MAKALAH

TEKNIK TENAGA LISTRIK

TKE 133104

DISUSUN OLEH:

WALFATHU NURROHMAN

H1C010073

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

JURUSAN TEKNIK

TEKNIK ELEKTRO

2013

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Makalah ini saya buat guna memenuhi tugas pengganti dari postest praktikum teknik

tenaga listrik, dengan dibuatnya makalah ini diharapkan dapat menambah pengetahuan dari

pembaca.

Teknik tenaga listrik itu sendiri memiliki sejarah yang panjang, dimulai pada

tahun 1879 saat Thomas Alva Edisonberhasil menciptakan lampu pijar yang dapat digunakan

secara praktis. Dalam waktu beberapa tahun Edison membangun sistem distribusi tenaga

listrik arus searah di seputaran kota New York yang dapat menyuplai sekitar 400 lampu. Pada

akhir tahun 1880an distribusi arus listrik menggunakan arus bolak-balik mulai berkembang dan

digunakan hingga saat ini.

Teknik tenaga listrik adalah satu-satunya bidang yang secara khusus berkaitan dengan

pembangkitan dan transmisi daya listrik dari satu tempat ke tempat lain. Ini adalah spesialisasi

tertua dari teknik tenaga listrik, atau dapat juga berati Teknik Tenaga Listrik ialah ilmu yang

mempelajari konsep dasar kelistrikan dan pemakaian alat yang asas kerjanya berdasarkan aliran

electron dalam konduktor (arus listrik). Pada praktikum teknik tenaga listrik ini di laksanakan

dengan menggunakan seperangkat computer dimana pada pelaksanaanya penguna atau user

dituntut untuk dapat memahami dan menjalankan simulasi dalam berbagai analisys dengan

menggunakan software ETAP. Sofware ETAP ini memang biasa digunakan untuk

mensimulasikan system tenaga listrik pada suatu jaringan biasannya analisis ini menggunakan

diagram satu garis sebagai representasi yang lebih mudah untuk mengganalisis system tiga fasa

sekalipun. Pada pelaksananannya pada software ETAP ini terdapat beberapa analysis yang

digunakan, di Indonesia sendiri ETAP biasa digunakan pada system jaringan listrik untuk

pengamatan real time-nya secara online.

B. Tujuan

Untuk memenuhi tugas pengganti postest praktikum teknik tenaga listrik (TTL).

2

BAB II ISI

Pada praktikum teknik tenaga listrik yang telah saya laksanakan terdapat tiga unit

percobaan diantaranya adalah pengenalan ETAP dan single line diagram, analisis aliran daya ,

dan kapasitor bank.

1. Pengenalan ETAP dan Single Line Diagram

Pada percobaan unit 1 ini percobaan yang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak

ETAP ini adalah membuat dan mensimulasikan rangkaian sebagai berikut ini:

a. Kw+jkvar

3

b. Kva

c. Amp

4

Dari ketiga sistem tenaga listrik gambar diatas parameter yang diambil berbeda beda yaitu

dari sisi daya aktif , reaktf, daya nyata, dan arus. Secara umum, sistem tenaga listrik merupakan

sistem dari dibangkitkannya energi listrik sampai dengan penggunaannya di sisi konsumen.

Sofware ETAP (Electric Transient Analysis Program) merupakan suatu software (perangkat

lunak) yang digunakan suatu sistem tenaga listrik. Perangkat ini dapat bekerja dalam keadaan

offline yaitu untuk simulasi tenaga listrik, dan juga dalam keadaan online untuk pengelolaan data

real time. Analisa tenaga listrik yang daoat dilakukan dengan menggunakan ETAP antara lain :

Analisa Aliran Daya (Load Flow Analysis)

Analisa Hubung Singkat (Short Circuit Analysis)

Motor Starting

Arc Flash Analysis

Harmonics Power System

Analisa Kestabilan Transien (Transient Stability Analysis)

Protective Device Coordination

Dimana analisanya menggunakan single line diagram, Single Line Diagram, merupakan

notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari

representasi saluran tiga fasa yang terpisah, digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini

memudahkan dalam pembacaan diagram maupun dalam analisa rangkaian. Selain itu standar

yang dipakai, biasanya mengacu pada standar IEC dan ANSI. Perbedaan antara standar IEC dan

ANSI terletak pada standar frekuensi yang digunakan yang mengakibatkan perbedaan spesifikasi

peralatan yang digunakan. Jika pada standar IEC nilai frekuensi yang digunakan adalah 50 Hz,

sedangkan pada standar ANSI nilai frekuensi yang digunakan adalah 60 HZ.

Dalam single line diagram yang telah dilakukan simulasinya seperti diatas terdapat

beberapa kommmponen dalam penyusunananya diantaranya adalah:

merupakan simbol pada ETAP sebagai Power Grid.

merupakan simbol pada ETAP sebagai Busbar.

5

merupakan simbol pada ETAP sebagai Transformator.

merupakan simbol pada ETAP sebagai Motor.

merupakan simbol pada ETAP sebagai Power Grid.

2. Analisis Aliran Daya

Pada percobaan unit 1 ini percobaan yang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak

ETAP ini adalah membuat dan mensimulasikan rangkaian sebagai berikut ini:

a. Kw+jkvar

6

b. Kva

c. Amp

7

Sama seperti yang dilakukan pada unit 1 sebelumnnya sismulasi diatas juga dilakukan dengan

menggumnakan 3 parameter yang berbeda yaitu kw+jkvar, kva , dan amp.

Penggunaan parameter ini bertujuan untuk menganalisis hasil dari keluaran simulasi tersebut

dimana dengan membandingkan keluaran parameter kw+jkvar dengan kva maka kita tahu berapa

persentase kesalahan yang dilakukan dengan simulasi terhadap perhitungan secara

manual.perhitungan pada bagian ini dilakukan tiap bus yang digunakan. Pada unit 2 ini analisa

yang digunakan hanya analisa aliran beban saja, dimana analisa aliran beban adalah besar dan

sudut fasa tegangan pada setiap rel dan daya nyata dan reaktif yang mengalir pada setiap saluran.

Dimana dasar perhitungan yang digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar diatas adalah segitiga daya dimana dari segitiga daya tersebut dapat kita lakukan

perhitungan untuk mencari daya nyata (S) dengan menggunakan daya aktif (P) dan reaktif (Q)

dimana matematisnya adalah sebagai berikut:

Dimana:S = daya nyataP = daya aktifQ = reaktif

Perhitungan ini digunakan ditiap-tiap bus kemudian hasilnya dibandingkan dengan hasil daya

nyata pada simulasi KVA.

Dan power faktornya ditentukan oleh:

8

Begitu selanjutnya hingga load flow analysis selesai.

3. Kapasitor Bank

Pada percobaan unit 1 ini percobaan yang dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak

ETAP ini adalah membuat dan mensimulasikan rangkaian sebagai berikut ini:

a. Kw+jkvar

9

b. Kva

c. Amp

10

Sama seperti unit sebelumnya pada unit ini juga dilakukan laod flow analysis dmana

simulasinya menggunakan 3 parameter yaitu dari KW+jKVAR, KVA, dan AMP. Namun

bedanya pada simulasi yang ketiga ini terdapat komponen kapasitor bank pada rangkaiananya.

Kapasitor bank adalah merupakan salah satu komponen elektronik yang dibangun dari sejumlah

kapasitor, dimana fungsi dan tujuannya untuk membaiki cos phi atau disebut juga faktor daya.

Untuk memasang komponen ini caranya selalu sama yaitu secara paralel. Walaupun pemasangan

selalu dengan cara paralel, tetapi ada tiga teknik pemasangan yang bisa dipilih yaitu:

Cara pertama pemasangan kapasitor bank adalah individual, yaitu hanya bus yang faktor

dayanya akan dibaiki saja yang perlu dipasangi. Dengan menggunakan cara ini maka kita

akan mendapat keuntungan yang membuat kondisi cos phi pada tiap-tiap busa selalu

terjaga dengan baik. Plus faktor daya pada sistem juga akan terjaga dengan baik. Tapi

kerugiannya adalah sistem ini sangat boros dan mahal pula harganya.

Cara kedua adalah grup, yaitu pemasangan kapasitor bank dengan cara penempatannya di

bus yang paling atas pada suatu grup dalam satu interkoneksi pula. Jangan salah

pengertian ya, BUKAN ditempakan pada bus paling atas pada keseluruhan sistemnya.

Adapun untungnya memakai metode ini ialah bisa membaiki faktor daya / cos phi di suatu

grup. Sedangkan kekurangannya adalah hanya dapat memperbaiki cos phi didalam suatu

grup saja. Ia tidak tetap saja tidak dapat membaiki faktor daya secara seluruhnya.

Cara ketiga atau terakhir dalam pemasangan kapasitor bank ini adalah dengan

memasangnya pada bagian bus utama dalam sistem. Dengan memakai cara ini maka dapat

dilakukan perbaikan terhadap cos phi secara menyeluruh yaitu di bus utamanya.

Untungnya ialah murah harga yang didapat serta cos phi sistem tetap bagus.

Kelemahannya, tidak bisa melakukan perbaikan terhadap cos phi di tiap-tiap bus beban.

Akibatnya sering adanya drop pada tegangan dan cos phi menjadi buruk ditiap bus beban

yg mempunyai motor / beban dinamik.

Proses kerja kapasitor bank secara umum dapat dijelaskan sebagai berikut ini dimana

kapasitor yang akan digunakan untuk memperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban.

Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat

kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan

ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian

pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali

11

normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor

mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Keran

beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif

yang berlaku menjadi kecil.

Keuntungan menggunakan kapasitor bank :

Mampu mereduksi daya sampai 30%.

Meningkatkan pf antara 95-100%

Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.

Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa dihemat yaitu dengan cara mengoptimalkan

konsumsi energi masing-masing peralatan yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan

menstabilkan tegangan. Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang lebih

membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu pertama menciptakan

ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada gilirannya akan mempengaruhi over heating

pada motor dan penurunan life isolator. Ke dua bagi PLN sebagai penyuplai energi listrik

tentunya harus menyediakan energi listrik yang lebih besar lagi.

Perhitungan pda unit ini juga sama seperti unit sebelumnya yaitu perhitungan aliran daya

akan tetapi pada bab ini di tambahkan perhitungan kapasitornya,

12

BAB III PENUTUP

Kesimpulan

1. Pada praktikumm Teknik Tenaga Listrik (TTL) dilakukan sebanyak 3 unit yaitu

pengenalan ETAP dan single line diagran, analisa aliran daya, dan kapasitor bank

2. Sofware ETAP (Electric Transient Analysis Program) merupakan suatu software

(perangkat lunak) yang digunakan suatu sistem tenaga listrik. Perangkat ini dapat bekerja

dalam keadaan offline yaitu untuk simulasi tenaga listrik, dan juga dalam keadaan online

untuk pengelolaan data real time

3. Single Line Diagram, merupakan notasi yang disederhanakan untuk sebuah sistem tenaga

listrik tiga fasa. Sebagai ganti dari representasi saluran tiga fasa yang terpisah,

digunakanlah sebuah konduktor. Hal ini memudahkan dalam pembacaan diagram maupun

dalam analisa rangkaian.

4. Analisa aliran daya merupakan suatu analisa aliran daya aktif (P) dan daya reaktif (Q) dari

suatu sistem pembangkit (sisi pengirim) melalui suatu saliran transmisi hingga sampai ke

beban (sisi penerima).

5. Kapasitor Bank adalah merupakan salah satu komponen elektronik yang dibangun dari

sejumlah kapasitor, dimana fungsi dan tujuannya untuk membaiki cos phi atau disebut

juga faktor daya.

13

DAFTAR PUSTAKA

http://elektronikadasar.info/kapasitor-bank.htm

http://blacktrick.wordpress.com/2011/11/10/105/

http://novikaginanto.wordpress.com/2012/03/24/etap-electric-transient-analysis-program/

14