## Analisis Perbandingan Keandalan Sistem Jaringan Distribusi Berkonfigurasi Radial dan Loop Menggunakan Metode Ria (Reliability Index Assessment)

## Dimas Oktasya Eka Kumala Putra
dimas.ockta@yahoo.com
Universitas Jember H.R.B Moch. Gozali gozali.tek nik @ unej .ac.id Universitas Jember Suprihadi Prasetyono s u prihadi.tek n ik@ un e j .ac.id
Universitas Jember

## Abstrak
Energi  listrik  menjadi  kebutuhan  yang  sangat  penting  bagi kehidupan manusia. Penyediaan energi listrik sendiri terdiri atas pembangkit  listrik,  transmisi  daya  dan  distribusi.  Pada pendistribusian  listrik  terdapat  beberapa  jaringan  yang berfungsi  untuk  menyalurkan  energi  listrik  kepada  pelanggan, mayoritas  konfigurasi  bentuk  jaringan  yang  di  yaitu  radial  dan loop.  Agar  kontinuitas  dari  penyaluran  energi  listrik  tetap terjaga  maka  diperlukan  tingkat  keandalan  yang  baik.  Supaya suatu  keandalan  pada  sistem  distribusi  dapat  diketahui  maka ditetapkan  indeks  keandalan  yaitu  SAIFI,  SAIDI  dan  CAIDI. Beberapa  metode  yang  dapat  dipakai  untuk  mencari  indeks keandalan  sistem  distribusi  antara  lain  metode  RIA (Reliability Index  Assessment )  yang  merupakan  sebuah  pendekatan  yang digunakan  untuk  memprediksi  gangguan  pada  sistem  distribusi berdasarkan  topologi  sistem  dan  data-data mengenai  keandalan komponen. dua
membandingkan penelitian ini Dalam konfigurasi  dengan  menggunakan  satu  penyulang  yaitu penyulang  Giri  yang  diasumsikan  berkonfigurasi  radial  dan berkonfigurasi  loop.  Dengan  menggunakan  metode  RIA (Reliability Index Assessment) pada penyulang Giri
berkonfigurasi radial diperoleh indeks keandalan SAIFI sebesar 1,595  kali/tahun,    SAIDI  sebesar  12,8092  jam/tahun,  CAIDI sebesar 8,0309 jam/tahun, sedangkan pada penyulang berkonfigurasi  loop  nilai SAIFI  sebesar  1,651 kali/tahun,  SAIDI sebesar 1,7276 jam/tahun, CAIDI sebesar 1,0416 jam/tahun.
Kata  kunci  —  CAIDI,  Indeks  Keandalan, Reliability  Index Assessment, SAIDI, SAIFI, Sistem Distribusi.

## Abstract
Electrical energy is a very important requirement for human life. The  supply  of  electrical  energy  itself  consists  of  electricity generation,  power  transmission  and  distribution.  In  the distribution  of  electricity,  there  are  several  networks  that function to distribute electrical energy to customers, the majority of  which  are  network  configuration,  namely  radial  and  loop.  In order  to  maintain  the  continuity  of  the  distribution  of  electrical energy,  a  good  level  of  reliability  is  required.  In  order  to determine the reliability of the distribution system, the reliability index  is  determined,  namely  SAIFI,  SAIDI  and  CAIDI.  Several methods that can be used to find a distribution system reliability index  include  the  RIA  (Reliability  Index  Assessment)  method,
which  is  an  approach  used  to  predict  disturbances  in  a distribution  system  based  on  the  system  topology  and  data regarding component reliability. In this study, we compared two configurations using one feeder, namely the Giri feeder which is assumed to have a radial configuration and a loop configuration. By  using  the  RIA  (Reliability  Index  Assessment)  method  on  a Giri  feeder  with  a  radial  configuration,  the  SAIFI  reliability index is obtained at 1.595 times / year, SAIDI is 12.8092 hours / year, CAIDI is 8.0309 hours / year, while for a feeder with a loop configuration  the  SAIFI  value  is  equal  to  1,651  times  /  year, SAIDI is 1,7276 hours / year, CAIDI is 1,0416 hours / year
Keywords — CAIDI  ,  Reliability  Index,  Reliability  Index Assessment, SAIDI, SAIFI,  Distribution System.

## I. PENDAHULUAN
Pada  era  sekarang  energi  listrik  menjadi  kebutuhan  yang sangat  penting  bagi  kehidupan  manusia.  Penyediaan  energi listrik  sendiri  terdiri  atas  pembangkit  listrik,  transmisi  daya dan  distribusi.  Pada  pendistribusian  listrik  terdapat  beberapa jaringan  yang  berfungsi  untuk  menyalurkan  energi  listrik kepada pelanggan, mayoritas konfigurasi bentuk jaringan yang di  pakai  dalam  pendistribusian  listrik  yaitu  radial  dan  loop. Sebuah  pembangkit  listrik  tak  luput  dari  PT.PLN  (Persero). PT.PLN  (Persero)  merupakan  perusahaan  pembangkit  listrik terbesar  di  Indonesia  yang  menyediakan  energi  listrik seoptimal mungkin seiring meningkatnya konsumen.
Agar kontinuitas dari penyaluran energi listrik tetap terjaga maka  diperlukan  tingkat  keandalan  yang  baik.  Yang  paling dekat  dengan  beban  antara  lain  sistem  distribusi  sehingga gangguan  pada  bagian  sistem  distribusi  akan  langsung berdampak  pada  beban.  Tingkat  keandalan  suatu  sistem distribusi  dipengaruhi  oleh  gangguan  yang  terjadi.  Gangguan yang  terjadi  tersebut  bisa  di  sebabkan  oleh  faktor  internal maupun  faktor  eksternal  yang  berada  disekitaran  saluran distribusi energi listrik tersebut. Semakin sering suatu jaringan distribusi  mengalami  gangguan  maka  kontinuitas  penyaluran energi listrik juga akan semakin buruk.
Agar  suatu  keandalan  pada  sistem  distribusi  dapat diketahui  maka  ditetapkan  indeks  keandalan  yaitu  besaran
untuk  membandingkan  penampilan  suatu  distribusi  pada penyulang.  Indeks-indeks  keandalan  yang  di  pakai  dalam sistem  distribusi  merupakan  SAIFI (System  Average Interruption  Frequency  Index) ,  SAIDI (System  Average Interruption Duration Index) , dan CAIDI (Customer Average Interruption  Duration  Index) .  SAIFI  merupakan  indeks frekuensi gangguan yang terjadi tiap tahun, SAIDI merupakan indeks  durasi  gangguan  yang  terjadi  tiap  tahun,  sedangkan CAIDI  merupakan  indeks  yang  menginformasikan  tentang durasi  pemadaman  rata-rata  konsumen  tiap  tahun.  Untuk acuan sebagai penentuan indeksnya yaitu ada tiga acuan yaitu berdasarkan SPLN 68-2 : 1986, IEEE 1366-2003 dan PT.PLN UP3  Banyuwangi yang mana nantinya digunakan untuk tolak ukur tingkat keandalan sistem distribusi. Semakin kecil indeks SAIFI,  SAIDI  dan  CAIDI  maka  semakin  handal  sistem distribusi tersebut.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Analisis Indeks Keandalan Menggunakan Metode RIA (Reliability Index Assessment)
Untuk  Analisa,  serangkain  studi  kasus  ini  hanya menerapkan  sistem  imperfect  switch  yaitu  mengasumsikan berada  pada  kondisi  dimana  indeks  kegagalan  dari  setiap peralatan  sistem  distribusi  memberikan  dampak  terhadap indeks keandalan sistem secara menyeluruh, untuk memperbandingkan  antara  kedua konfigurasi penyulang  yang berbeda, dan nantinya dapat dilihat perbandingan antara nilai- nilai  indeks  keandalan  pada  konfigurasi  penyulang  tersebut. Untuk  analisa  sistem  berikut,  penyulang  yang  digumakan adalah Penyulang Giri  dan ada 2 konfigurasi yang digunakan yaitu konfigurasi radial dan konfigurasi loop

## B. Metode RIA (Reliability Index Assessment)
Reliability  Index  Assessment (RIA)  adalah  sebuah  metode yang  digunakan  untuk  meperkirakan  gangguan  pada  system distribusi berdasarkan tipe jaringan distribusi dan data perihal keandalan  komponen.  Dalam  metode  RIA (Reliability  Index Assessment) diasumsikan  dalam  imperfect  switch  dimana semua komponen dihitung dalam perhitungan outage time dan annual outage time. Alur pelaksanaan metode RIA (Reliability Index Assessment) antara lain:

## 1)  Menghitung SAIFI
Untuk  menghitung  nilai  SAIFI,  nilai  Indeks  kegagalan dikalikan  dengan  panjang  saluran  setiap  line  dan  setelah  itu jumlahkan seluruh hasil perkaliannya.
(1)
Dimana: = sustaided  failure  rate dari  komponen i
(failure/year)
=  jumlah  konsumen  yang  mengalami sustaided intruption karena kegagalan komponen i . = jumlah total pelanggan.

## 2)  Menghitung r dan U
Untuk  menghitung  nilai  r  dan  U,  menetapkan  terlebih dahulu  komponen  tersebut  terkena  repair  time  atau  switching time. Kemudian nilai laju kegagalan sustained dikalikan repair time  atau  switching  time  yang  telah  ditetapkan  sebelumnya dan total jumlah keseluruhan menghasilkan nilai U, sedangkan untuk mencari nilai r, nilai U dibagi dengan nilai SAIFI.

## 3)  Menghitung SAIDI
Untuk  menghitung  SAIDI,  nilai  nilai  U  pada  setiap  load point  dikali  dengan  jumlah  pelanggan  kemudian  total  jumlah keseluruhan  di  bagi  dengan  total  jumlah  pelanggan  dan didapat nilai SAIDI.
(2) Dimana: =  durasi  pemadaman  rata-rata  dalam  kurun waktu  setahun  akibat  gangguan  tiap  komponen sistem distribusi.
= jumlah konsumen pada titik beban.
= total konsumen pada penyulang.

## 4)  Menghitung CAIDI
Untuk menghitung CAIDI, nilai nilai r pada setiap load point dikali dengan jumlah pelanggan kemudian total jumlah keseluruhan di bagi dengan total jumlah pelanggan dan didapat nilai CAIDI.
(3) Dimana: =  waktu  perbaikan  rata-rata  pada  setiap  titik beban.
= jumlah konsumen pada titik beban.
= total konsumen pada penyulang.

## C. Keandalan Sistem Distribusi 20KV
Keandalan  (reliability)  merupakan  probabilitas  dari peralatan atau sistem untuk dapat menjalankan fungsinya atau kinerja  dengan  semestinya,  dalam  kurun  waktu  tertentu,  dan pada saat kondisi kerja tertentu. [2]
TABEL I R EABILITY D ATA FOR L INE

## Overhead Lines
Sustained failure rate ( /km/yr) 0,1 Momentary failure rate ( /km/yr) 0,03 r (repair time) (hour) 3 r (switching time) (hour) 0,03 TABEL II I NDEKS K EGAGALAN , R EPAIR T IME , S ERTA S WITCHING T IME UNTUK S ETIAP
P ERALATAN Komponen (failure rate ) r (repair time) (jam) r (switching time) (jam) Trafo 0,005/unit/tahun 10 0,15 LBS 0,003/unit/tahun 10 0,15 Recloser 0,003/unit/tahun 10 0,15 FCO 0,004/unit/tahun 10 0,15
TABEL III S TANDAR I MDEKS K EANDALAN Indeks SPLN 68-2, 1986 IEEE 1366- 2003 PT.PLN UP3 Banyuwangi SAIFI 3,2 kali/tahun 1,45 kali/tahun 1,755 kali/tahun SAIDI 21 jam/tahun 2,30 jam/tahun 3,24 jam/tahun CAIDI 6,56 jam/tahun 1,47 jam/tahun -

## D. Sistem Distribusi 20kV Penyulang Giri
Penyulang Giri berada pada tempat yang strategis yaitu di tengah  perkotaan.  Sehingga  penyulang  giri  memiliki  supplay cadangan  atau  mendapatkannya  backup  dari  penyulang  lain yaitu penyulang mendut di sebelah kanan dan penyulang ijen di sebelah kiri hal ini memungkinkannya penyulang giri dapat diasumsikan  sebagai  penyulang  berkonfigurasi  lingkaran maupun berkonfigurasi radial.
Jumlah  pelanggan  pada  penyulang  Giri  sebanyak  11151 pelanggan  dengan  jumlah  trafo  sebanyak  57  buah  pada  5 section yang berbeda. Pada penyulang Giri yang diasumsikan berkonfigurasi  radial  panjang  salurannya  sebesar  15,95  km dan jumlah linenya sebanyak 80 line sedangkan berkonfigurasi loop panjang salurannya 16,51 km dan jumlah linenya  sebanyak  84  line.  Untuk  komponennya  kedua konfigurasi  jumlah  recloser  1  buah  dan  FCO  5  buah sedangkan  jumlah  LBS  pada  konfigurasi  radil  lebih  sedikit yaitu 4 buah dari pada konfigurasi loop yaitu 8 buah.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Perhitungan Indeks Keandalan
Pada  penilitian  ini  terdapat  tiga  indeks  keandalan  yang harus  di  hitung  antara  lain  SAIFI,  SAIDI,  dan  CAIDI. Langkah-langkah  untuk  mendapatkan  nilai  indeks  keandalan tersebut anata lain sebagai berikut.

## 1)  Perhitungan SAIFI
Banyak  line  pada  penyulang  Giri  berkonfigurasi  loop sebanyak  84  line  dengan  panjang  setiap  line  yang  berbeda- beda  dan  nilai Sustaided  failure  rate sebesar  0,1  ( /km/yr) kemudian dikalikan dengan panjang setiap line dan hasil total keseseluruhan  dari  hasil  tersebut  adalah  nilai  SAIFI. Sehingga  nilai  SAIFI  sebesar  1,651  kali/tahun.  Sedangkan banyak  line  pada  penyulang  Giri  berkonfigurasi  radial sebanyak  80  line  sehingga  nilai  SAIFI  sebesar  1,595 kali/tahun Secara matematis ditulis:
=
= = 1,651 kali/tahun
=
= = 1,595 kali/tahun

## 2)  Perhitungan r dan U
Untuk  perhitungan
dan ,  dikelompokkan  menjadi
beberapa  load  point  sesuai  dengan  penempatan  load  point yang  terdapat  pada  section  setiap  perpenyulang,  kemudian pengelompokan  load  point  tersebut  untuk  sebagai  penentuan section tersebut terkena repair time atau switching time.
TABEL I D AMPAK P ENENTUAN R EPAIR T IME A TAU S WITCHING T IME P ENYULANG G IRI B ERKONFIGURASI L OOP
Dampak penentuan swithcing time dan repair time Sec 1 Sec 2 Sec 3 Sec 4 Sec 5 Yang terkena gangguan
Sec 1
Sec 2
Sec 3 Sec 4 Sec 5
D AMPAK P ENENTUAN R EPAIR T IME A TAU S WITCHING T IME P ENYULANG G IRI
B ERKONFIGURASI R ADIAL
Dampak penentuan swithcing time dan repair time Sec 1 Sec 2 Sec 3 Sec 4 Sec 5 Yang terkena gangguan Sec 1 Sec 2
Sec 3 Sec 4 Sec 5 Keterangan: Terkena Repair Time Terkena Swithcing Time

## Tidak Terkena Repair Time dan Swithcing Time
TABEL VI N ILAI O UTAGE T IME DAN A NNUAL O UTAGE T IME P ENYULANG G IRI B ERKONFIGURASI L OOP
Sec 1 Sec 2 Sec 3 Sec 4 Sec 5 ∑ U 2,25 1,154 1,7735 1,4093 1,8492 ∑ r 1,3628 0,6989 1,0752 0,8536 1,1201 TABEL VII
N ILAI O UTAGE T IME DAN A NNUAL O UTAGE T IME P ENYULANG G IRI B ERKONFIGURASI L OOP Sec 1 Sec 2 Sec 3 Sec 4 Sec 5 ∑ U 2,205 3,272 5,007 4,6197 39,8375 ∑ r 1,382 2,0514 3,1391 2,8963 24,9765

## 3)  Perhitungan SAIDI
Pada  penyulang  Giri  Berkonfigurasi  Loop dengan  total Load  Point sebanyak  57  buah,  total  jumlah  pelanggan sebanyak  11151  pelanggan  dan  total  jumlah  perkalian  antara jumlah  pelanggan  dan Annual  outage  time (U)  sebesar 19264,12154 sehingga didapat nilai SAIDI dengan membagikan  total  jumlah  perkalian  antara  jumlah  pelanggan dan Annual outage time dengan total jumlah pelanggan adalah sebesar  1,72756897  jam/tahun.  Sedangkan  total  jumlah perkalian antara jumlah pelanggan dan Annual outage time (U) berkonfigurasi  radial  sebesar  142836,482  sehingga  didapat nilai  SAIDI  sebesar  12,809298  jam/tahun.  Dapat  dirumuskan sebagai berikut:
=
= 1,72756897  jam/tahun

## =
= 12,809298 jam/tahun

## 4)  Perhitungan CAIDI
Pada  penyulang  Giri  Berkonfigurasi  Loop  dengan  total Load  Point  sebanyak  57  buah,  total  jumlah  pelanggan  pada penyulang  Kalibaru  sebanyak  11151  pelanggan  dan  total jumlah perkalian antara jumlah pelanggan dan Outage time (r) sebesar  11615,294  sehingga  didapat  nilai  CAIDI  dengan membagikan  total  jumlah  perkalian  antara  jumlah  pelanggan dan Annual outage time dengan total jumlah pelanggan adalah sebesar  1,0416369  jam/tahun.  Sedangkan  total  jumlah perkalian  antara  jumlah  pelanggan  dan Outage  time (r) berkonfigurasi  radial  sebesar  89552,65349  sehingga  didapat nilai CAIDI  sebesar 8,0309078 jam/tahun.  Dapat dirumuskan sebagai berikut:
= = 1,0416369 jam/tahun
=
= 8,0309078  jam/tahun

## B. Perbandingan Indeks Keandalan
Pada perbandingan data ini membahas tentang perbandingan  nilai  keandalan  kedua  konfigurasi,  yaitu penyulang  Giri  berkonfigurasi  radial  dan  berkonfigurasi  loop dengan  nilai  standart  keandalan  SPLN  68-2:  1986,  standart keandalan  IEEE  1366-2003  dan  standart  keandalan  PT.PLN UP3 Banyuwangi.
1)  Perbandingan Nilai Indeks SAIFI
Gbr. 2 Diangram Batang Nilai Indeks SAIFI

## 2)  Perbandingan Nilai Indeks SAIDI

## Gbr. 3 Diangram Batang Nilai Indeks SAIDI

## 3)  Perbandingan Nilai Indeks CAIDI
Gbr. 4 Diangram Batang Nilai Indeks CAIDI

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  maka  dapat ditarik kesimpulan antara lain sebagai berikut.
 Pada  penyulang  berkonfigurasi  radial  nilai  SAIFI sebesar  1,595  kali/tahun,  nilai  SAIDI  sebesar  12,8092 jam/tahun,  nilai  CAIDI  sebesar  8,0309  jam/tahun, sedangkan  pada  penyulang  berkonfigurasi  loop  nilai SAIFI  sebesar  1,651  kali/tahun,  nilai  SAIDI  sebesar 1,7276  jam/tahun,  nilai  CAIDI  sebesar  1,0416 jam/tahun.
 Jika  dilihat  dari  kategori  keandalannya  pada  indeks SAIFI  kedua  konfigurasi  handal  menurut  SPLN  68-2: 1986  dan  standart  PT.PLN  UP3  Banyuwangi,  akan tetapi  tidak  handal  menurut  IEEE  1366-2003.  Pada indeks  SAIDI  penyulang  berkonfigurasi  loop  handal menurut ketiga standart dan pada penyulang berkonfigurasi radial handal menurur SPLN 68-2: 1986 akan tetapi tidak handal menurut IEEE 1366-2003 dan PT.PLN  UP3  Banyuwangi.  Sedangkan  pada  indeks
CAIDI  penyulang  berkonfigurasi  radial  tidak  handal menurut  setandart  yang  ada  dan  pada  penyulang berkonfigurasi loop handal menjrut standart yang ada.
 Jika  dilihat  dari  besar  nilai  indeksnya  penyulang berkonfigurasi  loop  lebih  besar  dari  penyulang berkonfigurasi  radial  pada  indeks  SAIFI,  akan  tetapi lebih kecil pada indeks SAIDI dan CAIDI. Hal tersebut dikarenakan  penyulang  loop  lebih  panjang  jalur distribusinya,  lebih  banyak  jumlah linenya dan  lebih banyak komponennya sedangkan penyulang berkonfigurasi radial kebalikannya
 Panjang  jalur  distribusi  dan  jumlah line berpengaruh besar  terhadap  nilai  indeks  SAIFI,  sedangkan  untuk jumlah komponen dan bentuk jenis single line diagram penyulang  berpengaruh  besar  terhadap  nilai  indeks SAIDI dan CAIDI.
R EFERENSI
[1] Achmad Fatoni, R. S. (2016). Analisa Keandalan Sistem Distribusi 20 kV  PT.PLN  Rayon  Lumajang  dengan  Metode  FMEA  (Failure  Modes and  Effects  Analysis)  . Surabaya:  Jurusan  Teknik  Elektro,  Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) .
[2] Andhito  Sukmoyo  Nugroho,  I.  S.  (2012). Studi  Keandalan  Sistem Distribusi  20kV  di  Bengkulu  dengan  Menggunakan  Metode  Failure Mode  Effect  Analysis  (FMEA)  . Surabaya:  Jurusan  Teknik  Elektro, Fakultas  Teknologi  Industri,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember (ITS).
[3] Brown,  R.  (1997).  Distribution  System  reability  Assessment: Momentary  Interuption  and  Strom.  IEEE  Transaction  on  Power Delivery.
[4] Erhaneli.  (2016).  EVALUASI  KEANDALAN  SISTEM  DISTRIBUSI TENAGA  LISTRIK  BERDASARKAN  INDEKS  KEANDALAN SAIDI  DAN  SAIFI  PADA  PT.PLN  (Persero)  RAYON  BAGAN BATU  TAHUN  2015  .  Padang:  Fakultas  Teknologi  Industri,  Institut Teknologi  Padang  Jln.  Gajah  Mada  Kandis  Nanggalo  Padang,  25143, Indonesia .
[5] Herdianto  Prabowo,  I.  S.  (2012).  STUDI  ANALISIS  KEANDALAN SISTEM DISTRIBUSI PABRIK SEMEN TUBAN MENGGUNAKAN METODE RELIABILITY INDEX
ASSESSMENT (RIA) DAN PROGRAM ANALISIS KELISTRIKAN. Surabaya: Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
[6] Jufrizel,  M.  R.  (2017).  Analisa  Keandalan  Sistem  Distribusi  20KV Menggunakan Metode Section Technique dan Ria – Section Technique pada  Penyulang  Adi  Sucipto  Pekanbaru  .  Riau:  Universitas  Islam Negeri Sultan Syarif Kasim,Riau
[7] Normalasari, D.  (2010). Analisa  Keandalan  Sistem  Distribusi  Dengan Metode Reliability Index Assessment Pada Sistem Distribusi 20 KV Di PLN  APJ  Jember. Jember:  Analisa  Keandalan  Sistem  Distribusi Dengan  Metode  Reliability  Index  Assessment  Pada  Sistem  Distribusi 20 KV Di PLN APJ Jember.
[8] Rahmad  Santoso,  N.  (2016  ).  Evaluasi  Tingkat  Keandalan  Jaringan Distribusi 20 kV Pada Gardu Induk Bangkinang Dengan Menggunakan Metode FMEA (Failure Mode Effect Analysis). Riau : Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Riau Kampus Binawidya Km 12,5 Simpang  Baru  Panam,  Pekanbaru  28293  Jurusan  Teknik  Elektro Universitas Riau .
[9] SPLN  59.  (1985). Keandalan  Sistem  Distribusi  20  kV  Dan  6  kV. Jakarta: Perusahaan Umum Listrik Negara.