RUMUS PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN (DROP VOLTAGE)

PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH™

Beban di ujung dan seimbang :

% Drop Voltage = (S*L*(R*Cos θ + X*Sin θ)*100)/(KVLL)^2

Beban di tengah dan di ujung dan seimbang:

% Drop Voltage = (S*L*(R*Cos θ + X*Sin θ)*0.75*100)/(KVLL)^2

Beban merata dan seimbang:

% Drop Voltage = (S*L*(R*Cos θ + X*Sin θ)*0.50*100)/(KVLL)^2

Ket:

S : daya tersalurkan (MVA)

L : panjang saluran (km)

R : resistif (ohm/km)

X : reaktif (ohm/km)

Cos θ : faktor daya

Rumus arus hubung singkat dan arus beban penuh pada

trafo distribusi

dimana:

IFL = Arus beban penuh (Ampere).

S = Daya Kompleks 3 phasa (VA).

V = Tegangan phasa to phasa (volt).

ISc = Arus hubung singkat (Ampere).

Kva = daya kompleks dalam satuan kilo.

Kv = Tegangan phasa to phasa dalam satuan Kilo.

Tipe jaringan distribusi tegangan menengah 20kv

Jaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20kV) dapat dikelompokkan

menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran penghubung (Tie Line), Jaringan

Lingkaran (Loop), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster.

A. Jaringan Radial

Sistem distribusi dengan pola Radial seperti Gambar di bawah ini Adalah sistem

distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa

penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.

Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu

distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton

atau diletakan diatas tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan

lebih murah dibanding dengan sistem yang lain.

Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya

keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu

distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami gangguan, maka seluruh gardu

akan ikut padam. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang

paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada diujung saluran.

B. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)

Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar di bawah ini digunakan untuk pelanggan

penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain). Sistem ini

memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over

Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulangterkoneksi ke gardu pelanggan

khusus tersebut sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan

listrik akan di pindah ke penyulang lain.

C. Jaringan Lingkar (Loop)

Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop) seperti Gambar di bawa

ini dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian

D. Jaringan Spindel

Sistem Spindel seperti pada Gambar di bawah ini adalah suatu pola kombinasi jaringan

dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang

tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu

Hubung (GH).

Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah

penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel

biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah (JTM) yang menggunakan kabel

tanah/saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Namun pada pengoperasiannya,

sistem Spindel berfungsi sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari

gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik

konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan menengah (TM).

E. Sistem Gugus atau Sistem Kluster

Konfigurasi Gugus seperti pada Gambar di bawah ini banyak digunakan untuk kota

besar yang mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat Saklar

Pemutus Beban, dan penyulang cadangan.

Dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu

penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi suplai

kekonsumen.

Pengaruh ketidak seimbangan pembebanan pada trafo distribusi

Pendahuluan

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.

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 (a) menunjukkan vektor diagram arus dalam keadaan seimbang. Di sini terlihat bahwa

penjumlahan ketiga vektor arusnya (IR, IS , IT) adalah sama dengan nol sehingga tidak muncul

arus netral (I). Sedangkan pada Gambar (b) menunjukkan Nvektor diagram arus yang tidak

seimbang. Di sini terlihat bahwa penjumlahan ketiga vektor arusnya (IR, IS, IT ) tidak sama

dengan nol sehingga muncul sebuah besaran yaitu arus netral (IN) yang besarnya bergantung

dari seberapa besar faktor ketidakseimbangannya.

Akibat Ketidakseimbangan Pembebanan Trafo Distribusi

Sebagai akibat dari pembebanan yang tidak seimbang pada trafo maka akan menimbulkan

rugi-rugi (losses) energi diantaranya :

1. Losses (rugi-rugi) Akibat Adanya Arus Netral.

Rugi ini terjadi karena ada arus yang lumayan cukup besar mengalir penghantar

netral sebagai akibat dari ketidakseimbangan beban antara tiap-tiap fasa pada sisi

sekunder trafo (fasa R, fasa S, fasa T). Arus yang mengalir pada penghantar netral

trafo ini menyebabkan losses (rugi-rugi). Losses pada penghantar netral trafo ini

dapat dirumuskan sebagai berikut :

2. Losses (rugi-rugi) Akibat Adanya Arus Grounding.

Ketidakseimbangan beban juga mengakibatkan adanya arus yang mengalir pada

penghantar grounding (pentanahan), Besarnya daya yang hilang akibat arus

grounding ini adalah sebagai berikut:

Menentukan Besaran Ketidakseimbangan Beban pada tiap Fasa (Analisa Pembebanan)