## PERHITUNGAN JATUH TEGANGAN PADA JARINGAN DISTRIBUSI 20 kV PENYULANG SINGKARAK GI BORANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP
Indrawasih 1 , Nurhaida 2 , Indah Susanti 3 , Dhevia Maharani 4
Dosen Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 1,2,3
Mahasiswa Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya 4 1* indrawasihsutansarimudo@gmail.com t.nurhaida6@gmail.com indah.susanti@polsri.ac.id

## ABSTRAK
Besarntya  nilai  jauh tegangan telah  diatur  pada  SPLNT6.001:2013,  tegangan  pada  terminal  pasok perbedaannya  tidak  boleh  lebih  besar  ±  10%  dari  tegangan  nominal  sistem.  Penyelidikan  nilai  jatuh tegangan  dilakukan  dengan  cara  mengumpulkan  data-data  terkait  yang  dibutuhkan  lalu  melakukan perhitungan secara manual menggunakan persamaan dan hasilnya dibandingkan dengan hasil simulasi menggunakan  software  ETAP  19.0.1.  Nilai  jatuh  tegangan  pada  ujung  penyulang  singkarak menggunakan  perhitungan  yaitu  990,07  V  atau    sebesar  4,87%  pada  saat  beban  puncak  siang  dan 1.210,09 V atau sebesar 6,05%  pada saat beban puncak malam, sedangkan hasil simulasi ETAP 19.0.1 nilai jatuh tegangan sebesar 1.030 V atau sebesar 5,07 %. Nilai jatuh tegangan pada penyulang singkarak masih dalam batas SPLN T6.001: 2013.
Kata kunci : Jatuh Tegangan, Beban Puncak, ElectricTransientAnalysisProgram (ETAP)

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Sistem distribusi tenaga listrik bertujuan untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber energi listrik yang besar sampai ke pelanggan. Distribusi tenaga listrik melalui proses yang sangat panjang. Proses pendistribusian tenaga listrik menggunakan suatu penghantar yang setiap penghantar memiliki nilai impedansi yang berbeda beda sesuai jenis penghantar. Nilai impedansi ini dipengaruhi oleh nilai tahanan  atau  resistansi  dan  reaktansi  dari  penghantar.  Impedansi  akan  menyebabkan losses atau  rugi rugi. Rugi rugi atau losses inilah yang akan menyebabkan selisih tegangan pada sisi kirim dan sisi terima atau dikenal dengan jatuh tegangan.
Jatuh  tegangan  juga  dipengaruhi  oleh  panjangnya  penghantar  dan  arus  yang  mengalir  pada penghantar.  Besarnya  arus  dikarenakan  besarnya  beban  yang  digunakan,  semakin  besar  beban  maka semakin besar juga arus yang akan mengalir terutama pada saat beban puncak, arus akan meningkat yang menyebabkan besarnya nilai jatuh tegangan pada saluran distribusi. Besarnya nilai jatuh tegangan telah  diatur  pada  SPLNT6.001:2013.  Dengan  memperhatikan  julat  tegangan  pasok,  pada  kondisi pelayanan  normal  direkomendasikan  bahwa  tegangan  pada terminal  pasok perbedaannya  tidak  boleh lebih  besar  ±  10%  dari  tegangan  nominal  sistem.  Apabila  jatuh  tegangan  melebihi  standar  yang ditentukan  maka  mutu  penyaluran  distribusi  tersebut  rendah  maka  itu  perlu  dilakukan  penyelidikan untuk mengetahui nilai jatuh tegangan pada suatu saluran distribusi.
Besarnya  nilai  jatuh  tegangan  didapatkan  dari  perhitungan  secara  manual  menggunakan persamaan  dan  juga  bisa  menggunakan  software  ETAP  19.0.1.  software  ini  bisa  membuat  model rangkaian saluran distribusi secara ril sesuai dengan data dilapangan dan dapat mengetahui besarnyanilai
jatuh  tegangan  yang  terjadi.  Cara  menghitung  nilai  resistansi  dan  reaktansi  saluran  distribusi  dan dipengaruhi oleh panjangnya saluran serta besarnya arus yang digunakan pada saat beban puncak siang dan  pada  saat  beban puncak  malam.  Selain itu, akan dilakukan  simulasi  pada  software  ETAP  19.0.1 untuk  melihat  perbandingan  hasil  perhitungan  dengan  hasil  simulasi  menggunakan  software. Penyelidikan ini dilakukan pada jaringan distribusi 20 kV Penyulang Singkarak Gardu Induk Borang PT PLN (Persero) Unit Layanan Pelanggan Kenten.

## 1.2. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui seberapa besar arus yang dihasilkan saat pembebanan pada waktu beban puncak siang dan pada waktu beban puncak malam.
2. Untuk mengetahui seberapa besar jatuh tegangan yang terjadi pada penyulang Singkarak.
3. Untuk mengetahui apakah besar jatuh tegangan pada Penyulang Singkarak masih sesuai standar (SPLNT6.001:2013).

## 1.3. Manfaat
Manfaat yang didapat dari penelitian  ini adalah :
1. Dapat  mengetahui  seberapa  besar  arus  yang  dihasilkan  saat  pembebanan  pada        waktu  beban puncak siang dan pada waktu beban puncak malam.
2. Dapat mengetahui seberapa besar jatuh tegangan yang terjadi pada penyulang Singkarak.
3. Dapat mengetahui  apakah besar  jatuh  tegangan  pada Penyulang  Singkarak  masih  sesuai  standar (SPLNT6.001:2013).

## 1.4. Ruang Lingkup
Ruang  lingkup pada penelitian ini, sebagai berikut :
1. Proses mengetahui besarnya arus pada beban puncak siang dan  beban puncak malam.
2. Proses  mengetahui  besarnya  jatuh  tegangan  yang  terjadi  di  penyulang  Singkarak  dengan  cara perhitungan dan simulasi ETAP 19.0.1..

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  metode  observasi  dan  metode  kuantitatif.  Metode  observasi dilakukan  bertujuan  untuk  mengamati  objek  yang  diteliti  agar  mengetahui  kondisi  yang  terjadi, sedangkan metode penelitian dengan data berupa angka-angka dan analisis statistik merupakan metode kuantitatif. Data yang digunakan pada penelitian ini merupakan hasil pengukuran yang didapatkan dari PT  PLN  (Persero)  ULP  Kenten  yang  beralamat  di  Jl.  Perumnas  Raya,  Suka  Maju,  Kec.  Sako,  Kota Palembang, Sumatera Selatan, mulai dari bulan Febuari -Juli  2022.

## 2.1. Bahan yang digunakan
Bahan yang digunakan untuk menyelidiki nilai jatuh tegangan pada saluran distribusi ini hanya berupa data, antara lain:
a. Kapasitas  dan  tegangan  transformator  tenaga;  Data  kapasitas  transformator  tenaga  digunakan untuk mengetahui berapa tegangan dan kapasitas transformator yang digunakan pada gardu induk yang mensuplai ke penyulang.
b. Single  line  diagram  penyulang  Singkarak;  Single  line  diagram  penyulang  singkarak  berisi informasi  komponen  komponen  listrik  yang  terpasang  seperti  gardu  induk,  penghantar  yang digunakan, dan jumlah gardu distribusi.
c. Jenis  dan  ukuran  penghantar  yang  digunakan  data  mengenai  jenis  dan  ukuran  penghantar digunakan untuk mengetahui besar tahanan dari suatu penghantar.
d. Data panjang penghantar Data panjang penghantar digunakan untuk perhitungan mengenai jatuh tegangan pada saluran distribusi.
e. Data resistansi  penghantar pada saat kondisi operasi kerja.
f. Data  beban  puncak  pada  bulan  April  Data  beban  puncak  berisi  besarnya arus  pada  saat  beban puncak siang dan pada saat beban puncak malam di bulan April 2022
g. Data  kapasitas  dan  beban pada transformator  Data kapasitas  dan  beban  pada transformator ini akan digunakan pada aplikasi ETAP 19.0.1.
h. Jarak antar konduktor Informasi mengenai jarak antar konduktor ini akan digunakan pada aplikasi ETAP 19.0.1.

## 2.2. Data Penyulang Singkara k
Penyulang Singkarak ialah salah satu penyulang Gardu induk Borang yang disuplai oleh trafo 150/20  kV  berkapasitas  30  MVA.  Total  panjang  Penyulang  Singkarak  sepanjang  31,882  km  dan memiliki  total  gardu  sebanyak  96  gardu.  Untuk  mengetahui  nilai  jatuh  tegangan  sepanjang  jaringan distribusi  pada  penyulang  singkarak  diperlukan  data-data  seperti  berikut  ini:  Diagram  satu  garis Penyulang Singkarak, Data jenis dan panjang penghantar, Data  resistansi penghantar, Data arus beban yang digunakan pada  beban puncak siang dan beban puncak malam, Data beban.

## 2.3. SLD Penyulang Singkarak

## 2.4. Penghantar yang digunakan pada PenyulangSingkarak
Penyulang Singkarak menggunakan penghantar saluran udara tegangan menengah (SUTM). Masing – masing panjang dari jenis kabel tersebut dapat dilihat pada tabel :
Tabel 1. Jenis Penghantar dan Panjang Penghantar pada Penyulang Singkarak
Jenis penghantar Ukuran Penampang Konduktor(mm 2 ) Panjang Penghantar (m) AAAC 70 2.187 150 10.694 AAACS 150 17.456 XLPE 150 49 240 1.496 TOTAL 31.882
Tabel 2. Data Resistansi Penghantar yang Digunakan
Jenis penghantar Ø ( 𝑚𝑚 2 ) Rt 1 (Ω/km)
20 0 C AAAC 70 0,438 150 0,210 AAACS 150 0,210 XLPE 150 0,206 240 0,125
Tabel 3. Data arus saat beban puncak siang dan malam
Nama Penyulang Panjang Saluran (km) Beban Puncak Siang Malam Arus (A) Tegangan (kV) Daya (MW) Arus (A) Tegangan (KV) Daya (MW) Singkarak 31,882 45 20,3 1,39 55 20 1,74

## 3. ANALISA dan PEMBAHASAN

## 3.1. Hasil
Penyulang Singkarak ialah salah satu penyulang Gardu induk Borang yang disuplai oleh trafo 150/20  kV  berkapasitas  30  MVA.  Total  panjang  Penyulang  Singkarak  sepanjang  31,882  km  dan memiliki  total  gardu  sebanyak  96  gardu.  Untuk  mengetahui  nilai  jatuh  tegangan  sepanjang  jaringan distribusi pada penyulang singkarak dilakukan berdasarakan data-data yang ada. Penyulang Singkarak menggunakan penghantar saluran udara tegangan menengah (SUTM) jenis AAAC dengan ukuran 70 dan 150 mm 2 , AAACS dengan ukuran 150 mm 2 , dan saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM) ukuran 150 mm 2 dan 240 mm 2 . Masing – masing panjang dari jenis kabel tersebut dapat dilihat pada table. Untuk menghitung  jumlah arus percabangan menggunakan persamaan sesuai hukum kirchoff  .
sebagai contoh, Arus keluar (I 2 ) pada sisi primer PB 0930 sebesar 1,04 A , arus keluar (I 3 ) pada sisi primer  PB  0905  sebesar  4,8  A.  maka  arus  masuk  (I 1 )  sebesar  :1,04A  +  4,8  A  =5,84  A  Adapun perhitungan nilai Rt2 pada temperatur kerja 75º C dapat dilihat dibawah ini, nilai Rt2 pada temperatur operasi kerja ditentukan .
Tabel 4. Perhitungan Nilai Resistansi pada Temperatur Operasi(Rt 2 )
Hasil perhitungan Nilai Reaktansi Induktif untuk kabel XLPE (Al) 150 𝑚𝑚 2 adalah pada table berikut : Tabel 5. Hasil Perhitungan Nilai Reaktansi Indukti f
Perhitungan jatuh tegangan pada saat beban puncak siang dan malam adalah Total Jatuh tegangan dan persentase pada saat beban puncak siang adalah:
∆𝑉 = ( 109,20 + 326,21 + 532,48 + 1,03 + 21,17) V
∆𝑉
= 990,07V
%∆𝑉 = 990,07 20300 x 100 = 4,87 %
Total Jatuh tegangan dan persentase pada saat beban puncak malam adalah: ∆𝑉 = ( 133,46+398,70+650,80 + 1,26 + 25,87) V ∆𝑉
= 1210,09 V %∆𝑉 = 1210,09 20000 x 100 = 6,05 %
Setelah dilakukannya perhitungan menggunakan persamaan, selanjutnya dilakukan perhitungan jatuh tegangan  menggunakan  software  ETAP  19.0.1  dengan  cara  membuat single  line  diagram dan memasukkan data yang dibutuhkan, lalu menjalankan simulasi load flow dengan cara mengelik Load flow analysis dan Run load flow
Tegangan sumber (Vs) dari sisi sekunder Gardu Induk Borang pada simulasi ETAP 19.0.1 senilai 20,29 kV atau 20.290 V.
Tegangan pada sisi primer gardu distribusi yang paling jatuh pada simulasi ETAP 19.0.1 terdapat pada sisi primer gardu PB 0930 sebesar 19.260 V.
Jatuh tegangan dengan simulasi ETAP 19.0.1
Jenis penghantar Ø ( 𝒎𝒎 𝟐 ) Rt 1 (Ω/km) 20ºC Rt 2 (Ω/km) 75ºC AAAC 70 0,438 0,535 150 0,210 0,257 AAACS 150 0,210 0,257 XLPE 150 0,206 0,252 240 0,125 0,153
Jenis penghantar Ø ( 𝒎𝒎 𝟐 ) X (Ω/km) AAAC 70 0,351 150 0,327 AAACS 150 0,327 XLPE 150 0,105 240 0,098
∆𝑉 = ( 20.290 – 19.260) V ∆𝑉 = 1.030 V
Persentase drop tegangan dengan simulasi ETAP 19.0.1 %∆𝑉 = 1.030 20.290 x 100 = 5,07 %
Berikut ini ialah tabel hasil perhitungan nilai jatuh tegangan menggunakan persamaan dan menggunakan ETAP 19.0.1.
Tabel 6. Hasil perhitungan dan simulasi aplikasi ETAP 19.0.1
NO Cara Mencari Data Jatuh tegangan ∆𝑉 (V) % 1 Perhitungan Beban Puncak Siang 990,07 4,87 Beban Puncak Malam 1210,09 6,05 2 ETAP 19.0.1 1.030 5,07

## 3.2. Pembahasan
Setelah  dilakukannya  perhitungan  jatuh  tegangan    menggunakan  persamaan  dan  juga menggunakan simulasi pada aplikasi ETAP 19.0.1 pada penyulang singkarak Gardu Induk Borang Unit Layanan Pelanggan Kenten diperoleh hasil sebagai berikut :
Pada  Tabel  2.  didapatkan  hasil  nilai  jatuh  tegangan  dan  persentase  jatuh  tegangan  dari  perhitungan menggunakan persamaan dan simulasi ETAP 19.0.1. Jatuh tegangan dari hasil perhitungan dibedakan menjadi dua yaitu menggunakan data arus pada saat beban puncak siang dan data arus pada saat beban puncak malam. Hal ini dilakukan untuk melihat apakah ada perbedaan dan seberapa besar perbedaan jatuh  tegangan  pada  kedua  nya.  Setelah  dilakukan  perhitungan  terdapat  perbedaan  yaitu  arus  yang dihasilkan pada saat beban puncak siang sebesar 45 A dan jatuh tegangan didapatkan sebesar 990,07 V atau jika dipersentasekan sebesar 4,87% sedangkan pada saat beban puncak malam arus yang dihasilkan sebesar  55  A  dan  jatuh  tegangan  didapatkan    1.210,09  V  atau  jika  dipersentasekan  sebesar  6,05%. Perbedaan  ini  dikarenakan arus  pada saat beban  puncak malam lebih besar dibanding  arus  pada  saat beban puncak siang. Perhitungan untuk nilai jatuh tegangan secara manual diasumsikan bahwa beban terletak  diujung  penyulang.  Sedangkan  hasil    jatuh  tegangan  menggunakan  software  ETAP  19.0.1 dengan load flow analysis tegangan primer paling ujung penyulang yaitu pada gardu PB 0390 sebesar 19.260  V  dan  jatuh  tegangannya  sebesar  1.030  V  atau  jika  dipersentasikan  sebesar  5,07  %.  Setelah dilakukannya perhitungan dengan manual dan menggunakan software ETAP 19.0.1. nilai jatuh tegangan pada penyulang singkarak masih dalam batas standar. Besarnya nilai jatuhtegangan sangat dipengaruhi oleh nilai Arus terlebih pada saat beban puncak, semakin besar arus maka semakin besar pula nilai jatuh tegangan yang akan terjadi. Selain itu jatuh tegangan juga dipengaruhi oleh panjang saluran dan jenis saluran yang digunakan karena tiap jenis saluran memiliki nilai impedansi yang berbeda beda yang akan menghasilkan rugi rugi pada saluran penghantar.
Perbedaan selisih nilai jatuh tegangan menggunakan software ETAP dengan  perhitungan secara manual bisa  terjadi  karena  pada  perhitungan  secara  manual  beban  diasumsikan  berada  diujung  penyulang sedangkan jika  menggunakan software ETAP beban yang digunakan sesuai sigle line diagram yang ada  dilapangan.  Selain  itu pada  perhitungan manual  biasanya  hanya menghitung  dengan pembulatan
dua desimal sedangkan ETAP merupakan aplikasi hitung yang telah terprogram yang bisa menghitung lebih dari dua desimal maka dari itu perhitungan menggunakan ETAP dinilai lebih presisi dibanding perhitungan secara manual. Namun jika dibandingkan hasil secara perhitungan manual dengan ETAP terdapat  perbedaan hasil yang sangat kecil tetapi perhitungan manual membutuhkan waktu yang sangat lama dan kurang efisien disbanding menggunakan ETAP.

## 4. PENUTUP
Setelah dilakukannya pembahasan, perhitungan dan simulasi menggunakan aplikasi ETAP 19.0.1 tentang jatuh tegangan penyulang singkarak, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Arus  yang  dihasilkan  saat  pembebanan  pada  waktu  beban  puncak  siang  ialah  45A  dan  pada waktu  beban  puncak  malam  sebesar  55A.Besarnya  jatuh  tegangan pada  ujung  penyulang singkarak menggunakan perhitungan yaitu 990,07 V pada saat beban puncak siang dan 1.210,09 V pada saat beban puncak malam, sedangkan menurut hasil simulasi ETAP 19.0.1 nilai jatuh tegangan penyulang singkarak sebesar 1.030 V.
2. Persentase jatuh tegangan sesuai perhitungan sebesar 4,87% pada saat beban puncak siang dan 6,05% pada saat beban puncak malam untuk persentase jatuh tegangan menurut simulasi ETAP 19.0.1 didapatkan sebesar 5,07 % maka jatuh tegangan pada penyulang singkarak masih dalam batas SPLN T6.001: 2013 dimana tegangan pada terminal pasok perbedaannya tidak boleh lebih besar ± 10% dari tegangan nominal sistem.

## DAFTAR PUSTAKA
[1 ]  Kadir, Abdul. (2000). Distribusi dan Utilisasi Tenaga Listrik . Jakarta: UI   Press.Hal. 5 [2] Suhadi, dkk. (2008). Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1 . Jakarta:  Departemen Pendidikan Nasional. Hlm 11
[4] Syufrijal. (2014 ).  Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Semester 1 . Jakarta: Kementerian Pendidikan Dasar Menengah dan Kebudayaan Republik Indonesia. Hlm 41
[5] Syufrijal. (2014 ).  Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Semester 1 . Jakarta: Kementerian Pendidikan Dasar Menengah dan Kebudayaan Republik Indonesia. Hlm 54
[6] Eirene Patoding,Hestikah.(2019). Buku Ajar Energi dan Operasi Tenaga Listrik dengan Aplikasi ETAP .Yogyakarta:CV Budi Utama.
[7]  Jasa Pendidikan dan Pelatihan, 01. Sistem Distribusi Tenaga Listrik. PT PLN (Persero). Hlm 1 [8]  Jasa Pendidikan dan Pelatihan, 09.Sistem Distribusi Tenaga Listrik. PT PLN (Persero). Hlm 2
[9] PT PLN (Persero). (2010). Kriteria Desain Enjineering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. Edisi 1 . Jakarta : PT PLN (Persero). Bab 4 hal 3
[10] Eksan Esmaul, Didik. Analisa Pembebanan Transformator di PT Indoprima Gemilang Surabaya.: Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya .
[11] Fauzan,Muhammad.(2021). Sekilas Tentang Software ETAP Beserta Tollbarnya. diakses pada 24 febuari 2022 pukul 10:27 WIB, dari https://www.anakteknik.co.id/fauzan_triyanto02/articles/sekilas-tentang-software- etap-beserta-tollbarnya