kebutuhan dan lokasi beban agar tercapai optimasi yang tinggi. Untuk mencapai performa yang maksimal, keandalan trafo distribusi harus tetap dijaga dengan perawatan berkala dan memiliki sistem proteksi yang baik.

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini kebutuhan listrik adalah kebutuhan utama bagi semua lapisan masyarakat, seperti publik, bisnis, industri, maupun sosial. Hampir di semua sektor masyarakat memerlukan energi listrik untuk menjalankan kegiatan untuk masing-masing kepentingan. Agar kebutuhan listrik di semua sektor ini dapat dipenuhi maka diperlukan suatu sistem tenaga listrik yang andal agar pasokan listrik dapat terjaga dan merata distribusinya untuk semua wilayah yang membutuhkan. PLN adalah perusahaan di Indonesia yang bertanggung jawab mengemban tugas mulia ini, baik dari segi pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Jaringan distribusi adalah ujung tombak dari PLN, karena jaringan distribusi ini adalah sisi yang paling dekat dengan pelanggan atau beban. Jaringan ini dibedakan menjadi jaringan distribusi primer dan sekunder, jaringan distribusi primer adalah jaringan dari trafo gardu induk (GI) sampai ke gardu distribusi, sedangkan jaringan distribusi sekunder adalah jaringan dari gardu distribusi sampai ke pelanggan atau beban. Jaringan distribusi primer lebih dikenal dengan jaringan tegangan menengah ( JTM 20kV ) sedangkan distribusi sekunder adalah jaringan tegangan rendah ( JTR 220V/380V ). Salah satu peralatan utama jaringan distribusi yaitu trafo distribusi, trafo

1.2 Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek di PT PLN

(Persero) UPJ SELATAN adalah :

SEMARANG

a. Mengetahui secara umum sistem distribusi jaringan tegangan menengah 20 kV di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN. b. Menganalisis unjuk kerja trafo distribusi berdasarkan efisiensi. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil oleh penulis pada penulisan laporan kerja praktek ini hanya membahas tentang jaringan tegangan menengah 20kV dan trafo distribusi di PT PLN (Persero) UPJ SEMARANG SELATAN.

1

lempengan-lempengan baja tipis, hal ini dimaksudkan untuk mengurangi panas yang diakibatkan oleh arus eddy (eddy current). 2) Kumparan Primer dan Kumparan Sekunder Kawat email yang berisolasi terbentuk kumparan serta terisolasi baik antar kumparan maupun antara kumparan dan inti besi. Terdapat dua kumparan pada inti tersebut yaitu kumparan primair dan kumparan sekunder, bila salah satu kumparan tersebut diberikan tegangan maka pada kumparan akan membangkitkan fluksi pada inti serta menginduksi kumparan lainnya sehingga pada kumparan sisi lain akan timbul tegangan. 3) Minyak Trafo Belitan primer dan sekunder pada inti besi pada trafo terendam minyak trafo, hal ini dimaksudkan agar panas yang terjadi pada kedua kumparan dan inti trafo oleh minyak trafo dan selain itu minyak tersebut juga sebagai isolasi pada kumparan dan inti besi. 4) Isolator Bushing Pada ujung kedua kumparan trafo baik primer ataupun sekunder keluar menjadi terminal melalui isolator yang juga sebagai penyekat antar kumparan dengan body badan trafo. 5) Tangki dan Konservator Bagian-bagian trafo yang terendam minyak trafo berada dalam tangki, sedangkan untuk pemuaian minyak tangki dilengkapi dengan konserfator yang berfungsi untuk menampung pemuaian minyak akibat perubahan temperature. 6) Katub Pembuangan dan Pengisian Katup pembuangan pada trafo berfungsi untuk menguras pada penggantian minyak trafo, hal ini terdapat pada trafo diatas 100kVA, sedangkan katup pengisian berfungsi untuk menambahkan atau mengambil sample minyak pada trafo. 7) Oil Level Fungsi dari oil level tersebut adalah untuk mengetahui minyak pada tangki trafo, oil level inipun hanya terdapat pada trafo diatas 100kVA. 8) Indikator Suhu Trafo Untuk mengetahui serta memantau keberadaan temperature pada oil trafo saat

2. DASAR TEORI 2.1 Sistem distribusi tenaga listrik Sistem tenaga listrik terdiri atas tiga bagian utama yaitu, sistem pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi. Dari ketiga sistem tersebut sistem distribusi merupakan bagian yang letaknya paling dekat dengan konsumen, fungsinya adalah menyalurkan energi listrik dari suatu Gardu Induk distribusi ke konsumen. Adapun bagian-bagian dari sistem distribusi tenaga listrik adalah: 1. Gardu Induk Distribusi 2. Jaringan Primer (JTM) 20kV 3. Transformator Distribusi 4. Jaringan Sekunder (JTR) 220/380V Klasifikasi Sistem Jaringan Distribusi: 1. Tegangan pengenalnya : a. JTM 20kV b. JTR 380/220Volt 2. Konfigurasi jaringan primer a. Jaringan distribusi pola radial b. Jaringan distribusi pola loop / ring c. Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET) d. Jaringan distribusi spindel e. Saluran Radial Interkoneksi 3. Konfigurasi penghantar jaringan primer a. Konfigurasi penghantar segitiga b. Konfigurasi penghantar vertikal c. Konfigurasi penghantar horisontal 4. Sistem pengetanahan : a. Sistem distribusi tanpa pengetanahan b. Sistem distribusi pengetanahan tak langsung c. Sistem distribusi pengetanahan langsung 2.2 Trafo Distribusi Transformator adalah peralatan pada tenaga listrik yang berfungsi untuk memindahkan/menyalurkan tenaga listrik arus bolak-balik tegangan rendah ke tegangan menengah atau sebaliknya, pada frekuensi yang sama, sedangkan prinsip kerjanya melalui kopling magnit atau induksi magnit, dan menghasilkan nilai tegangan dan arus yang berbeda. Bagian-Bagian Dari Transformator : 1) Inti Besi Inti besi tersebut berfungsi untuk membangkitkan fluksi yang timbul karena arus listrik dalam belitan atau kumparan trafo, sedang bahan ini terbuat dari

2

beroperasi, untuk trafo yang berkapasitas besar indikator limit tersebut dihubungkan dengan rele temperature. 9) Pernapasan Trafo Karena naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu minyaknya akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara diatas permukaan minyak keluar dari tangki, sebaliknya bila suhu turun, minyak akan menyusut maka udara luar akan masuk kedalam tangki. Kedua proses tersebut diatas disebut pernapasan trafo, akibatnya permukaan minyak akan bersinggungan dengan udara luar, udara luar tersebut lembab. Oleh sebab itu pada ujung pernapasan diberikan alat dengan bahan yang mampu menyerap kelembaban udara luar yang disebut kristal zat Hygrokopis (Clilicagel). 10) Pendingin Trafo Perubahan temperature akibat perubahan beban maka seluruh komponen trafo akan menjadi panas, guna mengurangi panas pada trafo dilakukan pendingin pada trafo, guna mengurangi pada trafo dilakukan pendinginan pada trafo. Sedangkan cara pendinginan trafo terdapat dua macam yaitu : alamiah/natural (Onan) dan paksa/tekanan (Onaf). Pada pendinginan alamiah (natural) melalui sirip-sirip radiator yang bersirkulasi dengan udara luar dan untuk trafo yang besar minyak pada trafo disirkulasikan dengan pompa. Sedangkan pada pendinginan paksa pada sirip-sirip trafo terdapat fan yang bekerjanya sesuai setting temperaturnya. 11) Tap Canger Trafo (Perubahan Tap) Tap changer adalah alat perubah pembanding transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang sesuai dengan tegangan sekunder yang diinginkan dari tegangan primer yang berubah-ubah. Tiap changer hanya dapat dioperasikan pada keadaan trafo tidak bertegangan atau disebut dengan “Off Load Tap Changer” serta dilakukan secara manual.

Gambar 2.1 Rangkaian dasar trafo

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirlah arus primer lg yang juga sinusoid dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni. lg akan tertinggal 900 dari V1. Arus primer lg menimbulkan fluks (Ø) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoid. Sin

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 (Hukum Farraday).

Harga efektifnya: 4,44

√

Pada rangkaian sekunder bersama tadi menimbulkan

Sehingga

fluks

(Ø)

4,44

Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor.

Prinsip kerja transformator dijelaskan pada gambar di bawah ini:

a= perbandingan transformator

3

Dalam m hal ini tegangan induksi i E1 memppunyai besaraan yang sama tetapi berlaw wanan arah dengan d teganggan sumber V1.

g. Saklar Seeksi Otomaatis (SSO, Sectionalizzer) Saklar seeksi otomattis (SSO, Seectionalizer) adalah alatt pemutus unntuk menguraangi luas daaerah yang paadam karenaa gangguan. Ada dua jen nis SSO yaiitu dengan pengindera p Automatic aruus yang disebut Seectionalizer dan penginderra tegangan yaang disebut Automatic Vaccum Switch (A AVS).

ngaman 2.3 Peralatan Pen n lebur a.. Pengaman Pengamann lebur (FCO) m merupakan p pengaman bagian dari saaluran dan peralatan p darii gangguan huubung singkaat antar fasa, dapat pula seebagai pengam man hubung singkat s fasa kee tanah bagi sistem yang ditanahkan laangsung. b.. Relai Aru us Lebih Relai aruus lebih merupakan peengaman uttama sistem distribusi terhadap menengah teegangan gaangguan hubbung singkat antar fasa. R Relai arus leebih adalah suatu relai yaang bekerjaa berdasarkaan adanya keenaikan aruss yang mellebihi nilai seetting-nya peengaman terteentu dalam w waktu tertentu. c.. Relai Aru us Gangguan Tanah Relai arrus gangguuan tanah (g ground faullt relay) merupakan peengaman utaama terhadap p gangguan huubung singkaat fasa ke taanah untuk siistem yang diitanahkan lanngsung atau m melalui tahanaan rendah. d. Relai Arrus Gangguan Tanah Berarah Relai arus gangguan tannah berarah (d directional grround fault reelay) adalah peengaman utama terhadaap hubung siingkat fasa ke k tanah un ntuk sistem yaang ditanah hkan melaluui tahanan tinnggi. e.. Relai Penu utup Balik Relai pen nutup balik (reclosing reelay) adalahh pengaman pelengkap unntuk membeebaskan gang gguan yang beersifat tempporer untuk keandalan siistem. Otomatis f. Penutup Balik (Recloser)) Penutup balik otomaatis (PBO, auutomatic circcuit recloser)) digunakan seebagai pelen ngkap untuk pengaman teerhadap gan ngguan temporer dan m membatasi luaas daerah yaang padam akkibat gangguaan.

3. AN NALISA DA AN PEMBAH HASAN UPJ 3.1 Jaaringan Distribusi SE EMARANG SELATAN Jarringan distriibusi di willayah UPJ Semarrang Selataan terdiri dari 12 penyullang yang m masing-masinng disuplai dari gardu innduk. Masiing-masing penyullang itu adallah penyulangg PDP 01, PDP 02, 0 PDP 03, PDP 04 yanng disuplai dari gaardu induk Puudak Payung,, kemudian penyullang SRL 01,, SRL 02, SRL L O3, SRL 04, SR RL 05 yang diisuplai dari gardu g induk Srondool, dan terakkhir yang dissuplai dari gardu induk Kalisaari yaitu KL LS 07, dan KLS 08. 0 Wilayah operasi UPJ Semarang Selatan n dapat dilihhat pada gaambar peta wilayaah dan single line diagram m di bawah ini.

Gambar 2.2 Peta wilayah kerja UPJ S Semarang Selatann

Wilayah W kerja operasi UPJ Semarang Selatan n meliputi w wilayah kota Semarang yaitu Baanyumanik, bagian n atas, Tembaalang, Pudaak Payung, Gombel, Srondool, Jatingaleh, Sampanggan, Candi dan sebagainya. s D Dengan wilaayah yang memilliki cakupan w wilayah yangg besar dan medan n yang sulit kkarena keting ggian yang tidak merata, jugga wilayah yang y sulit

4

dijanggkau maka PLN UPJ Semarang ditunttut memiliiki keandaalan dan kontin nuitas pelayaanan yang tingi t untuk konsu umen.

Tabel 4.1 Panjang jaringaan SUTM PANJANG G JARINGAN SUTM (KMS) 2

SRL 01 SRL 02 SRL 03 SRL 04 SRL 05 PDP 01 PDP 02 PDP 03 PDP 04 KLS 07 KLS 08 TOTAL

2

3 PHASA (m mm )

FEEDER

1 PHASA(mm P )

#240

#35

#70

#3 35

#70

10.75 7.95 4.35 4.2 1.55 2.75 1.54 1.155 1.75 3.25 2.915 42.16

1.2 1.1 -

11.9 1.1 2.5 4.72 1.65 4.55 2.85 1.2 2.3 3.3 36.07

0.9 95 0.3 1.2 25

10.3 6 2.25 2.2 2.75 10.5 3.5 3 6.4 1.55 48.45

2.3

Taabel 4.1 M Menunjukkann panjang jaringaan distribusi UPJ Semaranng Selatan, total panjang untuuk jaringan tiga fasa adalahh 80.53 kms, dan yang satu u fasa 49.7 kms. Jaringan J SUT TM wilayah ini hampir semuaanya memakaii konduktor teelanjang. Paada feeder utama, u dipakaai jaringan tiga faasa yang maasing-masing berukuran #240m mm2, kemudiaan jika ada peercabangan jaringaan tiga fasa dari feedder utama memak kai konduktoor berukurann #70mm2, dan di bawahnyya lagi adda ukuran #35mm m2, tapi sangaat jarang dipaakai sesuai dengann yang ditunjjukkan oleh tabel hanya sepanjang 2.3 km ms. Jika peercabangan meruppakan jaringgan satu faasa, maka setelah h percabangaan dari feedder utama dipakaai kondukttor dengann ukuran #70mm m2, setelah ituu di bawahnya memakai ukuran n #35mm2 jika darri feeder percab bangan satu fasa f tadi, tappi ini juga sangatt jarang dipakkai sesuai deengan yang ditunjuukkan oleh tabel panjanggnya hanya 1.25 kms k pada jaaringan UPJ Semarang Selatan n.

Gambar 2.3 Single line diiagram UPJ S Semarang Selataan

hasil survvey yang B Berdasarkan dilakuukan pada buulan Mei 20099, pada UPJ Semarang Selatan terdapat 9522 buah trafo yang terdiri dari trafo t satu fasa dan trafo tiga fasa. f Lebih daari 50% darii total trafo adalahh satu fasa, karena sebaagian besar konsu umen pelangggan di wilayahh ini adalah rumah h tangga, jaddi kapasitas daya pada masin ng-masing daaerah tidak teerlalu besar tetapi merata.

5

Tabel 4.2 Trafo satu faasa UPJ MARANG SELA ATAN SEM TRAFO 1 FASA (kV VA) P PENYULANG 10

15

25

50

1

1

21

62

PDP 03

1

10

28

PDP 04

1

13

21

6

81

229

SRL 02

4

25

71

SRL 03

1

15

66

13

7

1

1

10

52

7

15

188

536

PDP 01

100

167

250

PDP 02

G Gambar 2.4 Trafoo Sintra 1 fasa 50 kVA

PDP 06 SRL 01

5

SRL 04 SRL 05

1 1

1

KLS 07 KLS 08 JUMLAH

2

0

1

Tabel 4.3 Trafo tiga faasa UPJ SEM MARANG SELA ATAN TRAFO 3 FASA (kVA)

PENYULA ANG PDP 01

Gaambar 2.5 Trafo Unindo 3 fasa 200 2 kVA

25

50

1

10

100 160 0 200 250 2

300

400 500

630

1000

2

2

3

1

1

1

1

1

PDP 02 2 PDP 03 3

3

PDP 04 4

7

1

4

SRL 01

17

25

SRL 02 2

3

6

SRL 03 3

10

2

SRL 04 4

3

2

SRL 05 5

7

3

5

2

2

60

41

20

27

14

1 1

5

12

3

3

PDP 06 6 9

9 2

1

5 1

2

Gam mbar 2.6 Trafo C Centrado 3 fasa 200 2 kVA

2

2

2

1

7 3

2

20

5

3

3.2 An nalisis unjuk k kerja trafo distribusi UP PJ SEMARA ANG SELAT TAN Trrafo termasuuk alat yangg memiliki efisien nsi sangat tinggi, bahhkan bisa mencaapai nilai 999 %. Namunn demikian masih ada rugi yang terjjadi yang disebaabkan karena adanya: a. Ruugi-Rugi Tem mbaga Ad dalah rugi-ruugi yang maasih terjadi paada belitan memiliki m konnduktivitas yaang baik. b. Ruugi-Rugi Inti Ad dalah rugi-ruugi yang terjadi di inti beesi yang disebbsbkan oleh adanya a arus ed ddie, rugi-ruggi histeris, dan fluks boocor. 1. Arus A Eddie 2. Rugi-rugi R hissterisis Seedangkan fluuks bocor ad dalah fluks yang hilang h karena tidak semua fluks yang terben ntukdari beelitan primeer dapat “ditang gkap” oleh beelitan sekunder. Paarameter untuuk mengetah hui kinerja sebuah h trafo adalahh :

KLS 07 7 KLS 08 8 JUMLAH H

1

1

5

9

Tabel 4.3 dan 4.4 di atas adalah jumlaah trafo satuu fasa dan tiiga fasa di wilayah UPJ Semaarang Selatann, dari tabel 4.3 teerlihat trafo satu fasa yang y paling banyaak dipakai adalah traffo dengan kapassitas daya 50 0 kVA yaitu 536 buah. Dari tabel t 4.4 terliihat trafo tigaa fasa yang palingg banyak dippakai adalah h trafo tiga fasa dengan d kapassitas daya 50 kVA yaitu 60 buuah. Trafo-traafo tersebut terdiri dari merk yang berbbeda-beda, diantaranya d adalahh Sintra, Bam mbang Djajaa, Trafindo, Uninddo, dan Starllite. Gambar-gambar di bawahh ini adalahh beberapa contoh c dari trafo distribusi yaang dipakai di wilayah UPJ Semarang S Sellatan.

⎛ Poutpput ⎜P ⎝ inpuut

Effisiensi = η = 100%⎜

6

⎞ ⎟, ⎟ ⎠

Dari hasil survey pada bulan Mei didapat contoh hasil pengukuran dari beberapa trafo distribusi UPJ Semarang Selatan yang terletak pada tiang SRL 05 dan PDP 01 yang diukur pada saat beban penuh pukul 19:00 wib, yaitu:

4. PENUTUP

4.1 KESIMPULAN Dari pembahasan-pembahasan pada bab-bab terdahulu dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut 1. Sistem tenaga listrik adalah salah satu mekanisme untuk memenuhi kebutuhan energi manusia yang sangat penting. Sistem tenaga listrik terdiri dari...