BAB IV JATUH TEGANGAN PADA PANEL DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

BAB IV JATUH TEGANGAN PADA PANEL DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

4.1. Sistem Distribusi Listrik Dalam

sistem

distribusi

listrik

gedung

Emporium

Pluit

Mall

bersumber dari PT.PLN (Persero) distribusi DKI Jakarta & Tangerang melalui gardu penyulang muara angke ke gardu distribusi yang diberi nama B419 yang berada di area Pluit Selatan. Sistem distribusi menggunakan saluran kabel tegangan menengah ( SKTM ) pada tegangan opersi 20 kV. Jaringan yang didistribusikan menggunakan sistem ring, yaitu sistem jaringan distribusi dengan konfigurasi berbentunk ring. Sistem jaringan ini memiliki saluran cadangan karena titik bebannya di suplai dari dua penyulang yang berbeda. Sehingga jika ada salah satu penyulang yang mengalami gangguan maka pada titik beban tetap bisa menerima suplai dari penyulang yang lain. Penghantar yang digunakan pada saluran kabel tegangan menengah (SKTM) yaitu

dengan

menggunakan

jenis

dan

ukuran

penampang

N2XSEFGbY 3 x 240 mm² dengan isolasi XLPE ( Cross Link Poly Etheline ). Nilai kuat arus pada penggunaan dalam tanah dapat mencapai 481 Ampere. Dengan nilai kuat arus tersebut masih sesuai engan ketentuan PUIL 2000. Kabel penghantar tersebut didistribusikan ke gardu distribusi PLN yang berupa bangunan dengan dinding beton yang didalam terdapat panel utama tegangan menengah ( PUTM ) 20 kV yang berfungsi sebagai penghubung dan pemutus aliran listrik ke panel utama tegangan menengah ke sisi konsumen. Dibagian dalam ada saklar pemutus beban dengan tegangan operasi 20 kV, selain itu terpasang alat pengaman dan pembatas dengan sistem digital yang dapat diatur sesuai dengan kapasitas daya terpasang

37

38

4.2 Panel Utama Tegangan Menengah ( PUTM ) 20 kV Panel Utama Tegangan Menengah ( PUTM ) 20 kV selain terpasang dalam gardu distribusi PLN, terpasang juga di dalam ruang gedung Emporium Pluit mall yang terletak di lantai 6. Panel tersebut berfungsi untuk penghubung dan pemutus aliran listrik dari gardu distribusi PLN ke sisi konsumen. Aliran tenaga listrik disalurkan ke panel utama Tegangan menengah ( PUTM ) 20 kV di sisi incoming ( Incoming cubicle ) yang didalamnya terdapat saklar pemutus Breaker switch dengan tegangan 24 kV, kemudian dikeluarkan dengan busbar yang terhubung antara panel utama tegangan menengah ( PUTM ) ke sisi outgoing cubicle yang didalamnya terdiri dari fuse/sikring dan saklar pemutus beban. Tabel 4.1 Data Teknis Panel Utama Tegangan Menengah ( PUMT ) 20kV Unit

Incoming MV

Outgoing MV

Merk

ABB

ABB

Model

HD4/524.06.16

HD4/524.06.16

In

630 A

630 A

Daya yang tersambung sebesar 10380 ( Kva ) sesuai dengan perjanjian kontarak PT.PLN Persero dengan Pluit Propertindo ( Emporium Pluit Mall). Dengan

daya

tersebut

termasuk

dalam

kategori

golongan

B3-TMtarif

Primatas. Untuk mengetahui besarnya arus yang tersambung , yang akan diset pada alat pengaman dan pembatas, dapat dihitung dengan persamaan 2.4: Sehingga kapasitas arus listrik yang akan diset dalam alat pengaman dan pembatas yang terpasang pada panel PUTM 20 kV sisi PLN adalah:

39

Kapasitas arus listrik I dalam Ampere yang akan diset dalam alat pengaman dan pembatas yang terpasang pada sisi tegangan rendah 400V, batas maksimumnya adalah:

Berdasarkan data pengukuran pada panel utama tegangan menengah sisi PLN, tingkat pembebanan mencapai sekitar 211 Amp Maka

tingkat

pembebanan

tertinggi

dalam

satuan

kVA

berdasarkan

persamaan 2.10 adalah sebesar:

Atau dalam persentase (%) tingkat pembebanan terhadap daya tersambung telah mencapai:

Maka kondisi saat ini kapasitas yang tersambung masih terdapat cadangan daya listrik sebesar 29,58 % atau sekitar 3.070,75 kVA.

Mengenai jatuh tegangan pada kabel yaitu dengan jarak penyambungan antara gardu distribusi dengan panel utama tegangan menengah mencapai 100 meter, maka jatuh tegangan dapat dihitung sesuai dengan persamaan

40

2.4, maka jatuh tegangan pada distribusi tenaga listrik dengan penghantar kabel udara tegangan menegah dengan jenis dan ukuran penampang N2XSEFGbY 3 x 240 mm² adalah sebesar: Diketahui :

R = 0.098, X = 0.081

Berdasarkan perhitungan diatas bahwa besarnya nilai jatuh tegangan sekitar

hal ini masih dalam batas yang diperkenankan sesuai denga standart jatuh tegangan yaitu ±5%.

4.3 Transformer Tabel 4.2 Spesifikasi Transformer Merk

Trafindo

Phase

3

Frequency

50 Hz

KVA

2500

Voltage High Voltage

20.000

Low Voltage

400

Amperre High Amperre

72,17

Low Amperre

3608,44

41

Unit transformer yang terpasang adalah jenis transformer dengan tegangan step down ( 20 kV/400 V ), 20 kV disisi primer transformer dan 400 V disisi sekunder transformer. Banyaknya transformer yang terpasang adalah 7 unit dengan kapasitas masing-masing sebesar 2500 kVA. Tenaga listrik yang dikeluarkan dari MVDP-TM-20 Kv sisi outgoing cubical yang bertegangan 20 kV dikoneksikan pada sisi primer unit transformer menggunakan kabel tegangan menengah dengan jenis dan ukuran N2XSEFGbY 3 x 95 mm². Maka dapat diketahui besar arus listrik yang melalui unit transformer dengan hitungan sesuai persamaan 2.11 dan berdasarkan data tabel 4.2 sebagai berikut:

Kuat arus disisi Primer

Kuat arus disisi Sekunder

Sampai saat ini pembebanan total unit transformer sudah mencapai sekitar

42

4.4 Low Voltage Main Distribution Panel ( LVMDP ) Tegangan keluaran dari transformer yaitu sebesar 400 volt yang dikeluarkan dari sisi

sekunder

transformer,

kemudian

dikoneksikan

ke

Low

Voltage

Main

Distribution Panel/LVMDP 400 Volt dengan penghubung dan pembatas tegangan berupa Air Circuit Breaker/ACB dengan kapasitas 4000A/400V, menggunakan kabel penghantar tegangan rendah yang digunakan adalah NYY 4 x 1c x 300 mm² sebanyak 8 jalur kabel untuk masing-masing pasha dan netral. Pembebanan pada LVMDP dibagi menjadi: 4.4.1 LVMDP-R3 ( Mall ) Utilitas Beban tertinggi pada LVMDP-R3 adalah 907 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 1 dengan LVMDP-R3 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080

= Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar yang diperkenankan yaitu 5%.

, maka masih dalam batas standart PUIL 2000

43

4.4.2 LVMDP-CH.1 Beban tertinggi pada LVMDP-CH.1 adalah 2130 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 2 dengan LVMDP-CH.1 dengan kabel NYY 4 x 1c x 300 sebanyak 8 Jalur dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 2130 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x 20/1000 x 8 = 1.732 x 2130 x 0.1104 x 0.0025 = 1.02 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 1.02 /400 x 100% = 0.25 % , maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.3 LVMDP-CH.2 Beban tertinggi pada LVMDP-CH.2 adalah 1410 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 2 dengan LVMDP-CH.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1410 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8 = 1.732 x 1410 x 0.1104 x 0.0025 = 0.67 V

44

Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 0.67/400 x 100% = 0.17 % ,maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.4 LVMDP-U.1 Beban tertinggi pada LVMDP-U.1 adalah 1783 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 4 dengan LVMDP-U.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1783 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8 = 1.732 x 1783 x 0.1104 x 0.0025 = 0.85 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 0.85/400 x 100% = 0.21 %, maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.5 LVMDP-U.2 Beban tertinggi pada LVMDP-U.2 adalah 1856 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 5 dengan LVMDP-U.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1856 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8

45

= 1.732 x 1856 x 0.1104 x 0.0025 = 0.89 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 0.89/400 x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.6 LVMDP-R.1 Beban tertinggi pada LVMDP-R.1 adalah 1506 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 6 dengan LVMDP-R.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1506 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8 = 1.732 x 1506 x 0.1104 x 0.0025 = 0.72 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 0.72/400 x 100% = 0.18 %, maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.7 LVMDP-R.2 Beban tertinggi pada LVMDP-R.2 adalah 2419 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 7 dengan LVMDP-R.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

46

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 2419 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x 20/1000 x 8 = 1.732 x 2419 x 0.1104 x 0.0025 = 1.16 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar 1.16/400 x 100% = 0.29 %, maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.5 Daya Cadangan ( Generator Set ) Catu daya cadangan yang digunakan adalah generator set untuk pembangkit tenaga listrik sebagai tenaga cadangan atau pasokan sementara jika pasokan tenaga listik dari PLN mengalami pemadaman. Generator set sebanyak 5 unit yang terpasang sebagai tenaga listrik cadangan dengan kapasitas masing – masing unit Generator set yaitu 2000 kVA/380 Volt. Sesuai dengan data teknis generator set maka besarnya pembebanan arus listrik yang dapat dilalui oleh masing-masing unit generator set tersebut dapat diketahui dengan perhitungan sesuai persamaan : kuat arus pembebanan untuk generator set 2000 kVA berdasarkan persamaan 2.11 adalah sebesar:

I = 2000.000 √3 . 380 = 3038.77 Amp

S

47

Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh setiap generator set disalurkan ke panel kontrol genset ( PKG ) dengan kabel NYY 4 x 1c x 300 mm2 sebanyak 8 jalur yang dikoneksikan melalui alat penghubung dan pemutus dengan pembatas berupa air circuit Breaker ( ACB ) sebanyak 7 buah dengan kapasitas nominal masingmasing 3200 A pada setiap PKG dengan

jarak 22 meter, dapat dihitung

berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 3038.77 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x

x 8

= 1.732 x 3038.77 x 0.1104 x 0.00275 = 1.60 V

Pendistribusian dari keluaran PKG menggunakan penghantar kabel tegangan rendah dengan jenis dan ukuran penampang kabel NYY 4 x 1c x 300 mm2 sebanyak 8 jalur untuk masing-masing pasha dan netral, maka dengan generator set dengan kapasitas

pembangkit

tenaga

listrik

sebesar

2000

kVA

dikali

5

Genset

dihubungkan untuk melayani 7 LVMDP. 4.5.1 LVMDP-R3 ( Mall ) Utilitas Beban tertinggi pada LVMDP-R3 adalah 907 Ampere dengan panjang kabel 17 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 1 dengan LVMDP-R3 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v= 1.732 x 907 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x = 0.37 V

x 8

48

Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar

x 100% = 0.09 %%,

maka masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%.

4.5.2 LVMDP-CH-1 Beban tertinggi pada LVMDP-C1 adalah 2130 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 2 dengan LVMDP-C1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v= 1.732 x 2130 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x

x8

= 1.02. V

Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar

x 100% = 0.25 %

4.5.3 LVMDP-CH.2 Beban tertinggi pada LVMDP-C1 adalah 1410 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi keluaran PKG 3 dengan LVMDP-C2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v= 1.732 x 1410 x (0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x = 0.67 V

x8

49

Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi PKG yang sebesar 400 V dengan LVMDP-R3 adalah sebesar

x 100% = 0.17 %, maka

masih dalam batas standart PUIL 2000 yang diperkenankan yaitu 5%.

4.5.4 LVMDP-U.1 Beban tertinggi pada LVMDP-U.1 adalah 1783 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 4 dengan LVMDP-U.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1783 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x

x8

= 1.732 x 1783 x 0.1104 x 0.0025 = 0.85 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar

x 100% = 0.21 %, maka masih dalam batas standart PUIL

2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.5 LVMDP-U.2

Beban tertinggi pada LVMDP-U.2 adalah 1856 Ampere dengan panjang kabel 20 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 5 dengan LVMDP-U.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080

50

∆v = 1.732 x 1856 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6) x

x8

= 1.732 x 1856 x 0.1104 x 0.0025 = 0.89 V

Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar

x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL

2000 yang diperkenankan yaitu 5%. 4.4.6 LVMDP-R.1

Beban tertinggi pada LVMDP-R.1 adalah 1506 Ampere dengan panjang kabel 17 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 6 dengan LVMDP-R.1 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 1506 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x

x8

= 1.732 x 1506 x 0.1104 x 0.0021 = 0.61 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar

x 100% = 0.15 %, maka masih dalam batas standart PUIL

2000 yang diperkenankan yaitu 5%.

51

4.4.7 LVMDP-R.2 Beban tertinggi pada LVMDP-R.2 adalah 2419 Ampere dengan panjang kabel 15 Meter, sehingga jatuh tegangan antara sisi sekunder transformer 7 dengan LVMDP-R.2 dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut:

Diketahui, R = 0.078, X = 0.080 ∆v = 1.732 x 2419 x ( 0.078 x 0.8 + 0.080 x 0.6 ) x

x8

= 1.732 x 2419 x 0.1104 x 0.0019 = 0.87 V Persentase tegangan jatuh pada penghantar antara keluaran pada sisi sekunder transformer yang sebesar 400 V dengan LVMDP sisi masukan incoming panel adalah sebesar

x 100% = 0.22 %, maka masih dalam batas standart PUIL

2000 yang diperkenankan yaitu 5%.

52

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Tegangan Jatuh Panel Tegangan Rendah

Panel Tegangan

Arus

Rendah

(Ampere)

Tegangan Jatuh

Tegangan Jatuh

Distribusi PLN

Distribusi Genset

Panjang

Tegangan

Panjang

Tegangan

Kabel

Jatuh

Kabel

Jatuh

(Meter)

(%)

(Meter)

(%)

LVMDP- R.3

907

30

0.11

17

0.09

LVMDP- CH.1

2130

20

0.25

20

0.25

LVMDP-CH.2

1410

20

0.17

20

0.17

LVMDP-U.1

1783

20

0.21

20

0.22

LVMDP-U.2

1856

20

0.22

20

0.22

LVMDP-R.1

1506

20

0.18

17

0.15

LVMDP-R.2

2419

20

0.29

15

0.22

Berdasarkan hasil perhitungan jatuh tegangan pada distribusi tenaga listrik tegangan menengah dan tegangan rendah dari kabel feeder, PLN ataupun Genset masih dibawah standart yang telah ditetapkan dalam PUIL 2000 yaitu tidak melebihi 5%.