Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

1. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
   

 

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

 

1. Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
   

 

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik.

 

1. Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
   
   
    
       Perhatikan gambar Dibawah ini :
   
   
   
   

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu :

1. Tangki penyimpanan bahan baker.
   
2. Penyaring bahan bakar.
   
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring).
   
4. Pengabut.
   
5. Mesin diesel.
   
6. Turbo charger.
   
7. Penyaring gas pembuangan.
   
8. Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
   
9. Generator.
   
10. Trafo.
    
11. Saluran transmisi.
    

 

1. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
   
   
    
   1. Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
      
      
        
   1. Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
      
         

1. Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).
   
   
    
   
   
    
2. Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).
   

 

1. Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 - 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
    
2. Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.
   

 

1. Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl).
   

Ggl terbentuk berdasarkan hukum faraday. Hukum faraday menyatakan bahwa jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik.

1. Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban.
   
   Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.
   
   
   
    

1. Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
   

  

...........................................

Posting ini di kutip dari makalah admin bersama teman-teman untuk meta kuliah Pembangkit Tenaga Listrik semester 3. Semoga bermamfaat, mohon koreksi jika ada yang keliru

Read More

Bunyi Hukum Dalam Listrik

Hukum Ohm

• Jika suatu arus listrik melalui suatu penghantar, maka kekuatan arus tersebut adalah sebanding-selaras dengan tegangan listrik yang terdapat diantara kedua ujung penghantar tadi.

Hukum Kirchoff 1 :

• Jumlah aljabar dari arus listrik pada suatu titik percabangan selalu sama dengan nol
• tentang arus (current law), yang menyatakan bahwa arus masuk pada satu titik percabangan akan sama dengan arus yang keluar melalui titik yang sama.

Hukum Kirchoff 2 :

• Di dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar antara gaya gerak listrik (ggl) dengan kerugian-kerugian tegangan selalu sama dengan nol”
• Menyatakan bahwa jumlah tegangan-tegangan didalam satu rangkaian tertutup sama dengan 0 (nol).

Bunyi Hukum Faraday

• apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam medan magnet yang berubah-ubah, maka di dalam kawat tersebut akan terbentuk GGL induksi.
• Apabila sepotong kawat penghantar listrik digerak-gerakkan dalam medan magnet, maka dalam kawat penghantar tersebut akan terbentuk GGL induksi.

Hukum Lenz

• Arah dari arus GGL induksi ialah sedemikian rupa sehingga melawan arus yang menimbulkannya
• Arus induksi yang timbul arahnya sedemikian sehingga menimbulkan medan magnet induksi yang melawan arah perubahan medan magnet

Hukum Lorentz
Sumber :http://alljabbar.wordpress.com/2008/04/06/gaya-lorentz/

• Bila penghantar berarus di letakkan di dalam medan magnet , maka pada penghantar akan timbul gaya
• Jadi gaya lorentz adalah gaya yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet
• Bagaimana gaya lorentz berfungsi, maka lakukan percobaan dengan mengamati bentuk medan magnet atau garis gaya magnet selama percobaan.
  Bila pengamatan dilakukan dengan benar maka akan diperoleh :
  (a) Makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar pula gaya yang bekerja dan makin cepat batang penghantar bergulir.
  (b) Bila polaritas sumbu dirubah, maka penghantar akan bergerak dalam arah yang berlawanan dengan gerak sebelumnya.

MENENTUKAN ARAH GAYA LORENTZ

Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus juga terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah arus listrik (I) diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari tengah.

Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :
(1) kuat medan magnet (B)
(2) besar arus listrik (I)
(3) panjang penghantar

sehingga dapat dirumuskan

F = B.I.L

keterangan :
F adalah gaya lorentz (N)
B adalah kuat medan magnet (Tesla)
I adalah kuat arus listrik (A)
L adalah panjang penghantar (m)

Read More

Relay Arus Lebih

Relay arus lebih adalah relay yang bekerja terhadap arus lebih, ia akan bekerja bila arus yang mengalir melebihi nilai settingnya (I set).

Prinsip Kerja

Pada dasarnya relay arus lebih adalah suatu alat yang mendeteksi besaran arus yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.

Macam-macam karakteristik relay arus lebih :

a.       Relay waktu seketika (Instantaneous relay)

b.      Relay arus lebih waktu tertentu (Definite time relay)

c.       Relay arus lebih waktu terbalik (Inverse Relay)

1.       Relay Waktu Seketika (Instantaneous relay) 

      Relay yang bekerja seketika (tanpa waktu tunda) ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10 – 20 ms). Dapat kita lihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 1. Karakteristik Relay Waktu Seketika (Instantaneous Relay).

Relay ini jarang berdiri sendiri tetapi umumnya dikombinasikan dengan relay arus lebih dengan karakteristik yang lain.

2.       Relay arus lebih waktu tertentu (definite time relay)

Relay ini akan memberikan perintah pada PMT pada saat terjadi gangguan hubung singkat dan besarnya arus gangguan melampaui settingnya (Is), dan jangka waktu kerja relay mulai pick up sampai kerja relay diperpanjang dengan waktu tertentu tidak tergantung besarnya arus yang mengerjakan relay lihat gambar dibawah ini.

Gambar 2. Karakteristik Relay Arus Lebih Waktu Tertentu (Definite Time Relay).

3.       Relay arus lebih waktu terbalik

Relay ini akan bekerja dengan waktu tunda yang tergantung dari besarnya arus secara terbalik (inverse time), makin besar arus makin kecil waktu tundanya. Karakteristik ini bermacam-macam dan setiap pabrik dapat membuat karakteristik yang berbeda-beda, karakteristik waktunya dibedakan dalam tiga kelompok :

·                     Standar invers

·                     Very inverse

·                     Extreemely inverse

Gambar 3. Karakteistik Relay Arus Lebih Waktu Terbalik (Inverse Relay).

Pengaman Pada Relay Arus Lebih

Pada relay arus lebih memiliki 2 jenis pengamanan yang berbeda antara lain:

Pengamanan hubung singkat fasa.

Relay mendeteksi arus fasa. Oleh karena itu, disebut pula “Relay fasa”. Karena pada relay tersebut dialiri oleh arus fasa, maka settingnya (Is) harus lebih besar dari arus beban maksimum. Ditetapkan Is = 1,2 x In (In = arus nominal peralatan terlemah).

Pengamanan hubung tanah

Arus gangguan satu fasa tanah ada kemungkinan lebih kecil dari arus beban, ini disebabkan karena salah satu atau dari kedua hal berikut:

Gangguan tanah ini melalui tahanan gangguan yang masih cukup tinggi. Pentanahan netral sistemnya melalui impedansi/tahanan yang tinggi, atau bahkan tidak ditanahkan Dalam hal demikian, relay pengaman hubung singkat (relay fasa) tidak dapat mendeteksi gangguan tanah tersebut. Supaya relay sensitive terhadap gangguan tersebut dan tidak salah kerja oleh arus beban, maka relay dipasang tidak pada kawat fasa melainkan kawat netral pada sekunder trafo arusnya. Dengan demikian relay ini dialiri oleh arus netralnya, berdasarkan komponen simetrisnya arus netral adalah jumlah dari arus ketiga fasanya. Arus urutan nol dirangkaian primernya baru dapat mengalir jika terdapat jalan kembali melalui tanah (melalui kawat netral)

Gambar 4. Sambungan Relay GFR dan 2 OCR.


Sumber: www.dunia-listrik.blogspot.com

Read More

PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN

TERHADAP ARUS NETRAL DAN LOSSES PADA TRAFO DISTRIBUSI

 

Julius Sentosa Setiadji¹, Tabrani Machmudsyah², Yanuar Isnanto

¹Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra

²PT. PLN(Persero) Distribusi Jawa Timur

email : julius@petra.ac.id,

 

Abstrak

Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik selalu terjadi dan penyebab ketidakseimbangan tersebut adalah pada beban-beban satu fasa pada pelanggan jaringan tegangan rendah.

Akibat ketidakseimbangan beban tersebut muncullah arus di netral trafo. Arus yang mengalir di netral trafo ini menyebabkan terjadinya losses (rugi-rugi), yaitu losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dan losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah.

Setelah dianalisa, diperoleh bahwa bila terjadi ketidakseimbangan beban yang besar (28,67%), maka arus netral yang muncul juga besar (118,6A), dan losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah semakin besar pula (8.62%).

 

Kata kunci : Ketidakseimbangan Beban, Arus Netral, Losses

 

 

Abstract

The unbalanced load in electric power distribution system always happen and it is caused by single phase loads on low voltage system.

The effect of the unbalanced load is appear as a neutral current. These neutral current cause losses, those are losses caused by neutral current in neutral conductor on distribution transformers and losses caused by neutral current flows to ground.

In conclusion, when high unbalanced load happened (28,67%), then the neutral current that appear is also high (118,6 A), ultimately the losses that caused by the neutral current flows to ground will be high too (8,62%).

 

Key words :
Unbalanced Load, Neutral Current, Losses

 

Pendahuluan

 

Dewasa ini Indonesia sedang melaksanakan pembangunan di segala bidang. Seiring dengan laju pertumbuhan pembangunan maka dituntut adanya sarana dan prasarana yang mendukungnya seperti tersedianya tenaga listrik. Saat ini tenaga listrik merupakan kebutuhan yang utama, baik untuk kehidupan sehari-hari maupun untuk kebutuhan industri. Hal ini disebabkan karena tenaga listrik mudah untuk ditransportasikan dan dikonversikan ke dalam bentuk tenaga yang lain. Penyediaan tenaga listrik yang stabil dan kontinyu merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam memenuhi kebutuhan tenaga listrik.

Dalam memenuhi kebutuhan tenaga listrik tersebut, terjadi pembagian beban-beban yang pada awalnya merata tetapi karena ketidakserempakan waktu penyalaan beban-beban tersebut maka menimbulkan ketidakseimbangan beban yang berdampak pada penyediaan tenaga listrik. Ketidakseimbangan beban antara tiap-tiap fasa (fasa R, fasa S, dan fasa T) inilah yang menyebabkan mengalirnya arus di netral trafo.

 

Teori Transformator

 

Transformator merupakan suatu alat listrik yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet. Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Penggunaan transformator yang sederhana dan handal memungkinkan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan serta merupakan salah satu sebab penting bahwa arus bolak-balik sangat banyak dipergunakan untuk pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik.

Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik maka jumlah garis gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima garis gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah pula. Maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat beda tegangan

 

Perhitungan Arus Beban Penuh Transformator

    

    Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat dirumuskan sebagai berikut :

    S
= √3 . V . I                            (1)

dimana :

S
    :    daya transformator (kVA)

V    :    tegangan sisi primer transformator (kV)

I    :    arus jala-jala (A)

    Sehingga untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan rumus :

    I_FL                                     (2)

dimana :

I_FL     :    arus beban penuh (A)

S
    :    daya transformator (kVA)

V    :    tegangan sisi sekunder transformator (kV)

 

Losses (rugi-rugi) Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral Transformator

    Sebagai akibat dari ketidakseimbangan beban antara tiap-tiap fasa pada sisi sekunder trafo (fasa R, fasa S, fasa T) mengalirlah arus di netral trafo. Arus yang mengalir pada penghantar netral trafo ini menyebabkan losses (rugi-rugi). Losses pada penghantar netral trafo ini dapat dirumuskan sebagai berikut :

P_N    =    I_N². R_N
                            (3)

dimana :    

P_N     :    losses pada penghantar netral trafo (watt)

I_N     :    arus yang mengalir pada netral trafo (A)

R_N     :    tahanan penghantar netral trafo (Ω)

    Sedangkan losses yang diakibatkan karena arus netral yang mengalir ke tanah (ground) dapat dihitung dengan perumusan sebagai berikut :

P_G    =    I_G² . R_G
                            (4)

dimana :    

P_G     :    losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah (watt)

I_G     :    arus netral yang mengalir ke tanah (A)

R_G     :    tahanan pembumian netral trafo (Ω)

 

Ketidakseimbangan Beban

Yang dimaksud dengan keadaan seimbang adalah suatu keadaan di mana :

• Ketiga vektor arus / tegangan sama besar.
  
• Ketiga vektor saling membentuk sudut 120º satu sama lain.
  

  Sedangkan yang dimaksud dengan keadaan tidak seimbang adalah keadaan di mana salah satu atau kedua syarat keadaan seimbang tidak terpenuhi. Kemungkinan keadaan tidak seimbang ada 3 yaitu :
  

  • Ketiga vektor sama besar tetapi tidak membentuk sudut 120º satu sama lain.
    
  • Ketiga vektor tidak sama besar tetapi membentuk sudut 120º satu sama lain.
    
  • Ketiga vektor tidak sama besar dan tidak membentuk sudut 120º satu sama lain.
    

  
   

  
   

  Gambar 1. Vektor Diagram Arus
  

  
   

      Gambar 1(a) menunjukkan vektor diagram arus dalam keadaan seimbang. Di sini terlihat bahwa penjumlahan ketiga vektor arusnya (I_R, I_S, I_T) adalah sama dengan nol sehingga tidak muncul arus netral (I_N). Sedangkan pada Gambar 1(b) menunjukkan vektor diagram arus yang tidak seimbang. Di sini terlihat bahwa penjumlahan ketiga vektor arusnya (I_R, I_S, I_T) tidak sama dengan nol sehingga muncul sebuah besaran yaitu arus netral (I_N) yang besarnya bergantung dari seberapa besar faktor ketidakseimbangannya.
  

  
   

  Penyaluran Dan Susut Daya
  

  Misalnya daya sebesar P disalurkan melalui suatu saluran dengan penghantar netral. Apabila pada penyaluran daya ini arus-arus fasa dalam keadaan seimbang, maka besarnya daya dapat dinyatakan sebagai berikut :
  

      P = 3 . [V] . [I] . cos j                        (5)
  

  dengan :    
  

  P     :     daya pada ujung kirim
  

  V     :     tegangan pada ujung kirim
  

  cos j     :     faktor daya
  

  Daya yang sampai ujung terima akan lebih kecil dari P karena terjadi penyusutan dalam saluran.
  

  Jika [I] adalah besaran arus fasa dalam penyaluran daya sebesar P pada keadaan seimbang, maka pada penyaluran daya yang sama tetapi dengan keadaan tak seimbang besarnya arus-arus fasa dapat dinyatakan dengan koefisien a, b dan c sebagai berikut :
  

                                  (6)
  

  dengan I_R , I_S dan I_T berturut-turut adalah arus di fasa R, S dan T.
  

  Bila faktor daya di ketiga fasa dianggap sama walaupun besarnya arus berbeda, besarnya daya yang disalurkan dapat dinyatakan sebagai :
  

  P = (a + b + c) . [V] . [I] . cos j                    (7)
  

  Apabila persamaan (7) dan persamaan (5) menyatakan daya yang besarnya sama, maka dari kedua persamaan itu dapat diperoleh persyaratan untuk koefisien a, b, dan c yaitu :
  

  a + b + c = 3                                    (8)
  

  dimana pada keadaan seimbang, nilai a = b = c = 1
  

  
   

  Pengumpulan Data :
  

  Spesifikasi Trafo Tiang adalah sebagai berikut :
  

  Buatan Pabrik        : TRAFINDO
  

  Tipe             : Outdoor
  

  Daya             : 200 kVA
  

  Tegangan Kerja     : 21/20,5/20/19,5/19 kV // 400 V
  

  Arus             : 6,8 – 359 A
  

  Hubungan         : Dyn5
  

  Impedansi         : 4%
  

  Trafo             : 1 x 3 phasa
  

  
   

  
   

  
   

  Gambar 2. Trafo Distribusi 200 kVA
  

  
   

  
   

  
   

  Gambar 3. Single Line Trafo Distribusi 200 kVA
  

  
   

  Tabel 1. Hasil Pengukuran Trafo Distribusi 200 kVA
  

  
   

  Fasa	S (kVA)	Vp-n (V)	I (A)	Cos j
  Pengukuran pada siang hari
  R	50,42	226	223,1	0,95
  S	37,34	226	165,0	0,94
  T	20,56	227	90,6	0,95
  IN	118,6 A
  IG	62,1 A
  RG	3,8 W
  Pengukuran pada malam hari
  R	68,22	225	303,6	0,91
  S	42,42	226	187,7	0,92
  T	37,38	226	165,4	0,94
  IN	131,7 A
  IG	58,9 A
  RG	3,8 W

  
   

  Ukuran kawat untuk penghantar netral trafo adalah 50 mm² dengan R = 0,6842 W / km, sedangkan untuk kawat penghantar fasanya adalah 70 mm² dengan R = 0, 5049 W / km.
  

  
   

  
   

  Gambar 4. Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo pada Siang Hari.
  

  
   

  
   

  Gambar 5. Skema Aliran Arus di Sisi Sekunder Trafo pada Malam Hari.
  

  
   

1. Analisa Pembebanan Trafo
   

 

S = 200 kVA

V = 0,4 kV phasa - phasa

I_FL     = = = 288,68 Ampere

 

I_{rata siang} = = = 159,67 Ampere

 

I_{rata malam} = = = 218,90 Ampere

 

Persentase pembebanan trafo adalah :

• Pada siang hari :
  

= = 55.31 %

 

• Pada malam hari :
  

= = 75.83 %

Dari perhitungan di atas terlihat bahwa pada saat malam hari (WBP = Waktu Beban Puncak) persentase pembebanan cukup tinggi yaitu 75.83 %.

 

1. Analisa Ketidakseimbangan Beban pada Trafo
   

• Pada Siang Hari :
  

  Dengan menggunakan persamaan (6), koefisien a, b, dan c dapat diketahui besarnya, dimana besarnya arus fasa dalam keadaan seimbang ( I ) sama dengan besarnya arus rata-rata ( Irata ).
  

  
   

    I_R = a . I    maka :    a = 1,40

 

    I_S = b . I    maka :    b
= 1,03

 

    I_T = c . I    maka :    c = 0,57

 

Pada keadaan seimbang, besarnya koefisien a, b dan c adalah 1.

Dengan demikian, rata-rata ketidakseimbangan beban (dalam %) adalah :

 

    {│a – 1│ + │b – 1│ + │c – 1│}

=                     x 100 %

             3

 

    {│1,40 – 1│+│1,03 – 1│+│0,57 – 1│}

=                             x 100 % = 28,67%

             3

 

• Pada Malam Hari :
  

  Dengan menggunakan persamaan (6), koefisien a, b, dan c dapat diketahui besarnya, dimana besarnya arus fasa dalam keadaan seimbang ( I ) sama dengan besarnya arus rata-rata ( I_rata ).
  

 

    I_R = a . I    maka :    a = 1,39

 

    I_S = b . I    maka :    b = 0,86

 

    I_T = c . I    maka :    c = 0,75

 

    Pada keadaan seimbang, besarnya koefisien a, b dan c adalah 1.

Dengan demikian, rata-rata ketidakseimbangan beban (dalam %) adalah :

 

    {│1,39 – 1│+│0,86 – 1│+│0,75 – 1│}

=                             x 100 % = 26.00%

             3

Dari perhitungan di atas terlihat bahwa baik pada siang hari maupun malam hari, ketidakseimbangan beban cukup tinggi (> 25%), hal ini disebabkan karena penggunaan beban yang tidak merata di antara konsumen.

 

Analisa Losses Akibat Adanya Arus Netral pada Penghantar Netral Trafo dan Losses Akibat Arus Netral yang Mengalir ke Tanah

 

• Pada Siang Hari :
  

  Dari tabel pengukuran, dan dengan menggunakan persamaan (3), losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dapat dihitung besarnya, yaitu:
  

          P_N    = I_N². R_N = (118,6)² . 0,6842 = 9623,92 Watt ≈ 9,62 kW
  

 

dimana daya aktif trafo (P) :

        P = S . cos φ , dimana cos φ yang digunakan adalah 0,85

        P = 200 . 0,85 = 170 kW

 

Sehingga, persentase losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo adalah :

    % P_N      = 5.66 %

 

Losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah dapat dihitung besarnya dengan menggunakan persamaan (4), yaitu :

    P_G     = I_G² . R_G = (62,1) ² . 3,8 = 14654,4 Watt ≈ 14,65 kW

 

Dengan demikian persentase losses-nya adalah :

    % P_G      = 8,62 %

 

• Pada Malam Hari :
  

      Dari tabel pengukuran, dan dengan menggunakan persamaan (3), losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dapat dihitung besarnya, yaitu:
  

          P_N    = (131,7)² . 0,6842 = 11867.37 Watt ≈ 11,87 kW
  

 

Sehingga, persentase losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo adalah :

    % P_N      = 6,98 %

 

Losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah dapat dihitung besarnya dengan menggunakan persamaan (4), yaitu :

    P_G     = (58,9) ² . 3,8 = 13183,00 Watt ≈ 13,18 kW

 

Dengan demikian persentase losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah adalah :

    % P_G      = 7,75 %

 

Tabel 2. Losses pada Trafo Distribusi 200 kVA

RN	Waktu	Ketidakseimbangan Beban ( % )	IN	IG	PN	PN	PG	PG
( W )			( A )	( A )	( kW )	( % )	( kW )	( % )
0,6842 (50 mm2)	Siang	28,67	118,6	62,1	9,62	5,66	14,65	8,62
	Malam	26,00	131,7	58,9	11,87	6,98	13,18	7,75
0, 5049 (70 mm2)	Siang	28,67	118,6	62,1	7.10	4.18	14,65	8,62
	Malam	26,00	131,7	58,9	8.76	5.15	13,18	7,75

    Pada Tabel 2 terlihat bahwa semakin besar arus netral yang mengalir di penghantar netral trafo (I_N) maka semakin besar losses pada penghantar netral trafo (P_N). Demikian pula bila semakin besar arus netral yang mengalir ke tanah (I_G), maka semakin besar losses akibat arus netral yang mengalir ke tanah (P_G).

    Dengan semakin besar arus netral dan losses di trafo maka effisiensi trafo menjadi turun.

Bila ukuran kawat penghantar netral dibuat sama dengan kawat penghantar fasanya (70 mm2) maka losses arus netralnya akan turun.

 

Kesimpulan

1. Berdasarkan analisa data di atas, terlihat bahwa pada siang hari ketidakseimbangan beban pada trafo tiang semakin besar karena penggunaan beban listrik tidak merata.
   

   Sesuai tabel 2, semakin besar ketidakseimbangan beban pada trafo tiang maka arus netral yang mengalir ke tanah (I_G) dan losses trafo tiang semakin besar.
   

   Salah satu cara mengatasi losses arus netral adalah dengan membuat sama ukuran kawat netral dan fasa.
   

   
    

   Referensi
   

   [1]    Abdul Kadir, Distribusi dan Utilisasi Tenaga Listrik, Jakarta : UI - Press, 2000.
   

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

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

   [4]    Sudaryatno Sudirham, Dr., Pengaruh Ketidakseimbangan Arus Terhadap Susut Daya pada Saluran, Bandung : ITB, Tim Pelaksana Kerjasama PLN-ITB, 1991.
   

   [5]    Sulasno, Ir., Teknik Tenaga Listrik, Semarang : Satya Wacana, 1991.
   

   [6]    Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Bandung : ITB, 1991.
   

   [7]    Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex Media Komputindo, 1989.

Read More