13

## Evaluasi Jaringan Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

## Cokro Tulung Kabupaten Klaten
Maimun 1) , Suharyanto 2) , M. Isnaeni BS (3)
1,2,3) Jurusan Teknik Elektro FT UGM Jln. Grafika 2 Yogyakarta 55281 INDONESIA
E-mail: mmn_pnl@gmail.com

## ABSTRAK
Evaluasi  yang  dilakukan  pada  jaringan  listrik  PLTMh  Cokro  Tulung  bertujuan  untuk mengetahui karakteristik jaringan listrik tersebut, khususnya rugi-rugi daya, drop tegangan dan faktor daya sistem. Proses evaluasi dilakukan dengan membuat studi aliran daya pada jaringan listrik PLTMh Cokro  Tulung  dengan  bantuan  program  ETAP  7.0.  Studi  aliran  daya  pada  jaringan  listrik  tersebut dilakukan  pada  saat  beban  penuh  kondisi  tidak  standar (tegangan  sistem  230/400  V) dan  kondisi standar (tegangan sistem 220/380 V).
Dari  hasil  simulasi  dapat  disimpulkan  bahwa  rugi-rugi  daya  total  ( ∆P T )  yang timbul  pada jaringan listrik PLTMh Cokro Tulung saat beban  penuh  sebesar 241,768 W atau 0,673 % dari daya total keseluruhan (37,54 kW) pada kondisi tidak standard dan 268,442 W atau  0,715 % dari daya total keseluruhan  (37,58  kW)  pada  kondisi  standar. Drop  tegangan  yang  timbul  pada  Saluran  Kabel Tegangan Rendah (SKTR) sebesar 1,07 V atau 0,268 % dari tegangan keja atau tegagan nominalnya (400 V) pada kondisi tidak standard dan 1,123 V atau 0,295 % dari tegangan nominalnya (380 V) pada kondisi standar.
Drop  tegangan    yang  timbul  pada  Saluran  Udara  Tegangan  Rendah  (SUTR)  masing-masing sebesar 6,198 V atau 2,683 % dari tegangan nominalnya (230 V) pada kondisi tidak standar dan  6,994 V    atau 3,193 %    dari  tegangan  nominalnya  (220  V)  pada  kondisi  standar. Perbaikan  faktor  daya sampai  dengan  90  %  yang  dilakukan  pada  jaringan  listrik  SKTR  PLTMh  Cokro  Tulung  dapat mengurangi rugi-rugi daya aktif total ( ∆P T ) sebesar 12,017 % dan juga dapat mengurangi kebutuhan daya reaktif (Q) dan daya semu (S) masing-masing sebesar 35,66 %  dan 11,27 %.
Selain analisis aliran daya, juga dilakukan analisis-analisis lainnya. Dari hasil analisis tersebut dapat  disimpulkan  bahwa  tegangan  dan  frekuensi  sistem yang  sedang  beroperasi  sekarang  ini  tidak standar  dan  kemampuan  PLTMh  Cokro  Tulung  sudah  maksimal,  dimana  daya  yang  disalurkan kebeban-beban sudah mencapai 37,6 kW atau 80 % dari kapasitas tepasang 47,34 kW dengan efesiensi 79,8  %  (motor  induksi  dioperasikan  sebagai  generator).  Hasil  analisis  akan  dijadikan  data  rujukan (rekomendasi)  untuk  perbaikan,  sehingga  jaringan  listrik  PLTMh  Cokro  Tulung  dapat  beroperasi dengan baik dan sesuai dengan standar yang berlaku di Indonesia (PUIL 2000).
Kata kunci: PLTMh, Program ETAP, Jaringan listrik, Studi aliran daya

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  energi,  baik  di Indonesia khususnya maupun di dunia pada umumnya,  terus  meningkat  seiring  dengan pertambahan penduduk, pertumbuhan
ekonomi  dan  pola  konsumsi  energi  itu sendiri  yang  cenderung  terus  meningkat. Sedangkan  sumber  energi  utama  yang berasal  dari  energi  fosil,  ketersediaannya sangat  terbatas  dan  terus  mengalami
penyusutan  atau  menipis.  Usaha-usaha untuk  mencari  sumber  energi alternatif sebagai  pengganti  energi  fosil  terus diupayakan  oleh  para  peneliti  di  berbagai Negara. Energi alternatif sebagai pengganti energi  posil  disebut  dengan  istilah  energi terbarukan. Energi terbarukan dapat didefinisikan  sebagai  energi  yang  secara cepat  dapat  diproduksi  kembali  melalui proses  alam.  Energi  terbarukan  meliputi energi  air,  panas  bumi,  matahari,  angin, biogas,  biomassa,  gelombang  laut  dan  lain sebagainya.  Salah  satu  energi  terbarukan yang  paling  banyak  terdapat  di  Indonesia adalah energi air. Energi potensial air (pada air  terjun)  dan  energi  kinetik  air  (pada  air yang  mengalir)  dapat  dimanfaatkan  untuk menghasilkan  energi  listrik  melalui  proses konversi energi.
Pembngkit Listrik
Tenaga Mikrohidro  (PLTMh)  merupakan  salah satu  sistem  konversi  energi  potensial  dan energi  kinetik  air  menjadi  energi  listrik berskala  keci  (mikro).  Potensi  sumber  air untuk  PLTMh  cukup  banyak  terdapat  di Indonesia. Salah satu sumber mata air yang cocok  dibangun  PLTMh  adalah  sumber mata  air yang  berasal  dari  pegunungan Brunyah di  desa  Cokro,  Kecamatan Tulung,  Kabupaten  Klaten,  Jawa  Tengah. Untuk  memenuhi  kebutuhan  listrik  di  desa Cokro Tulung sejak dahulu telah digunakan
PLTMh.  Walaupun  pada  awalnya  di  desa Cokro  Tulung  telah  dibangun  PLTMh dengan  menggunakan  kincir  air,  tegangan sistem  110  Volt  pada  masa  itu  (Tahun 1980).  Namun  baru  pada  tahun  2006, dengan adanya proyek Pemerintah Kabupaten Klaten dalam Pekerjaan Pendampingan  Pembangunan  Pembangkit Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (P3PLTMh) melalui  APBD  Kabupaten  Klaten, maka dibangunlah PLTMh Cokro Tulung dengan menggunakan  turbin  air  moderen  (turbin propeller open flume).
Pada kondisi saat ini PLTMh Cokro Tulung  beroperasi  selama  24  jam  dalam sehari, kecuali kalau ada perbaikan, dengan menggunakan  dua  unit  generator  induksi berkapasitas masing-masing 30 kW dengan tegangan sistem 230/400 V. PLTMh Cokro Tulung merupakan  pembangkit listrik yang beroperasi  sendiri  (stand  alone)  atau off grid. Energi  listrik  yang  dihasilkan  oleh PLTMh  Cokro  Tulung  dipergunakan  untuk keperluan  wisata  air  (water  boom)  Umbul Ingas  dan  empat  buah  rumah  yang berada dilokasi wiasata air tersebut.  Energi adalah daya  kali  waktu.  Daya  listrik  tersebut disalurkan  ke  beban-beban  yang  ada  pada wisata  air water  boom dan  empat  buah rumah yang ada di area wasata air tersebut, melalui  jaringan  listrik  tegangan  rendah, baik  Saluran  Udara  Tegangan  Rendah
(SUTR)  maupun  Saluran  Kabel  Tegangan Rendah  (SKTR). Dalam  pendistribusian daya  listrik  dari  pembangkit  (PLTMh)  ke pusat  beban  melalui  jaringan  listrik,  daya listrik tersebut mengalami  susut  atau  rugi- rugi sehingga efesiensi jaringan listrik akan menurun. Jaringan  listrik  yang  sudah lama dioperasikan perlu  di  evaluasi  kembali untuk  meningkatkan  kehandalannya  agar dapat beroperasi dengan baik.
TINJUAN PUSTAKA 1 Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTMh) Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) merupakan
pembangkit listrik tenaga air yang menghasilkan  ke  luaran  daya  listrik  kecil. Berdasarkan  istilah  bahasa  mikro  artinya kecil  sedangkan  hidro  artinya  air.  Jadi mikrohidro adalah pembangkit listrik tenaga air berskala kecil. Dalam prakteknya istilah  ini  tidak  merupakan  sesuatu  yang baku namun bisa dipastikan bahwa mikrohidro,  akan  mengunakan  air  sebagai sumber  energinya.  Yang  membedakan antara  istilah  mikrohidro  dengan  minihidro adalah out-put daya  yang  dihasilkan.
Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah  dari  100  kW,  sedangkan  untuk minihidro daya ke luarannya berkisar antara 100 kW sampai 1 MW.

## 1.1 Prinsip Kerja PLTMh
Pada  prinsipnya  Pembangkit  Listrik
Tenaga Mikrohidro (PLTMh)
memanfaatkan  beda  ketinggian  jatuh  air dan  jumlah  debit  air  per  detik  yang  ada pada  aliran  air  saluran  irigasi,  sungai  atau air  terjun.  Secara  teknis,  mikrohidro memiliki  tiga  komponen  utama  yaitu  air (sumber  energi),  turbin  dan  generator.  Air yang  mengalir  dengan  kapasitas  dan ketinggian  tertentu  dialirkan  menuju  turbin yang  terdapat  pada  rumah  pembangkit (power  house).  Dirumah  pembangkit  air tersebut akan menumbuk susdu-sudu turbin, dimana  turbin  itu  sendiri  dipastikan  akan menerima  energi  potensial  air  tersebut  dan mengubahnya  menjadi  energi  mekanik berupa  putaran  poros  turbin.  Poros  turbin yang  berputar  ditransmisikan  atau  dikopel ke  generator  dengan  mengunakan  kopling. Kopling  tersebut  akan  menghubungkan poros  turbin  dengan  poros  rotor  dari generator. Dengan berputarnya poros turbin maka  akan  ikut  berputar  poros  generator sehingga  akan  menghaslikan  energi  listrik. Persamaan  umum  yang  dipakai  untuk menghitung  daya  ke  luaran  bersih  (daya real) dari sistem PLTA/PLTMh adalah:
P net = g × Q × H e × η T (1)
dengan:
P net =  daya bersih sistem atau daya total sistem (kW)
g =  gaya grafitasi bumi (9,8 m/detik 2 )
H e =  tinggi jatuh air (head) efektif (m)
Q =  debit air (m 3 /detik).
η T =  efisiensi total sistem.
1.2 Komponen-Komponen PLTMh
Untuk memanfaatkan energi potensial air dengan tepat sehingga menghasilkan energi listrik yang baik, suatu PLTMh  secara  teknis  terdiri  dari  tiga komponen  utama  yaitu  air  sebagai  sumber energi, turbin dan generator serta dilengkapi  dengan  komponen-komponen pendukungnya. Secara garis besar komponen-komponen  PLTMh  dapat  dibagi kepada dua bagian, yaitu: (a). Komponen-Komponen Sipil. (b).  Komponen-Komponen  Mekanikal  dan Elektrikal.
a. Komponen-Komponen Sipil
Komponen-komponen  sipil  yang diperlukan  untuk  membangun  suatu  sistem PLTMh tergantung dimana PLTMh tersebut  akan  dibangun  karena  bentuk  dan jumlah  komponen  yang  dibutuhkan  pada suatu sistem PLTMh berbeda-beda tergantung  kebutuhan  dan  letak  geografis tempat  PLTMh  tersebut  akan  dibangun. Komponen-komponen  sipil  PLTMh  yang dibangun pada aliran sungai terdiri dari:
1. Bendung Pengalihan (Diversion
Weir)
2. Saluran Pemasukan (Intake)
3. Bak Pengendap (Sand Trap)
4. Saluran Pembawa
(Headrace
Channel)
5. Saluran Pelimpah (Spillway)
6. Bak Penenang (forebay)
7. Saringan (filter)
8. Pipa Pesat (Penstock)
9. Rumah Pembangkit (Power House) 10. Saluran Pembuang (Tailrace Channel)
11. Jaringan listrik (Electrical Line)
b. Komponen-Komponen Mekanikal dan Elektrikal
Komponen mekanikal dan elektrikkal  merupakan  komponen  yang sangat  penting  pada  suatu sistem  PLTMh karena  komponen-komponen  tersebut  yang dipergunakan untuk merubah energi potensial air menjadi energi listrik. Komponen-komponen mekanikal dan elektrikal  pada  sebuah  sistem  PLTMh terdiri dari:
1. Turbin Air
2. Generator
3. Panel Listrik dan Alat Kontrol
4. Beban Penyeimbang (Ballast Load)
2. Jaringan Listrik Tegangan Rendah (JTR) PLTMh
Untuk  menyalurkan  daya  listrik yang dihasilkan oleh pembangkit ke beban- beban  atau  pelanggan,  biasanya  PLTMh yang  bersekala  kecil,  (letak  beban  dekat dengan pembangkit) menggunakan Jaringan
Tegangan Rendah (JTR) dengan sistem tiga fasa-empat kawat atau satu fasa-dua kawat. Berdasarkan konstruksi JTR PLTMh terdiri dari  dua  macam,  yaitu:  Saluran  Kabel Tegangan  Rendah  (SKTR)  dan  Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR).
2.1 Saluran  Kabel  Tegangan  Rendah

## (SKTR) PLTMh
Saluran  Kabel  Tegangan  Rendah (SKTR)  merupakan jaringan  atau  saluran listrik  tegangan  rendah  bawah  tanah, dimana  penghantarnya  ditanam  didalam tanah. SKTR biasanya dipakai untuk daerah yang  tidak  dapat  memakai  saluran  udara, sebagai  jaringan  distribusi  tegangan  rendah pada daerah tertentu atau sesuai permintaan pelanggan  (perumahan  real  estate  dan daerah  komersil  khusus)  dan  sebagai jaringan  listrik  tegangan  rendah  untuk industri  terutama  untuk  keperluan  instalasi motor-motor  listrik.  SKTR  menggunakan sistem  tiga  fasa-empat  kawat  dengan tegangan  220/380  V  atau  sistem  satu  fasa- dua  kawat  dengan  tegangan  220V.  Jenis penghantar  untuk  SKTR  adalah  kabel tanah,  yaitu  jenis  penghantar  dengan pelindung metal, berisolasi PVC dan berinti tembaga  atau  alumunium,  misalnya  jenis NYFGbY dengan luas penampang 16 mm 2 , 25 mm 2 , 35 mm 2 , 50 mm 2 , 70 mm 2 dan 95 mm 2 .  Pelindung  metal  (metal  shield) dipergunakan sebagai penghantar
pembumian.  Penghantar  jenis  NYY  dapat juga  dipakai  dengan  persyaratan,  bila ditanam  didalam  tanah  penghantar  tersebut harus  dimasukkan  dalam  pipa  pelindung sebagai    penahan    tekanan    mekanis  dan ditanam  sedalam  lebih kurang 60 cm. Luas penampang  penghantar    jenis    NYY    yang sering  dipergunakan  adalah  2,5  mm 2 ,  6 mm 2 ,  16  mm 2 ,  25  mm 2 ,  35  mm 2 ,  50  mm 2 dan 70 mm 2 .
2.2 Saluran  Udara  Tegangan  Rendah

## (SUTR) PLTMh
Saluran  Udara  Tegangan  Rendah (SUTR) merupakan jaringan listrik tegangan  rendah  dengan  menggunakan penghantar saluran udara yang dibentangkan  pada  tiang-tiang  penyangga. SUTR biasanya dipergunakan untuk menyalurkan  daya  listrik  dari  pembangkit ke beban-beban  tegangan  rendah  atau pelanggan  tegangan  rendah,  daerah  yang tidak  bisa  dipasang  SKTR  (misalnya menyeberangi  sungai)  dan  sebagai  SUTR penbangkit  listrik  berskala  kecil,  tegangan rendah, (misalnya PLTMh). SUTR menggunakan sistem tiga fasa-empat kawat dengan  tegangan  380/220  Volt  atau  sistem satu  fasa-dua  kawat  dengan  tegangan  220 Volt.  Jenis  penghantar  untuk  SUTR  adalah kabel  udara  tegangan  rendah  atau Low Voltage  Twisted  Cable (LVTC)  jenis penghantar  pilin  berisolasi  atau Twisted
Isolated  Cable (TIC),  misalnya  jenis NFA2X,  berisolasi PVC dan  berinti alumunium,  dengan    luas    penampang  16 mm 2 ,  25  mm 2 ,  35  mm 2 ,  50  mm 2 dan  70 mm 2 .
2.3 Jatuh  Tegangan  (Votage  Drop), Rugi-Rugi  Daya  dan  Perbaikan Faktor pada JTR PLTMh
Jatuh  tegangan  atau  drop  tegangan (voltage drop) yang diizinkan pada jaringan listrik  menurut  Standar  Perusahaan  Listrik Nasional  (SPLN  72  :  1987)  mengenai spesifikasi desain untuk Jaringan Tegangan Menengah  (JTM)  dan  Jaringan  Tegangan Rendah (JTR) adalah sebagai berikut:
1. Jatuh atau drop  tegangan  pada  JTR
dibolehkan  sampai  4%  dari tegangan nominalnya (tegangan kerja)
tergantung kepadatan beban.
2. Jatuh  tegangan  pada  Sambungan Rumah  (SR)  dibolehkan  l %  dari tegangan nominal.
3. Drop tegangan  yang  diizinkan  untuk sistem spindel tidak boleh melebihi 2 % dari tegangan nominalnya,
sedangkan  untuk  sistem  radial drop tegangan  yang  di izinkan  mencapai  5 %.
Jatuh  tegangan  atau  drop  tegangan (voltage drop) pada jaringan listrik disebabkan  oleh  adanya  arus (I dalam satuan  Amper)  yang  mengalir  melalui
impedansi (Z dalam satuan Ohm). Perubahaan  tegangan  sebesar  ( ΔV dalam satuan Volt)  diakibatkan  adanya  tahanan dan  reaktansi  dalam  suatu  rangkaian.  Jatuh tegangan atau drop tegangan (voltage drop) adalah  selisih  antara  tegangan  kirim  (Vk) atau  tegangan  sumber dengan  tegangan diujung  terima  (Vt)  atau  tegangan  pada beban  dan  dapat  dirumuskan  (Hasan  Basri, 1997) sebagai berikut :
t k V V V    (2)
dengan:
∆V =  jatuh atau drop tegangan    (V)
k V =    nilai  mutlak  tegangan  sisi  kirim
(V) t V =    nilai  mutlak  tegangan  sisi  terima
(V)
a. Jatuh  atau  drop  Tegangan  pada Jaringan Listrik Tegangan Rendah PLTMh
Sistem  penyaluran  daya listrik PLTMh menggunakan  Jaringan  Tegangan Rendah (JTR) dengan sistem tiga fasa- empat kawat, tegangan 220380 V.  JTR tersebut menghubungkan pembangkit sebagai  sumber  daya  dengan  beban (komsumen atau pelanggan). Beban-beban tersebar di  sepanjang jaringan listrik tersebut.  Pelanggan  (beban)  yang  dilayani oleh  PLTMh adalah pelanggan (beban) rumah  tangga dan  ada  juga  pelanggan
industri  kecil.  Untuk  menganalisis  jaringan listrik tegangan  rendah  PLTMh,  maka jaringan  tersebut  dibuat  dalam  bentuk diagram satu garis  (one  line  diagram) seperti terlihat pada Gambar 1(Hasan Basri, 1997) berikut ini:
Gambar. 1  Diagram segaris JTR PLTMh
Pada  Gambar  1  terlihat  bahwa  JTR PLTMh  yang  mempunyai  beban-beban tersebar di sepanjang saluran dengan  letak masing-masing  bebannya  berada  pada  titik B, C dan D.
Drop  tegangan    pada    penyulang  atau penghantar    A – D  dapat  dihitung  dengan persamaan berikut:
) sin cos ( x ) ( 1 1 1 1 A A AB x r l I V      (3)
) sin cos ( x ) ( 2 2 2 2 B B BC x r l I V      (4) ) sin cos ( x ) ( 3 3 3 3 C C CD x r l I V      (5)
Bila  faktor  daya  dari  beban-beban  tersebut sama,  demikian    juga penghantar  A-D sama,  maka    drop  tegangan  A-D  dapat ditulis sebagai berikut:
)) ( ) ( ) (( x ) sin cos ( ) ( 3 3 2 2 1 1 xl I xl I xl I x r V AD       
(6)
atau  secara  umum  persamaan  (6)  dapat ditulis menjadi:
) ( x ) sin cos ( ) ( 1      n n n n tot xl I x r V   (7)
Drop  tegangan  dalam  persen  (%),  dapat ditentukan dengan persaman berikut:
(8) atau: (9) (2-41) (2-42)
dengan:
V A =  tegangan sisi kirim atau tegangan sumber (V)
V D =  tegangan ujung terima atau tegangan pada beban (V)
∆V tot = ∆V AD =  drop tegangan total  (V) ∆V AB = ∆V BC = ∆V CD = drop tegangan pada setiap titik beban (V)
I 1 = I 2 = I 3 = arus pada setiap saluran (A)
i 1 = i 2 = i 3 = arus pada setiap beban (A)
L 1 = L 2 = L 3 = panjang saluran/penghantar (m) l 1 = l 2 = l 3 = pangjang setiap saluran/penghantar (m)
r 1 = r 2 = r 3 = tahanan setiap penghantar ( Ω/km/fasa)
x 1 = x 2 = x 3 = reaktansi induktif setiap penghantar ( Ω/km/fasa).
φ A = φ B = φ C = sudut daya masing-masing beban (derajat).
0 0 0 0 100 X V V V V V t t k t          0 0 0 0 100 X V V V V V D D A D         

## b. Rugi-Rugi  Daya  pada  Jaringan
Listrik Tegangan Rendah PLTMh Rugi-rugi daya ( ∆P ) pada penghantar  disebabkan  oleh  arus  beban yang  mengalir  pada  penghantar  tersebut. Nilai  rugi-rugi  daya  pada  penghantar  dapat dihitung  berdasarkan  persamaan  (Hasan Basri, 1997) berikut ini:
∆P 3Ф =  3 x I 2 x R (10) ∆P 3Ф =  3 x I 2 x r x L (11)
Bila  bebannya  S,  maka  arus  yang  mengalir pada penghantar adalah:
V x 3 S  I (12)
atau:
 xVCos P I 3 
(13)
atau:
Rugi-rugi  daya  dapat  juga  dinyatakan dengan persamaan berikut ini:
2 2 3 V xrxL S P    (14)
atau:
2 2 2 3   xCos V xrxL P P   (15)
Perbandingan  rugi-rugi  daya  ( ∆P )  terhadap daya  (P)  yang  disalurkan  ke  beban  disebut rugi-rugi daya relatif.
Rugi-rugi daya relatif =   3 3 P P  (16)
Rugi-rugi daya relatif = % 100 2 x V SxrxL
(17)
atau:
Rugi-rugi daya relatif = % 100 2 2 x xCos V PxrxL  (18)
dengan:
∆P = rugi-rugi daya aktif  (W)
P = daya aktif    (kW)
S = daya semu (kVA)
V = tegangan sistem (kV)
I = arus yang mengalir pada penghantar (A)
L = panjang penghantar atau saluran
(km)
r = tahanan penghantar (Ohm/km)
Cosφ = faktor daya beban.

## c. Perbaikan Faktor Daya
Perbaikan  faktor  daya  (PF)  adalah memperbaiki  perbedaan  besar  sudut  daya aktif  (W)  dengan  daya  semu(VA)  yang mengalir  pada  jaringan  listrik,  biasa dinyatakan  dalam cos  φ . Perbaikan  faktor daya  menjadi  persoalan  penting  didalam masalah  kelistrikan, karena  semakin  besar nilai cos  φ berarti  semakin  tinggi  efesiensi jaringan  listrik  tegangan  rendah  tersebut.
Untuk  lebih  jelas  perbaikan  faktor daya pada jaringan listrik dapat diilustrasikan  seperti  pada  Gambar  2 (Hasan Basri, 1997) berikut ini:
2  1  2 S 1 S C Q 1 Q 2 Q P
21
Gambar 2 menunjukkan cara memperbaiki  faktor  daya  pada  jaringan listrik.  Bila  pada  jaringan  listrik  dipasang kapasitor daya maka kapasitor daya tersebut diasumsikan  sebagai  sumber  daya  reaktif- kapasitif  dan  akan  menekan  daya  reaktif dari  beban.  Misalkan  bahwa  daya  aktif beban  adalah  sebesar P (kW),  daya  reaktif beban  sebesar Q (kVAR)  dan  daya  semu beban  sebesar S (kVA).  Bila  diasumsikan beban disuplai dengan daya semu (S 1 ), daya reaktif  tertinggal  (Q 1 ), dengan  faktor  daya beban tertinggal, maka  faktor daya adalah
1 1 S P Cos   (19)
  2 1 2 1 2 1 Q P P
Cos    (20)
Bila  kapasitor  shunt  dengan  kapasitas Q C (kVAR)  dipasang  pada sisi  beban  maka faktor dayanya diperbaiki menjadi:
2 2 2 2 2 Q P P S P
Cos
    (21)                                             atau
  2 1 2 2 C Q Q P P Cos     (22)
Bila  faktor  daya  semula  disebut 1  Cos dan diperbaiki  menjadi 2  Cos maka  besarnya daya  reaktif-kapasitif  (Q C )  dari  kapasitor yang  diperlukan  dapat  ditentukan  sebagai berikut:
  2 1 tan tan     P Q C (23)
3.
Motor  Induksi  Sebagai  Beban PLTMh
Bila sebagaian besar  beban-beban PLTMh adalah beban bersifat induktif yaitu berupa  motor-motor  induksi  maka  timbul permasalahan pada saat pengasutan (starting).  Permasalahannya  adalah  pada saat  diasut  dengan  sistem Direct  On  Line (DOL), motor yang berkapasitas besar, akan menimbulkan  arus  asut  yang  besar  bisa mencapai  5 - 7  kali  arus  nominal  beban penuh motor tersebut dan juga akan timbul drop tegangan sesaat (kedip tegangan) yang besar,  kedip  tegangan  tersebut  dapat merusak  peralatan-peralatan  elektronika yang  terhubung dengan  sistem.  Untuk mengatasi masalah tersebut dapat dilakukan dengan salah satu cara, yaitu  merubah cara asut  dari  sistem DOL ke  sistem  bintang- segitiga (Y- ∆).

## 3.1 Cara Pengasutan (Starting) Direct

## On Line (DOL)
Pengasutan dengan cara DOL, dimana motor induksi dihubungkan lasung dengan jaringan listrik atau jala-jala. Pada saat dioperasikan motor induksi tersebut akan menarik arus  dari  jaringan  atau sumber  tegangan  5-7  kali  dari  arus nominalnya  (arus  beban  penuh)  dan  hanya menghasilkan torsi 1,5 sampai 2,5 kali torsi beban penuh. Proses pengasutan berlangsung  selama  lebih  kurang  7  detik. Arus  pengasutan  yang  besar  tersebut  dapat mengakibatkan drop tegangan sesaat
(voltage sag) pada  jaringan  sehingga  akan mengganggu peralatan lain yang dihubungkan  pada  jaringan  yang  sama. Cara pengasutan langsung tersebut biasanya dilakukan pada motor-motor induksi berkapasitas  kecil. Besarnya arus yang timbul pada saat pengasutan (starting) dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:
I ST = (5 atau 7) x In
(24)
dengan:
I ST = arus pengasutan (starting) (A) atau (%)
In = arus nominal motor beban penuh (A). Sedangkan besarnya tegangan pada saat pengasutan motor dapat dihitung dengan persamaan (AS Pabla, 1994) berikut ini:
R R S Cos IR E
E   Sin IX R    (25)
dengan:
E S = tegangan antara fasa dengan netral pada jaringan (V)
E R = tegangan antara fasa dengan netral pada beban (V)
I = arus pengasutan (starting) motor (A) R = tahanan sistem (Ohm) X = reaktansi sistem (Ohm)
Cos R  = faktor daya beban pada saat pengasutan
Maka drop tegangan (%) sesaat pada saat pengasutan motor dapat dihitung dengan persamaan (AS Pabla, 1994) berikut ini:
(26) Dimana, E 1 adalah tegangan catu saluran ke saluran dan R  adalah negatif untuk faktor daya beban tertinggal dan positif untuk faktor daya beban mendahului. Dapat diambil bahwa faktor daya motor akan sekisar 0,3 pada saat pengasutan dan arus pengasutan (I ST ) dengan sistem DOL akan berkisar antara 5 sampai 7 kali arus nominal (I n ) beban penuh motor (biasanya diambil 6 bila tidak diketahui).
3.2 Cara Pengasutan (Starting) Bintang-Segitiga
Pengasutan (starting) dengan cara bintang-segitiga adalah memanfaatkan penurunan tegangan yang dicatu ke motor saat stator motor induksi terhubung dalam rangkaian bintang (star). Pada waktu pengasutan, yakni saat  terhubung  bintang, maka tegangan masing-masing fasa dikurangi  sebesar  1/ √ 3  (57,7  %)  dari tegangan saluran, oleh karena itu torsi yang timbul  menjadi  1/3 dari torsi awal atau Locked Rotor Torque (LRT). Cara pengasutan bintang-segitiga mempunyai kelebihan atau keunggulan bila dibandingkan dengan cara DOL karena arus pengasutan akan turun menjadi 1/3 dari arus pengasutan cara DOL. Besar arus yang timbul pada saat pengasutan motor dengan cara pengasutan bintang-segitiga (Y- ∆)
100 x ) Sin - Cos ( 3 (%) 1 R R d IX IR E
V   
dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:
3 DOL ST I I  (27)

## III. METODELOGI PENELITIAN
Adapun  tahapan  penelitian  yang akan dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Merumuskan masalah.
2. Studi literatur .
3. Melakukan  survei lapangan dan
pengambilan data di lapangan.
4. Membuat  gambar  di agram  segaris (one  line  diagram)  jaringan  listrik PLTMh  Cokro  Tulung  pada  halaman kerja program ETAP.
5. Masukan data-data untuk simulasi.
6. Melakukan  studi aliran  daya dengan menggunakan program komputer
ETAP pada  saat  beban  penuh  kondisi tidak standar dan kondisi standar.
7. Melakukan  analisis  perbaikan  faktor daya.
8. Melakukan analisis pada saat pengasutan (starting) motor
9. Mengolah  dan  menganalisis  hasil simulasi dalam bentuk tabel dan grafik.
10. Menganalisis kemampuan pembangkit.
11. Menganalisis  tegangan  dan  frekuensi sistem
12. Membandingkan hasil penelitian dengan standar yang berlaku.
13. Kesimpulan  dan rekomendasi  untuk perbaikan
14. Tahap terakhir menulis laporan
Diagram alir  penelitian  seperti ditunjukkan pada gambar 3 berikut ini:
Gambar. 3 Diagram alir penelitian

## ANALISIS DAN PEMBAHASAN
1. Studi Aliran  Daya  (Load  Flow
Study) pada Jaringan Listrik PLTMh Cokro Tulung.
Untuk mengetahui karakteristik, khususnya rugi-rugi daya dan drop
tegangan  yang  timbul  pada  jaringan  listrik PLTMh  Cokro  Tulung  maka  dilakukan studi  aliran  daya  pada  jaringan  listrik tersebut  dengan  bantuan  program ETAP (Electrical  Transient  Analysis  Programs).
Ada  beberapa  tahapan  studi  aliran  daya yang  dilakukan  pada  jaringan  listrik tersebut, antara lain sebagai berikut:
1. Studi  aliran  daya  pada  saat  beban penuh  dengan  kondisi  tidak  standar dan kondisi standar.
2. Analisis perbaikan faktor daya.
3. Analisis starting motor.
Sebelum dilakukan studi aliran daya maka  terlebih  dahulu  membuat  gambar diagram  segaris  pada  halam  kerja  program ETAP.  Adapun  bentuk  gambar  diagram segaris  jaringan  listrik  PLTMh  Cokro Tulung seperti diperlihatkan pada Gambar 4 dan 5 berikut ini:
Gambar. 4  Diagram segaris SKTR PLTMh Cokro Tulung
Gambar. 5  Diagram segaris SUTR PLTMh Cokro Tulung
Studi  Aliran  Daya  pada  Saat  Beban Penuh  Dengan  Kondisi  Tidak  Standar dan Kondisi Standar
Studi  aliran  daya  dilakukan  pada jaringan  PLTMh  Cokro  Tulung  pada  saat beban  penuh  dengan  kondisi  tidak  standar, dimana  tegangan  sistem  fasa-fasa  atau tegangan  tiga  fasa  sebesar  400  V  dan tegangan  sistem  fasa-netral  atau  tegangan satu  fasa  sebesar  230  V.  Sedangkan  studi aliran  daya  pada  saat  beban  penuh  dengan kondisi  standar,  dimana  tegangan  sistem fasa-fasa  atau  tegangan  tiga  fasa  sebesar 380 V dan tegangan sistem fasa-netral atau tegangan satu fasa sebesar 220 V.
a. Analisis Hasil Simulasi Sistem Tiga Fasa    pada  SKTR  PLTMh  Cokro

## Tulung
Untuk mendistribusikan atau
menyulurkan    daya    dari    pembangkit  ke beban-beban  induktif  berupa  motor-motor listrik, PLTMh Cokro Tulung
menggunakan  dua  macam  saluran,  yaitu Saluran  Udara  Tegangan  Rendah  (SUTR) dan  Saluran  Kabel  Tegangan  Rendah (SKTR)  dengan  sistem  tiga  fasa-empat kawat  (Gambar  4).  Jenis  penghantar  untuk SUTR adalah kabel Twisted Isolated Cable (TIC) dengan luas penampang 35 mm 2 dan jenis  penghantar  untuk  SKTR  adalah  jenis kabel tanah NYY dengan luas penampang 6
mm 2 . SUTR digunakan untuk menghubungkan rel daya (bus/panel) generator  dengan  rel  daya  (bus/panel) utama  motor,  sedangkan  SKTR  digunakan untuk  menyalurkan  daya  dari  bus/panel utama  motor  ke  bus/panel  motor  listrik (motor  pompa  air).  Hasil  simulasi  seperti ditunjukkan  pada  Tabel  1  dan Tabel  2 berikut ini:

## TABEL 1
Data Hasil Simulasi Sistem Tiga Fasa pada SKTR (Kondisi Tidak Standar)
Unit Cabang Rugi-Rugi Daya Drop Tegangan Nama Penghantar Penghubung l (m) ∆P (W) ∆P (%) Vd (V) Vd (%) Penghantar 1 Bus 1 Bus 3 15 136,74 0,364 1,070 0,268 Penghantar 2 Bus 3 Bus 4 8 20,459 0,054 0,600 0,150 Penghantar 3 Bus 3 Bus 5 8 4,371 0,012 0,250 0,063 Panghantar 4 Bus 3 Bus 6 8 20,459 0,054 0,600 0,150 Penghantar 5 Bus 3 Bus 7 8 4,371 0,012 0,250 0,063 Penghantar 6 Bus 3 Bus 8 12 12,419 0,033 0,550 0,138 Tolal rugi- rugi daya pada SKTR 198,819 0,529

## TABEL 2

## Data Hasil Simulasi Sistem Tiga Fasa pada
SKTR (Kondisi Standar)
Unit Cabang Rugi-Rugi Daya Drop Tegangan Nama Penghantar Penghubung l (m) ∆P (W)
∆P (%) Vd (V) Vd (%) Penghantar 1 Bus1 Bus3 15 151,65 0,403 1,123 0,295 Penghantar 2 Bus3 Bus4 8 22,688 0,061 0,625 0,165 Penghantar 3 Bus3 Bus5 8 4,847 0,013 0,267 0,070 Panghantar 4 Bus3 Bus6 8 22,688 0,061 0,625 0,165 Penghantar 5 Bus3 Bus7 8 4,847 0,013 0,267 0,070 Penghantar 6 Bus3 Bus8 12 13,773 0,037 0,571 0,150 Tolal rugi- rugi daya pada SKTR 220,493 0,588
Berdasarkan  data-data  pada  Tabel  1  dan  2 dapat  diketahui  bahwa  rugi-rugi  daya  total ( ∆P t )  yang  timbul  pada  SKTR  adalah sebesar  198,82  W  atau  0,0,53  %  dari  total daya keseluruhan (37,54 kW) (kondisi tidak standar)  dan  220,493  W  atau  0,59  %  dari total daya keseluruhan (37,58 kW) (kondisi standar).  Drop  tegangan ( ∆V )  yang  lebih besar  timbul  pada penghantar  1,  sebagai penghantar  utama  SKTR,  nilai  drop tegangan ( ∆V ) yang timbul pada penghantar tersebut sebesar 1,07 Volt  atau 0,27 % dari tegangan  keja  atau  tegagan  nominalnya (400 V) (kondisi tidak standar) dan 1,123 V atau  0,3  %  dari  tegangan  nominalnya  (380 V) (kondisi standar).
Rugi-rugi  daya  dan  drop  tegangan pada  SKTR  lebih  besar  pada  kondisi standar  bila  dibangdingkan  kondisi  tidak standar,  hal  ini  disebabkan  pada  kondisi tidak  standar  tegangannya  lebih  besar bila dibandingkan kondisi standar.

## b. Analisis Hasil Simulasi pada Setiap
Fasa SUTR PLTMh Cokro Tulung
Untuk menyalurkan daya dari pembangkit  ke  beban-beban  rumah  tangga dan  lampu  penerangan  jalan  menggunakan Saluran  Udara  Tegangan  Rendah  (SUTR) sistem  tiga  fasa-empat  kawat  dengan tegangan  sistem  400/230  V  untuk  kondisi tidak  standar  dan  tegangan  sistem  380/220 V untuk kondisi standar  (Gambar 5). Jenis
penghantar  untuk  SUTR  adalah  jenis  kabel udara TIC NFA2X dengan luas penampang 16  mm 2 .  SUTR  dihubungkan  dari  bus generator  (bus  2)  ke  beban-beban  dengan titik sambung pada tiang-tiang dan jaringan listriknya dibentangkan di atas tiang. Tiang listrik  yang  digunakan  berupa  tiang  lampu dengan  konstruksi  tiang  besi  dengan  tinggi tiang  5  meter.  Hasil  simulasi  pada  masing- masing fasa SUTR seperti ditunjukkan pada Tabel 3 dan Tabel 4 berikut ini:
TABEL 3
Hasil Simulasi pada Setiap Fasa SUTR PLTMh Cokro Tulung (Kondisi Tidak Standar)

## TABEL 4
Hasil Simulasi pada Setiap Fasa SUTR PLTMh Cokro Tulung (Kondisi Standar)
Unit Fasa SUTR
l (m)
Rugi-Rugi Daya
Drop Tegangan ∆P (W) ∆P (%) Vd (V) Vd (%) Penghantar fasa A 172 7,045 0,019 1,003 0,434 Penghantar fasa B 228 16,563 0,044 2,301 0,996 Penghantar fasa C 270 19,341 0,051 2,894 1,253 Tolal rugi- rugi daya SUTR 42,949 0,144 6,198 2,683
Unit
Fasa SUTR l (m)
Rugi-Rugi Daya Drop
Tegangan ∆P (W)
∆P (%) Vd (V)
Vd (%) Penghantar fasa A 172 7,935 0,021 1,06 0,484 Penghantar fasa B 228 18,456 0,049 2,885 1,317 Penghantar fasa C 270 21,558 0,057 3,049 1,392 Tolal rugi- rugi daya SUTR 47,949 0,127 6,994 3,193
Berdasarkan  data-data pada  Tabel  3 dan  Tabel  4  dapat  diketahui    bahwa  rugi- rugi  daya  total  ( ∆ P t ) yang  timbul  pada SUTR  masing-masing  sebesar  42,949  Watt atau 0,144 % dari total seluruh daya (37,54 kW)  yang  mengalir  pada  jaringan  listrik PLTMh  Cokro  Tulung  (kondisi  tidak standar)  dan  47,95  Watt  atau 0,127 %  dari total  seluruh  daya  (37,58  kW)  yang mengalir  pada  jaringan  listrik  PLTMh Cokro  Tulung  (kondisi  standar). Drop tegangan  total ( ∆V t ) yang  timbul  pada SUTR masing-masing sebesar 6,198 V atau 2,683 % dari tegangan nominalnya (230 V) (kondisi  tidak  standar)    dan    6,994  V  atau 3,193 %  dari tegangan nominalnya (220 V) (kondisi standar).

## 1.2 Analisis Perbaikan Faktor Daya
Berdasarkan data-data hasil simulasi pada  Tabel  5  dapat  diketahui  bahwa  faktor daya  atau Power  Factor (PF)  pada  SKTR PLTMh  Cokro  Tulung  sebesar 79,941 % (kondisi  standar).  Niali  faktor  daya  sebesar 79,941 %  atau  80  %  tersebut  sudah  bagus untuk  sistem  pembangkit  yang  berskala kecil,  terutama  untuk  PLTMh,  karena PLTMh  yang  bersekala  kecil  biasanya menggunakan motor induksi untuk generatornya.  Namun  untuk  meningkatkan efesiensi sistem, terutama efesiensi jaringan listrik  PLTMh  Cokro  Tulung  maka  perlu dilakukan perbaikan faktor daya. Perbaikan
faktor  daya  direncanakan  pada  SKTR PLTMH  Cokro  Tulung  dengan  memasang kapasitor pada bus/panel 3 yang merupakan bus  atau  panel  utama  motor-motor  pompa. Berdasarkan persamaan (23) dapat dihitung daya reaktif-kapasitif (Q C ) yang dibutuhkan, yaitu sebesar  8,746  kVAR perfasa dan  nilai  kapasitas  kapasitor  (C) yang  dibutuhkan  sebesar  194 µF perfasa. Hasil  simulasi  seperti  ditunjukkan  pada Tabel 6, 7 dan 8 berikut ini:
TABEL 5
Hasil Simulasi Sebelum Perbaikan Faktor Daya pada SKTR PLTMh Cokro Tulung (Standar)
TABEL 6
Hasil Simulasi Setelah Perbaikan Faktor Daya pada SKTR PLTMh Cokro Tulung (Standar)
Unit Bus Data Pada Setiap Bus Nama Bus Vt (kV) P (kW) Q (kVAR)
S (kVA) FD (%) I (A) Bus 1 0,3800 32,786 24,639 41,012 79,941 62,375 Bus 3 0,3789 32,634 24,639 40,891 79,807 62,375 Bus 4 0,3783 9,412 6,569 11,478 81,999 17,519 Bus 5 0,3786 4,023 3,464 5,309 75,782 8,096 Bus 6 0,3783 9,412 6,569 11,478 81,999 17,519 Bus 7 0,3786 4,023 3,464 5,309 75,782 8,096 Bus 8 0,3783 5,696 4,570 7,302 78,000 11,145
Unit Bus Data Pada Setiap Bus Nama Bus Vt (kV) P (kW) Q (kVAR) S
(kVA) FD
(%) I (A) Bus 1 0,3800 32,753 15,852 36,388 90,011 55,287 Bus 3 0,3789 32,635 24,639 40,891 79,808 62,312 Bus 4 0,3783 9,412 6,569 11,478 82,000 17,519 Bus 5 0,3786 4,023 3,464 5,309 75,782 8,096 Bus 6 0,3783 9,412 6,569 11,478 82,000 17,519 Bus 7 0,3786 4,023 3,464 5,309 75,782 8,096 Bus 8 0,3783 5,696 4,57 7,302 78,000 11,145

## TABEL 7

## Jumlah Total Rugi-Rugi Daya Sebelum
Perbaikan Faktor Daya Uraian ∆Pt (Watt) ∆Pt (%) Total rugi-rugi daya pada SKTR 220,493 0,5867 Total rugi-rugi daya pada SUTR 47,949 0,1276 Jumlah Total Rugi-Rugi Daya 268,442 0,7143 TABEL 8 Jumlah Total Rugi-Rugi Daya Setelah

## Perbaikan Faktor Daya
Uraian ∆Pt (Watt) ∆Pt (%) Total rugi-rugi daya pada SKTR 188,235 0,501 Total rugi-rugi daya pada SUTR 47,946 0,1276 Jumlah Total Rugi-Rugi Daya 236,181 0,629
Berdasarkan  data-data  pada  Tabel  5 dan  Tabel  6  dapat  diketahui  bahwa  setelah perbaikan  faktor  daya,  maka  terjadi peningkatan  faktor  daya  pada  bus  1  yang merupakan bus utama SKTR sebesar 10,06 %  dari  79,941  %  menjadi  90  %  dan  juga terjadi penurunan daya reaktif (Q) dan daya semu  (S)  masing-masing  sebesar  8,787 kVAR  atau  35,66  %  dari 24,639 kVAR menjadi 15,852 kVAR  dan  4,6242  kVA atau  11,27  %  dari 41,012  kVA  menjadi 36,388 kVA.
Berdasarkan  data-data  pada  Tabel  7 dan  Tabel  8  dapat  diketahui  juga  bahwa setelah  perbaikan  faktor  daya,  rugi-rugi daya  aktif  total ( ∆P t )  pada  PLTMh  Cokro Tulung  dapat  dikurangai  sebesar  32,259
Watt  atau  12,017  %  dari 268,442 Watt menjadi 236,181 Watt
4.1.3 Analisis Pengasutan (Starting)

## Motor
Analisis
pengasutan motor dilakukan pada salah  satu motor  pompa (motor  induksi) yang  berkapasitas  besar yaitu  pada  motor  pompa  1,  motor  tersebut mempunyai  daya  sebesar  4  kW  (5,5 HP). Simulasi  dilakukan  ketika  motor  pompa  1 diasut  pada  saat  beban penuh kondisi standar  tegngan  380  Volt  dengan  frekuensi 50 Hz. Waktu asut yang dibutuhkan sampai motor mencapai putaran nominalnya selama  7  detik. Berdasarkan  hasil  simulasi dapat  digambarkan  hubungan  grafik  arus asut,  tegangan  bus  dan  kebutuhan  daya motor terhadap waktu asut seperti diperlihatkan  pada  Gambar  6,  7  dan  8 berikut ini:
Gambar. 6  Grafik hubungan arus pengasutan motor terhadap waktu asut
Pada  Gambar 6 terlihat  bahwa  arus yang timbul pada saat pengasutan (starting) tinggi  sekali  mencapai  5,54  (554  %)  dari
0 75 150 225 300 375 450 525 600 A ru s A su t (% ) Waktu Asut (detik)
arus nominal motor beban penuh atau 48,25 A  bila  motor  tersebut  diasut  (start)  dengan sistem DOL (Direct  On  Line). Waktu pengasutan lebih kurang 7 detik.
Gambar. 7  Grafik hubungan tegangan bus
terhadap waktu asut
Pada  Gambar  7  terlihat  bahwa timbul  drop  tegangan  sesaat  yang  besar selama waktu pengasutan motor berlangsung  lebih  kurang  7 detik.  Drop tegangan  sesaat  (kedip  tegangan)  yang timbul  sebesar  45,6  V  atau  12  %  (dari  100 %  menjadi  88  %),  dimana  tegangan  pada bus  turun  dari  380  V  menjadi  334,4  V. Drop  tegangan  sesaat  tersebut  dinamakan dengan kedip tegangan (Voltage dip).
Gambar. 8  Grafik hubungan kebutuhan daya motor terhadap waktu asut
Pada  Gambar  8  terlihat  bahwa  pada saat  pengasutan,  daya  reaktif  (Q)  lebih besar dibutuhkan oleh motor dari pada daya aktif  (P),  karena  motor  berupa  lilitan  atau bersifat  induktif.  Daya  aktif  (P)  dan  daya reaktif  (Q)  yang  dibutuhkan  motor  pada saat  pengasutan  masing-masing  sebesar 16,91  kW  atau  4,2  kali  (420  %)  dari  daya aktif  (P)  nominalnya  (4,7  kW)  dan  22,28 kVAR  atau  6,8  kali  (680  %)  dari  daya reaktif  (Q)  nominalnya  (3,28  kVAR) selama periode waktu pengasutan dari 0 – 7 detik.

## 2 Analisis Kemampuan Pembangkit
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMh) Cokro Tulung menggunakan  dua  buah  generator  induksi untuk  menghasilakn  energi  listrik.  Masing- masing  generator mempunyai  kapasitas sebesar 30 kW, tegangan 380 V (hubungan Y),  efisiensinya  sebesar  0,789  (78,9  %) (motor induksi dioperasikan sebagai generator) dan faktor dayanya sebesar  0,87 (87  %).  Berdasarkan  data-data  tersebut maka  dapat  dihitung  kemampuan  generator bila dioperasikan pada beban penuh kondisi standar.
Masing-masing  generator  mempunyai  daya keluaran (Pout) sebagai berikut:
 x In Out P P  0,789 x 30000  Out P 81 84 87 90 93 96 99 102 0 3 6 9 12 15 18 21 24 P (kW) Waktu Asut (detik) T eg a n g a n B u s (% ) D a y a Waktu Asut (detik)
 Out P 23670    Watt
P Out = 23, 67     kW
Jadi  kapasitas  pembangkit  seluruhnya adalah
P Out = 2 x 23, 67 kW
P Out = 47,34        kW
Dari  hasil  simulasi  dapat  diketahui  bahwa kapasitas  seluruh  beban  yang  dilayani  oleh PLTMh Cokro Tulung adalah sebesar 37,58 kW.  Jadi  persentase  kemampuan  generator seluruhnya adalah:
795 , 0 34 , 47 6 , 37   Out P
P Out =  0,795 x 100 %  =   79,5 % atau 80 %
Dengan  pembebanan  generator  sudah mencapai 80 %, maka tidak mungkin lagi di tambah  beban  yang  berkapasitas  besar  dan berdasarkan PUIL 2000 besarnya pembebanan  generator  rata-rata  80  persen dari  kapasitas  maksimalnya.  Jadi  generator tidak  dibebani  100  %  agar  umur  ekonomis dari generator menjadi lebih lama.
3 Analisis Tegangan dan Frekuensi
Sistem
Berdasarkan data-data  pengukuran lapangan  pada  bus  atau  panel  generator, tegangan  dan  frekuensi  sistem  PLTMh Cokro  Tulung  yang  sedang  beroperasi sekaranga ini adalah sebagai berikut: 1. Untuk sambungan tiga fasa menggunakan  tegangan 400 V  (tegangan
antar  fasa  atau  fasa  ke  fasa)  dengan frekuensi sistem 55 Hz.
2. Untuk sambungan satu fasa menggunakan tegangan 230 V
(tegangan  antara  fasa  dengan  netral) dengan frekuensi sistem 55 Hz.
Berdasarkan data-data tersebut di atas dapat disimpulkan  bahwa tegangan dan frekuensi sistem  pada  PLTMh  Cokro  Tulung  tidak standar,  karena  berdasarkan  PUIL  2000 tegangan  dan  frekuensi  untuk  sistem tegangan  rendah  yang  berlaku  di  negara Indonesia adalah sebagai berikut:
1. Untuk  sambungan  tiga  fasa  menggunakan tegangan 380 V (tegangan  antar  fasa  atau fasa  ke  fasa)  dengan  frekuensi  sistem  50
Hz. 2. Untuk sambungan satu fasa menggunakan  tegangan 220 V (tegangan antara fasa dengan netral) dengan frekuensi sistem 50 Hz.

## 4 Rekomendasi Untuk Perbaikan
Berdasarkan dari analisis yang telah dilakukan,  maka  dapat  diberikan  beberapa rekomendasi  dan  saran  untuk  perbaikan sistem  PLTMh  Cokro  Tulung  Kabupaten Klaten sebagai berikut:
1. Kemampuan  PLTMh  Cokro  Tulung sudah maksimal (80 %) tidak bisa ditambah lagi beban yang besar. Untuk meningkatkan kapasitas  daya  terbangkit  hanya  bisa dilakukan  dengan  menambah  ketinggian
jatuhnya  air (head) (bedasarkan  data  hasil penelitian sebelumnya)
2. Sebaiknya  motor-motor  yang  berkapasitas besar  diasut  (starting)  dengan  sistem bintang-delta (Y- ∆) agar arus start ( I ST ) dan drop tegangan sesaat (kedip tegangan) yang timbul tidak terlalu besar.
3. Sebagaian  besar  beban  PLTMh  Cokro Tulung adalah beban-beabn induktif berupa motor-motor  induksi  sehingga  faktor  daya sistem menjadi rendah. Untuk meningkatkan  faktor  daya  dan  juga meningkatkan  efesiensi  jaringan  listrik PLTMh  Cokro  Tulung  bisa  dilakukan dengan  menambah  kapasitaor  pada  bus utama motor pompa (bus/panel 3).
4. Untuk  mengatasi  kompensasi  lebih  (over compensaation) akibat  perubahan  beban maka  perlu  dipasang  alat  pengatur  faktor daya  atau APFR (automatic  power  factor Regulator) pada panel pembangkit.
5. Berdasarkan pengamatan di lapangan tegangan  dan  frekuensi  sistem  PLTMh Cokro  Tulung  yang  sedang  berjalan sekarang  ini  tidak  standar.  Sebaiknya tegangan  dan  frekuensinya  disesuaikan dengan  stardar  yang  berlaku  di  Indonesia (standar PUIL 2000).

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang telah dilakukan, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Rugi-rugi  daya  aktif  total ( ∆P T )  yang timbul  pada  jaringan  listrik  PLTMh Cokro  Tulung  saat  beban  penuh sebesar 241,76  W atau  0,64 % dari daya  total  keseluruhan  (37,54  kW) (kondisi  tidak  standar). Dan 268,442 W atau  0,714  % dari  daya  total keseluruhan (37,58 kW)(kondisi standar).
2. Drop tegangan yang timbul pada SKTR sebesar 1,07 V atau  0,268  % dari  tegangan keja  atau  tegagan nominalnya (400  V) (kondisi tidak standar) dan 1,123 Volt atau 0,295 % dari  tegangan  nominalnya (380  V) (kondisi  standar). Drop  tegangan yang  timbul  pada  SUTR  masing- masing sebesar 6,198 Volt atau 2,683 %  dari  tegangan  nominalnya  (230  V) (kondisi  tidak  standar)    dan    6,994  V atau 3,193 % dari tegangan nominalnya (220 V)(kondisi standar). Jadi  rugi-rugi  daya  ( ∆P )  dan  drop tegangan  ( ∆V )  yang  timbul  pada jaringan listrik PLTMh Cokro Tulung masih kecil, sehingga efesiensi
jaringan  listrik  tersebut  masih  cukup baik.
3. Perbaikan faktor daya sampai dengan
90  %  yang  dilakukan  pada  jaringan listrik  SKTR  PLTMh  Cokro  Tulung dapat mengurangi rugi-rugi daya aktif total ( ∆P T )  sebesar  12  %    dan  juga dapat  mengurangi  daya reaktif  (Q) dan  daya  semu  (S)  masing-masing sebesar 35,7 %  dan 11,3 %.
4. Pengasutan  (starting)  motor dengan sistem DOL akan  menimbulkan arus pengasutan (I ST ) yang besar mencapai 5,54 kali  atau 554  %  dari  arus nominal motor beban penuh (48,3 A) dan  menimbulkan  drop  tegangan sesaat  (kedip  tegangan)  sebesar 45,6 V  atau 12  %,  dimana  tegangan  pada bus turun dari 380 V  menjadi 334,4 V.  Arus  start  (I ST )  dan  drop  tegangan yang  besar  tersebut  dapat  dikurangi dengan merubah cara start dari sistem DOL ke sisistem bintang-segitiga (Y- ∆).
5. Kemampuan  PLTMh  Cokro  Tulung sudah  maksimal,  dimana  daya  yang disalurkan kebeban-beban sudah mencapai  (35,7  kW)  atau  80  %  dari kapasitas tepasang (47,34 kW)
dengan  efesiensi  79,8  %  (motor
induksi dioperasikan
sebagai
generator).
6. Dari sisi power quality, hasil pengamatan dilapangan  menunjukkan bahwa tegangan  (V)  dan  frekuensi  (f) sistem yang beroperasi saat ini tidak standar ( 230/400  V  dan  55 Hz).
7. Rekomendasi  yang  diberikan  untuk meningkatkan kehandalan jaringan listrik  PLTMh  Cokro  Tulung agar dapat beroperasi dengan baik. Tegangan dan frekuensi agar disesuaikan  dengan  standar  yang berlaku  di  Indonesia  (standar  PUIL 2000)  dan  juga  rekomendasi  yang diberikan  kiranya  dapat  memberi jawaban  atas  tujuan  dari evaluasi jaringan listrik PLTMh Cokro Tulung Kabupaten  Klaten,  Propinsi  Jawa Tengah.

## Saran
Diharapkan    adanya  penelitian lanjutan  tentang  tegangan  dan  frekuensi sisistem  PLTMh  Cokro  Tulung  yang  tidak standar.  Penyebab  tidak  standar,  akibat yang  ditimbulkan  oleh  tegangan  dan frekuensi  sistem yang  tidak  standar terhadap  beban-beban  yang  dilayani  oleh PLTMh Cokro Tulung.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih penulis  sampaikan kepada  bapak Suharyanto dan  M  Isnaeni BS  yang  telah  banyak  membantu penulis dalam  melakukan  penelitian  ini,  dan  tak lupa juga penulis ucapakan  banyak  terima kasih kepada bapak  Risanuri Hidayat yang telah  banyak  membantu dan membimbing penulis dalam hal pembuatan paper ini.

## Daftar Pustaka
Basri,  Hasan, Sistem  Distribusi  Daya Listrik, Jakarta : ISTN, 1997.
Basuki Kurniawan , “Mengapa Mikrohidro,” Seminar  Nasional  Teknologi 2007 (SNT  2007)  ISSN  :  1978 – 9777,
Yogyakarta, 2007.
Cekdin  Cekmas, Sistem  Tenaga  Listrik:
Contoh  Soal  dan  Penyelesaiannya Menggunkan MATLAB, penerbit ANDI Yogyakarta, 2010.
Ion  Bostan  Han,  Dr,  Prof,  Bostan  Viorel
and Digheru Valeriu, Dr, Prof,
“ Conceptual  Design  Of  The  Electrical
Micro-Hydro-Power  Station  For  The Conversion  Of  Flowing  Water  Kinetic
Energy Into Mechanical And Electrical, ” University Of Galati Fascicle  XIV  Mechanical  Engineering, ISSN 1224-5615, 2006.
Ion,  C.P  and  Marinescu,  “ Micro  Hydro Power  Plant  With  Induction  Generator Supplying Single Phase Loads,”
Bulletin  of  the Transilvania University of Brasov , Vol. 2 (51), Series I, 2009.
Irianto Gagarin  Chairul ,  “ Suatu  Studi Penggunaan  Motor  Induksi  sebagai Generator:  Penentuan  Nilai  Kapasitor Untuk Penyedia Daya Reaktip ”, Jurnal JETri,  Tahun  Volume  3,  Nomor  2, Februari 2004, Jurusan Teknik Elektro- FTI, Universitas Trisakti.
Mahalla,  “Evalua si  Kinerja  IMAG  pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Cokro  Tulung  Kabupaten  Klaten,” M.Eng, tesis, Fakultas Teknik Universitas  Gadjah  Mada,  Yogyakarta, 2012.

## Maher Phillip and Smith Nigel, Pico Hydro
For Village Power, UK Department for International Development (DfID), May 2001.
Murty  P.  S.  R,  “ Operation  and  Control  in Power Systems,” SSP BS Publications: 4-4-309,  Giriraj  Lane,  Sultan  Bazar, Hyderabad - 500  095  A.  P, India, ISBN: 978-81-7800-181-0, 2008.
Natural  Resources  Canada.  Renewable  and Electrical  Energy  Division.  Energy Resources  Branch, Micro-Hydropower
Systems:  A  Buyer’s  Guide . Ottawa,
2004.
Operation  technology,  inc,  ETAP  7.0 User  Guide,  Southern  California,
U.S.A,  May 2005.
Pabla  A.S, Sistem  Distribusi  Daya  Listrik, Erlangga, Jakarta, 1994.
Pai,  M.A., Computer  Technigues  in  Power
System  Analysis,  Tata  McGraw-Hill Publishing  Company  Limited,  New Delhi, 1984.
Persyaratan  Umum  Instalasi  Listrik  2000
(PUIL  2000), Badan  Standarisasi
Nasional (BSN), Yayasan PUIL Jakarta, 2000.
Porate  Kishor  and Raisoni.  G.H,  “ Voltage Stability Enhancement of Low Voltage Radial  Distribution  Network  Using Static  VAR  Compensaator:  A  Case Study ”, Wseas Transactions On Power Systems,  ISSN:  1790-5060-Issue  1,
Volume 4, January 2009.
PRYSMIAN Cables and Systems, Catalogue
Cables  and  Wires for  the  Installation,
Berlin, Germany.
PT.PLN(Persero), Standar
Konstruksi
Sambungan Tenaga Listrik, buku 2, PT
PLN (PERSERO),Jalan Trunojoyo
Blok  M-I  /  135,  Kebayoran  Baru,
Jakarta Selatan, tahun 2010.
Shidiq
Mahfudz, “Penurunan Jatuh Tegangan Dan Rugi Daya Pada Sistem Tenaga  Listrik  Mikrohidro,” Jurnal EECCIS Vol. IV, Juni 2010.
Smith  Nigel, Motors  as  Generators  for Micro-Hydro  Power, London,  U.K.: Intermediate  Technology Publications,

## ISBN 1 85339 286 3, 2001.
Standar Perusahaan Listrik Negara (SPLN) 72  :  1987,  Jakarta:  PT  PLN  (Persero), 1997.
Suartika  Made  dan  Arta  I  Wayan  Wijaya,
“Rekonfigurasi Jaringan Tegangan Rendah  (JTR)  Untuk  Memperbaiki Drop  Tegangan  Di  Daerah  Banjar Tulangnyuh Klungkung, ” Jurnal Teknologi Elektro Vol. 9, No.2,   Juli - Desember 2010.