© 2019 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI ZONA II TANJUNG BALAI KARIMUN KEPULAUAN RIAU
Ivan Cahya Raswoko 1,a , Syamsir Abduh 2,b , Maula Sukmawidjaja 3,c
1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Trisakti, Indonesia
2 Lembaga Penelitian Universitas Trisakti
a raswoko31@gmail.com

## Abstrak.
Sistem distribusi merupakan salah satu elemen yang paling penting untuk dapat meyalurkan energi listrik dari pembangkit ke konsumen. Tanjung Balai Karimun, Kepulauan Riau merupakan sebuah pulau  yang berada di  dekat  pulau Batam. PT Karimun Power Plant telah membangun pembangkit dengan kapasitas total 7.5 MW yang terdiri dari 5 mesin dengan kapasitas masing-masing 1.5 MW. Penelitian  ini  tertuju  pada  sistem  distribusi  yang  sesuai  untuk  diterapkan  disana.  Saluran  udara tegangan menengah merupakan salah satu sistem yang ada, dan cocok untuk diterapkan di Zona II Tanjung  Balai  Karimun  Kepulauan  Riau.  Ukuran  penampang  yang  digunakan  pada  saluran  yang telah  dihitung  adalah  100  mm²  pada  hulu  dan  16  mm²  pada  hilir.  Pengahantar-penghantar  ini ditopang  oleh  tiang  dengan  ketinggian  12  m  dan  dengan  jarak  antar  tiang  selebar  100  m.  dalam sistem  ini  juga  terdapat  transformator  dengan  kapasitas  160  –  4000  kVA.  Sistem  ini  di  uji menggunakan software ETAP dan menghasilkan data bahwa pembangkit yang tersedia tidak cukup untuk memikul beban yang ada di Zona II Tanjung Balai Karimun. Dikarenakan tidak memadainya pembangkit  yang  ada  maka  solusinya  jangka  panjangnya  adalah  untuk  menambah  jumlah pembangkit  sedangkan  solusi  jangka  pendeknya  adalah  dengan  mengurangi  beban  yang  akan  di pikul.
Kata kunci . SUTM, Sistem Distribusi, ETAP

## Abstract.
The  distribution  system  is  one  of  the  most  important  elements  to  be  able  to  distribute  electrical energy from power plants to consumers. Tanjung Balai Karimun, Kepulauan Riau is an island near the  island  of  Batam.  PT  Karimun  Power  Plant  has  built  a  plant  with  a  total  capacity  of  7.5  MW consisting of 5 machines with a capacity of 1.5 MW each. This research is aimed at the appropriate distribution system to be applied there. Medium voltage air duct is one of the existing systems, and is suitable to be applied in Zone II Tanjung Balai Karimun Riau Islands. The cross section size used in  the  calculated  conduit  is  100  mm²  in  the  upstream  and  16  mm²  in  the  downstream.  These conveyors are supported by a pole with a height of 12 m and with a distance between the poles as wide  as  100  m.  in  this  system  there  is  also  a  transformer  with  a  capacity  of  160-4000  kVA.  This system  was  tested  using  ETAP  software  and  produced  data  that  the  available  generator  was  not enough  to  carry  the  burden  in  Zone  II  Tanjung  Balai  Karimun.  Due  to  inadequate  power generation, the long-term solution is to increase the number of plants while the short-term solution is to reduce the burden to be carried.
Keywords. SUTM, Sistem Distribusi, ETAP

## I. PENDAHULUAN
Dalam  melaukukan  kegiatan  sehari-hari  masyarakat  tidak  lepas  dari  kebutuhannya  akan  listrik. Listrik merupakan salah satu energi yang sangat berguna bagi semua kalangan. Dari rumah tangga, perkantoran  sampai  perindustrian  energi  listrik  pasti  dibutuhkan.  Salah  satu  bagian  dari  proses penyediaan  energi  listrik  bagi  konsumen  adalah  jaringan  distribusi.  Jaringan  distribusi  adalah bagian penting yang tidak boleh dipinggirkan, jaringan distribusi merupakan perantara utama antara pembangkit energi listrik dengan konsumen atau pemakai.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
Tanjung  Balai  Karimun  merupakan  sebuah  pulau  yang  berada  di  Kepulauan  Riau.  Pulau  ini merupakan salah satu pulau Indonesia yang berada paling luar dan berbatasan dengan Singapore. Di pulau  ini  terdapat  daerah  perindustrian  pada  salah  satu  sisi  pulau,  bidang  usaha  utama  dari perindustrian  yang  berada  dipulau  ini  adalah  pertambang  batu  granit.  Selain  bidang  usaha pertambang  batu  granit  terdapat  juga  perindustrian  pada  bidang  usaha  gas  acetilin  dan  galangan kapal.
Terdapat  suatu hal  yang  menarik dari pulau ini. Pulau ini dibagi  menjadi  tiga zona dalam hal  hak pemasok  listriknya  seperti  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Di  Zona  I  hak  dipegang  oleh  PT. Soma Daya Utama (PT. SDU), di Zona II hak dipegang oleh PT Karimun Power Plant (PT. KPP) dan di Zona III hak dipegang oleh pihak PT. Perusahaan Listrik Negara (PT. PLN).

## Gambar 1. Pembagian Zona Pulau Karimun, Kepulauan Riau
Di  zona  II  PT.  KPP  bekerjasama  dengan  PT.  Widar  Mandripa  Nusantara  (PT.  WMN)  dalam membangun pembangkit energi  listrik  bertenaga  gas untuk  keperluan energi  listrik  di  zona II. PT. KPP yang bekerjasama dengan PT. WMN  berusaha memberikan pilihan sumber energi listrik baru bagi  perindustrian  disana.  Kedua  perusahaan  ini  telah  membangun  pembangkit  energi  listrik bertenaga gas sebanyak 5 unit dengan masing-masing berkapasitas 1.5 MW.
Meskipun  PT.  KPP  yang  bekerjasama  dengan  PT.  WMN  telah  membangun  pembangkit  listrik bertenaga gas yang terdiri dari 5 buah mesin gas yang masing masing berdaya 1,5 MW, namun jalur distribusi  listrik  di  wilayah  ini  belum  tersedia  untuk  menyambungkan  antara  sisi  pembangkit dengan konsumen. Maka dari itu penelitian ini akan merancang jalur distribusi di Zona II Tanjung Balai Karimun, Kepulauan Riau.

## Studi Pustaka
Sistem  distribusi  adalah  sebuah  sistem  yang  berguna  untuk  menyalurkan  daya  dari  pembangkit sampai  ke  konsumen.  Dalam  sistem  penyaluran  energi  listrik  terdapat  dua  bagian,  yaitu  sistem distribusi dan sistem transmisi. Jaringan distribusi berbeda dengan jaringan transmisi. Secara garis besar sistem transmisi  merupakan sistem  yang menyalurkan energi  listrik  unutk  jarak  yang sangat jauh, sedangkan jaringan distribusi untuk jarak yang lebih dekat.
Sistem  distribusi  dapat  digolongkan  berdasarkan  tegangannya  dan  jenis  konstruksinya. Berdasarkan tegangannya, sistem distribusi dibagi menjadi tegangan tinggi, tegangan menengah dan tegangan  rendah.  Sedangkan  berdasarkan  konstruksinya,  sistem  distribusi  dibagi  menjadi  saluran udara dan saluran bawah tanah.

## Berdasarkan Tegangan
a. Tegangan Tinggi
Tegangan tinggi digunakan dalam menyalurkan daya dengan jarak yang jauh. Tegangan tinggi di indonesia menggunakan tegangan 70 kV, 150 kV dan 275 kV.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
b. Tegangan Menengah
Tegangan menengah di Indonesia menggunakan tegangan antara 6 kV sampai 20 kV. Tegangan menengah  pada  umumnya  digunakan  untuk  keperluan  industri  dan  digunakan  untuk  saluran distribusi primer di perkotaan.
c. Tegangan Rendah
Tegangan rendah di Indonesia menggunakan tegangan 380 V dan 220 V. Tegangan rendah ini digunakan  dalam  saluran  distribusi  sekunder  yaitu  saluran  distribusi  untuk  pemkaian  listrik rumah tangga.

## Berdasarkan Konstruksi
a. Saluran Udara
Jalur distribusi degan konstruksi saluran udara adalah saluran dengan penghantarnya berada di udara dengan ditopang oleh tiang. Penghatar di saluran udara biasanya menggunakan penghatar telanjang  yaitu  penghantar  tanpa  isolasi.  Saluran  udara  memiliki  beberapa  kelebihan, diantaranya:
1. Biaya pembangunan  atau investasi  yang jauh lebih  rendah dibandingkan konstruksi bawah tanah.
2. Untuk  daerah    dengan  dataran  bebatuan  lebih  mudah  untuk  membuat  lubang  untuk  tiang listrik dibandingkan membuat jalur untuk bawah tanah.
b. Saluran Bawah Tanah
Jalur  distribusi  dangan  konstruksi  bawah  tanah  adalah  suatu  saluran  distribusi  yang menggunakan  penghantar  berisolasi  penuh  dan  di  tanam  didalam  tanah.  Saluran  bawah  tanah memiliki beberapa kelebihan, diantaranya:
1. Dari segi  estetika, jalur distribusi  dengan konstruksi bawah tanah memiliki nilai  yang baik karena  berada  dibawah  tanah  dan  tidak  terlihat  sehingga  cocok  untuk  di  perkotaan  yang penduduknya padat serta padat lalu-lintasnya.
2. Keandalan  dari  jalur  distribusi  dengan  menggunakan  konstruksi  bawah  tanah  lebih  tinggi karena tidak terpengaruh oleh hujan, petir, angin ribut maupun faktor alam lainnya.
Pada sistem distribusi terdapat beberapa komponen yang perlu diketahui seperti berikut ini:
a. Transformator
Transformator  merupakan  alat  yang  berguna  untuk  menaikkan  atau  menurunkan  tegangan. Salah satu tujuan tegangan perlu dinaikkan atau diturunkan adalah untuk membuat penggunaan penghantar lebih hemat. Transformator biasa diletakkan pada sisi sebelum masuk ke pelanggan. Penentuan  dari  pemilihan  transformator  adalah  dari  daya    yang  akan  dialirkan  ke  beban,  dan dapat dicari menggunakan rumus sebagai berikut:
S=P x cos φ (1)
Dimana :  S  = Daya untuk kapasitas transformator (VA)
P = Daya (Watt)

## b. Penghantar
Penghatar  merupakan  media  utama  bagi  energi  listrik  mengalir,  penghantar  listrik  ada bermacam-macam namun pada sistem distribusi menggunakan kabel. Dalam menentukan kabel yang  dibutuhkan  pada  sistem  distribusi,  diperlukan  nilai  arus  yang  mengalir  pada  sistem tersebut. Nilai arus tersebut dapat dicari menggunakan rumus sebagai berikut:
I=  P/(V × √3  × cosφ) (2)
Dimana :  I  = Arus (Ampere) P = Daya (Watt) V= Tegangan (Volt)

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
c. Tiang
Tiang penyangga ini berfungsi untuk menopang penghantar yang berada di udara. Berdasarkan puil,  persyaratan  dari  suatu  tiang  penyangga  dipengaruhi  oleh  tegangan  saluran  yang digunakan.  Untuk distribusi  tegangan menengah  dengan tegangan  6–30 kV, tinggi  tiang  yang ditentukan setinggi 10–20 m dan untuk jarak antar tiang selebar 60–150 m.
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari  PT.  Widar  Mandripa  Nusantara,  diketahui  pelanggan yang  terdapat  di  Zona  II  Tanjung  Balai  Karimun,  Kepulauan  Riau  memiliki  kebutuhan  daya seperti pada Tabel 1 berikut ini
Tabel 1. Beban Pelanggan Pelanggan Daya (kW) KMS 600 MOS IDG KTG PG ALRI PD WPK BGMM 2170 90 250 2969 400 552 984 823

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Untuk  merancang  suatu  sistem  distribusi,  maka  diperlukan  langkah-langkah  yang  terdapat  dalam diagram alir dibawah ini:

## III. HASIL, PEMBAHASAN DAN ANALISA

## Pemilihan Sistem Distribusi
Dari  pertimbangan  yang  dilakukan  untuk  sistem  distribusi  yang  sesuai  diterapkan  di  Zona  II Tanjung  Balai  Karimun,  Kepulauan  Riau  maka  saluran  udara  dengan  menggunakan  tegangan menengah adalah yang sesuai untuk diterapkan. Hal ini didasari oleh:
1. Kawasan  disana  merupakan  kawasan  industri  sehingga  faktor  estetika  bukan  hal  yang  di utamakan
2. Kawasan  disana  memiliki  tektur  daratan  yang  bayak  bebatuan  sehingga  sulit  untuk melakukan penggalian jika ingin menggunakan jalur bawah tanah
3. Tegangan menegah digunakan agar mengesilkan nilai arus yang lewat saat pendistribusian.

## Perhitungan Arus Setiap Sisi
Untuk perhitungan arus, digunakan rumus 2 untuk mendapatkan hasilnya. Seperti misalnya mencari untuk arus pada PT. KMS seperti berikut ini:

## I=  600000/(20000× √3  ×0.85) = 20.37 A
Untuk pelanggan lain dilakukan sama seperti diatas dan hasil akhir akan seperti Tabel 2 pada kolom arus

## Perhitungan Kapasitas Transformator Setiap Sisi
Untuk  perhitungan  kapasitas  transformator,  digunakan  rumus  1  untuk  mendapatkan  hasilnya. Seperti misalna untuk kapasitas transformator  pada PT. KMS seperti berikut ini:
S=600000 x 0.85 = 510 kVA
Untuk pelanggan lain dilakukan sama seperti diatas dan hasil akhir akan seperti Tabel 2 pada kolom kapasitas transformator. Nilai tersebut sudah menjadi nilai yang sudah umum di lapangan.

## Tabel 2. Hasil Akhir Perhitungan
Pelanggan  Arus (A) Kapasitas Transformator (kVA) KMS 20.37 630 MOS IDG KTG PG ALRI PD WPK BGMM 73.69 3.05 8.49 100.83 13.58 18.67 33.41 27.95 3600 100 250 3600 400 630 1000 1000

## Pemilihan Kabel
Pemilihan  kabel  dilakukan  berdasarkan  arus  yang  telah  dicari.  Untuk  saluran  udara  menggunakan penghantar  jenis  AAAC  dengan  luas  penampang  yang  berbeda-beda.  Perbedaan  ini  ditentukan sesuai katalog dari suatu produsen dan hasilnya seperti pada Tabel 3

## Perhitungan Jumlah Tiang
Untuk  menghitung  kebutuhan  tiang  dapat  melakukan  perhitungan  dengancara  membagi  jarak dengan 100. Hal ini karena standar jarak antar tiang adalah 100 m. hasilnya dapat dilihat pada tabel 3. Hasil ini telah dibulatkan keatas.
Tabel 3 Hasil Akhir Perhitungan Objek Luas Penampang (mm²) Keperluan Tiang (pcs) KPP-INT1 100 17 INT1-KMS INT1-MOS INT1-INT2 INT2-PG INT2-INT3 INT3-ALRI ALRI-PD INT3-INT4 INT4-WPK INT4-BGMM 16 16 70 25 25 16 16
16 16 16 6 12 26 2 14 2 4 24 38 35

## Simulasi Dengan ETAP
Sistem  yang  telah  dirancang  tersebut  telah  di  simulasikan  menggunakan  ETAP  dan  menghasilkan data  bahwa  pembangkit  yang  tersedia  tidak  cukup  untuk  memikul  beban  yang  ada  di  Zona  II Tanjung  Balai  Karimun  sehingga  harus  dilakukan  pengurangan  beban  atau  penambahan  kapasitas pembangkit.

## IV. KESIMPULAN
Berisikan kesimpulan penelitian yang ditulis:
1. Sistem distribusi  yang sesuai untuk diterapkan di  Zona II Tanjung Balai Karimun, Kepulauan Riau  adalah  saluran  udara  tegangan  menengah  dengan  menggunakan  tegangan  20  kV  dan penghantar dengan ukuran penampang mulai dari 100 mm² pada hulu dan16 mm² pada hilir.
2. Sistem  distribusi  saluran  udara  tegangan  menengah  yang  dirancang  untuk  Zona  II  Tanjung Balai Karimun, Kepulauan Riau menggunakan:
a. Tiang-tiang  penopang  dengan  tinggi  12  m  dan  jarak  antar  tiang  100  m  berjumlah  180 buah
b. Transformator dengan kapasitas 160 – 4000 kVA berjumlah 9 buah
c. Penghantar dengan luas penampang 16 – 100 mm² sepanjang 17,432 m

## DAFTAR PUSTAKA
1. Buku  5  PLN,  2010, Standar Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah Tenaga Listrik, PLN, Jakarta 2. Kadir  Abdul,  2006, Distribusi dan Utilitasi Tenaga Listrik, Universitas Indonesia, Jakarta 3. Michael  Pike,  2016,
Survei Karakteristik Beban Kelistrikan di Zona II, feasibility study PT KPP
4. Suswanto Daman, 2009, Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Universitas Padang, Padang.
5. Annisa Nur Wahyuni, Lydia Anggraini, "Prospek Bisnis dengan Teknologi DSSL ( Dry Sludge Synthetic Lubricant ) sebagai Solusi Pengurangan Sludge Limbah B3 (Berbahaya dan Beracun) Sekaligus  Peluang  Benefit  Wax  (C20+)  sebagai  Synthetic  Lubricant." Prosiding  Seminar Nasional Cendekiawan .