RUGI-RUGI DAYA PADA TRANSFORMATOR U.019 PT PLN (PERSERO) WS2JB RAYON AMPERA AKIBAT KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN
Abdul Azis 1) , Nita Nurdiana 2) Ulfa Lathifatun Nisa 3)
Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PGRI Palembang e-mail: azis@univpgri-palembang.ac.id
ABSTRAK Adanya  rugi-rugi  daya  pada  transformator  distribusi  menimbulkan  arus  netral. Penelitian  ini  menyelidiki  ketidakseimbangan  beban  pada  sisi  sekunder  transformator  U.019  PT. PLN    (PERSERO)  Rayon  Ampera  Palembang.  Dari  hasil  pengukuran  rugi  rugi  beban  ketidak seimbang  saat  beban  puncak  sebesar  41,5090A  dan  beban  terendah  sebesar    12,1244A.  Setelah dilakukan upaya pemerataan beban selisih antara beban tidak seimbang akibat arus netral  dengan beban seimbang pada beban puncak sebesar 3,961% dan beban Terendah sebesar 915% sedangkan selisih pada jatuh tegangan tidak seimbang dan seimbang pada beban puncak 2,33546% dan Beban Terendah sebesar 0,67265%.
Kata kunci: ketidak seimbangan beban, pemerataan beban , rugi-rugi daya,
ABSTRACT The power losses in the distribution transformer cause a neutral current. This study investigates  the  load  imbalance  on  the  secondary  side  of  the  U.019  transformer  PT.  PLN (PERSERO)  Rayon  Ampera  Palembang.  From  the  measurement  results  of  unbalanced  load  loss when  the  peak  load  is  41.5090A  and  the  lowest  load  is  12.1244A.  After  an  effort  to  equalize  the difference between unbalanced load  due to neutral current with a balanced load at peak load of 3,961% and Lowest load of 915% while the difference in unbalanced and balanced voltage drop at peak load of 2.33546% and Lowest Load of 0, 67265%.
. Keywods : load imbalance, Distribution transformer, power losses

## PENDAHULUAN
Tenaga listrik menjadi kebutuhan menjadi sangat penting, karena hampir semua aktivitas manusia  memerlukan  daya  listrik.  PLN  sebagai  perusahaan  terkemuka  yang  menyediakan listrik untuk masyarakat Indonesia mencari cara untuk menyalurkan energi listrik terus menerus untuk setiap pelanggan.
Ketidakseimbangan  beban bukanlah masalah baru  dalam sistem distribusi tenaga listrik, hal  ini  disebabkan  oleh  pola  penyebaran  antara  beban  tiga  fase  dimana  koneksi  yang  terjadi tidak memperhitungkan beban besar pada setiap fase akan menghasilkan distribusi beban yang tidak  merata  antara  tiga  fase  dalam  sistem  distribusi  sekunder.  Arus  netral  yang  terjadi  pada transformator  mengakibatkan  meningkatnya    kerugian  daya  yang  terjadi  pada  jaringan distribusi sekunder. Kerugian akibat beban tidak seimbang akan berdampak besar pada bagian dari konsumen dan PLN.
Ketidakseimbangan  beban  yang  terjadi  menyebabkan  kerugian  daya  dan  penurunan tegangan untuk itu dilakukan perhitungan drop tegangan dan kerugian daya di gardu distribusi U.019 saat beban tidak seimbang dan saat beban seimbang.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Transformator
Trafo  memiliki  sebuah  inti  dari  besi  berlapis  pada  kumparan  primer  dan  kumparan sekunder.  Gandengan  magnet  menghasilkan  induksi-elektromagnet  dapat  menghasilkan tegangan bolak balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain yang diperlukan transformator.
Hukum  Ampere  dan  hukum  Faraday  berlaku  saat  Transformator  bekerja,  dimana  arus listrik yang mengalir  menghasilkan medan magnet dan sebaliknya arus listrik dapat mengalir karena  fluksi  medan  magnet.  Apabila  terjadi  induksi  di  sisi  primer  trafo  yang  disebabkan adanya  arus  bolak-balik  yang  menyebabkan  jumlah  garis  gaya  magnet  ikut  berubah.  Hal  ini menyebabkan  timbulnya  induksi  di  sisi  sekunder sehingga    di  sisi  sekunder terjadi perubahan garis gaya magnet. Hal ini menimbulkan  beda tegangan antara dua ujung[1].

## Ketidakseimbangan Beban [2][5]
Suatu kondisi dikatakan dalam keadaan keseimbangan apabila masing-masing sudut yang terbentuk  oleh  ketiga  vektor  sebesar  120°  satu  sama  lain  (seperti  gambar  1.a.)  sebaliknya ketidakseimbangan  terjadi  bila  salah  satu  atau  kedua  persyaratan  keadaan  seimbang  tidak terpenuhi. (seperti yang ditunjukkan 1.b), yaitu:
(a)                                                      (b)
Gambar 1. Diagram Vektor  Arus
Ketidakseimbangan antara arus tiga fasa pada  transformator  menghasilkan  arus  netral. Arus  netral  yang  mengalir  menyebabkan  daya  yang  hilang  jaringan  distribusi  sekunder  akan meningkat.  Kerugian  akibat  beban  tidak  seimbang  akan  memiliki  dampak  penting  pada konsumen dan PLN. Ada dua kemungkinan yang terjadi pada dalam sistem tiga-fase yang tidak seimbang  [6].  sumber  tegangan  tidak  seimbang  yang  tidak  begitu  besarnya  besar  atau perbedaan sudut fase tidak sama. Impedansi beban tidak sama jadi di sini dibahas untuk sistem tiga fase tidak seimbang impedansi tidak seimbang

## METODE PENELITIAN
Untuk mengurangi ketidakseimbangan beban perlu dilakukan pemerataan deban dengan cara pemindahan beban yang tidak merata.
Tabel. 1 Data Spesifikasi Transformator U.019
Dalam penelitian ini, perhitungan untuk beban tidak seimbang ditinjau dari dua kondisi, yaitu: pada saat beban puncak jam 19.00 dan pada saat beban terendah jam 12.00. Data beban Transformator  U.019  pada  di  PT  PLN  (Persero)  WS2JB  Rayon  Ampera,  untuk  Bulan November 2017 adalah sebagai berikut:

## Tabel 2. Data Arus dan Tegangan Penyulang Cendana Transformator U.019
Jam Arus (Ampere) Tegangan (Volt) I R I S I T I N V R-S V R-T V S-T V R-N V S-N V T-N Terendah 103 90 92 13 376 379 373 217 213 216 tertinggi 277 235 276 42 369 369 370 213 212 212
Sumber: PT PLN (Persero) WS2JB Rayon Ampera
Arus Netral Karena Beban Tidak Seimbang
Gambar 2. Sistem Tiga Fasa tak Seimbang
Karena  beban  tidak  seimbang  maka  ZA;  ZB  dan  ZC  tidak  sama,  sehingga  untuk mencari arus-arus line dipergunakan hukum Ohm sebagai berikut :

## Rugi-rugi daya yang terjadi akibat adanya arus Netral
Besarnya  daya  yang  dihasilkan  pada  sis  tegangan  tinggi  sebuah  transforamator  distribusi adalah:
(4)
Dimana besarnya arus beban penuh ( full load ) :

## (5)
Arus netral pada trafo terjadi karena adanya ketidakseimbangan beban yang terjadi di tiap fasa pada  sisi  sekunder  trafo  (fasa  R,  fasa  S  dan  fasa  T).  Rugi-rugi  daya  (losses)  yang  terjadi disebabkan arus yang mengalir pada penghantar. Besarnya losses pada penghantar netral dapat dirumuskan sebagai berikut :
PN = IN 2 RN (6)

## Losses Akibat Arus Netral yang Mengalir ke Tanah
Rugi-rugi daya ( losses ) juga dapat dihasilkan karena adanya arus netral yang mengalir ke tanah.
Besar Losses ini dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
PG = IG 2 RG
(7)

## PEMBAHASAN
Hasil  perhitungan  terhadap    terhadap  beban  puncak  dan  beban  terendah  saat  beban  seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada tabel 3 berikut.
Tabel 3. Ketidak Seimbangan Beban dan Beban Seimbang
Beban Tidak Seimbang Beban seimbang Beban Puncak Beban terendah Beban Puncak Beban terendah
I N 41,5090 A 12,1244  A ∆S Total 8.942,7232 VA 1.139,6048 VA 8.279,2533 VA 1.083 VA S total 167.333 VA 61.393  VA 167.318,6667 VA 61.370 VA ∆S Total (%) 5,3443 % 1,8562 % 4,9482  % 1,7647  % ∆V Total 46,3968 V 15,7454 V 31,5200 V 11,4000 V V total 647 V 646 V 637 V 646 V ∆V Total (%) 7,28365 % 2,43736 % 4,94819 % 1,76471 %
Gambar.3.  Diagram  vektor  untuk  beban  Ketidak  seimbang  Transformator  Distribusi  Pada Beban Puncak
Gambar 4.     Diagram vektor untuk beban tak seimbang Transformator Distribusi Pada Beban Terendah

## KESIMPULAN
1. Beban  tidak  merata  di  tingkat  konsumen  menyebabkan  Ketidakseimbangan  beban  pada trafo
I R I T I S 178,8045 ° 120 ° 61,1955 ° I N I S + I T I S I R I T 120 ° 128,2132 ° 111,7868 ° I N I T + I R
2. Hasil  perhitungan  didapat  persentase  ketidakseimbangan  beban  pada  beban  terendah sebesar 5,3443 % , dan saat beban tertinggi sebesar 1,8562 % dan arus netral sebesar saat beban puncak sebesar 41,5090 A dan saat beban terendah sebesar 12,1244  A
3. Adanya ketidakseimbangan beban pada trafo mengakibatkan rugi-rugi daya pada trafo dan arus netral yang timbul akan semakin besar.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Abdul Kadir, Transformator , Jakarta: PT. ElexMedia Komputindo, 1989.
2. Badaruddin, MT.2012. Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap   Arus Netral Dan Losses Pada Trafo Distribusi Proyek Rusunami Gading  Icon . Laporan Penelitian Internal Universitas Mercu Buana
3. Kawihing  Aprilian  P.,  Tuegeh  Maickel,  St,  Mt,Dkk.2013. Pemerataan  Beban Transformator Pada Saluran Distribusi Sekunder . Jurusan Teknik Elektro-Ft, Unsrat
4. Sudaryatno  Sudirham,1991.  Pengaruh  Ketidakseimbangan  Arus  Terhadap  Susut  Daya pada Saluran, Bandung: ITB, Tim Pelaksana Kerjasama PLN-ITB.
5. Sentosa  Setiadji  Julius,  Machmudsyah  Tabrani,  Isnanto  Yanuar  .2006.  Pengaruh Ketidakseimbangan  Beban  Terhadap  Arus  Netral  Dan  Losses  Pada  Trafo  Distribusi : Surabaya
6. Moelyono  W.  Nono.  Pengantar  Sistem  Distribusi  Tenaga  Listrik,  Surabaya:
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, ITS, 1999, p.120