Abstrak  –  Perkembangan  beban  listrik  di  Kairagi  2  khususnya  di Perumahan  Restika  Permai    sudah    cukup    tinggi.    Kondisi demikian,  mendorong  untuk  dilakukan  pengaturan  beban  yang lebih    baik.    Untuk    mencapai    pengaturan    beban    yang    lebih baik,  perlu  dilakukan  pemerataan beban  ditiap fasa agar beban seimbang.
Ketidakseimbangan    beban      suatu    sistem    distribusi    tenaga listrik  selalu terjadi.  Penyambungan  beban  yang  dilakukan  di saluran  distribusi    sekunder    di    Perumahan  Restika  Permai cenderung    kurang    memperhatikan    pola    penyebaran    beban antara  ketiga  fasa.
Sebelum  melakukan  pemerataan  beban  pada  saluran  distribusi sekunder  di  Gardu  MH  40  maka  penulis  melakukan  suatu pengamatan dan analisa beban menyangkut data pelanggan Gardu MH 40.
Berdasakan data hasil pengamatan diketahui bahwa Gardu MH 40  mengalami  ketidakseimbangan  beban.  Ketidakseimbangan beban bisa diatasi dengan melakukan pemerataan beban. Kerugian daya  yang  paling  besar  pada  siang  hari  adalah  15738,624  Watt, dan pada malam hari adalah 32078,592 Watt.
Kata kunci : Beban Listrik, Gardu Distribusi,   Ketidakseimbangan Beban, Transformator.

## I. PENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Perkembangan    beban    listrik    di    Kairagi  2  khususnya  di Perumahan  Restika  Permai    sudah    cukup    tinggi.    Kondisi demikian,    mendorong    untuk    dilakukan    pengaturan    beban yang  lebih  baik.  Untuk  mencapai  pengaturan  beban  yang lebih  baik,  perlu  dilakukan  pemerataan  beban  ditiap fasa agar beban seimbang.
Ketidakseimbangan    beban      suatu    sistem    distribusi tenaga    listrik    selalu  terjadi.    Penyambungan    beban    yang dilakukan    di  saluran  distribusi    sekunder    di    Perumahan Restika  Permai  cenderung    kurang    memperhatikan    pola penyebaran  beban  antara  ketiga  fasa.  Penyambungan  yang dilakukan  tidak  memperhitungkan  besar  beban  di  masing- masing  fasa.  Keadaan  demikian  tentu  saja  akan  berakibat penyebaran    beban    yang    tidak    seimbang    antara    ke    tiga fasa  pada  sistem  distribusi  sekunder di Perumahan Restika Permai.
Ketidakseimbangan  antara  tiga  fasa  mengakibatkan  arus mengalir pada kabel netral  trafo.  Karena  pada  kabel  netral
trafo    mengalir    arus,    maka    rugi    daya    yang  terjadi  pada jaringan distribusi sekunder akan makin meningkat. Kerugian yang  terjadi    akibat  beban  yang  tidak  seimbang    akan berdampak besar pada pihak konsumen maupun  pihak PLN. Berdasarkan  latar  belakang  yang        telah  diuraikan,  maka disusunlah  tugas  akhir  dengan  judul  “Pemerataan  Beban Transformator  Pada  Saluran  Distribusi  Sekunder”. Perkembangan    beban    listrik    di    Kairagi  2  khususnya  di Perumahan  Restika  Permai    sudah    cukup    tinggi.    Kondisi demikian,    mendorong    untuk    dilakukan    pengaturan    beban yang  lebih  baik.  Untuk  mencapai  pengaturan  beban  yang lebih  baik,  perlu  dilakukan  pemerataan  beban  ditiap fasa agar beban seimbang.
Ketidakseimbangan    beban      suatu    sistem    distribusi tenaga    listrik    selalu  terjadi.    Penyambungan    beban    yang dilakukan    di  saluran  distribusi    sekunder    di    Perumahan Restika  Permai  cenderung    kurang    memperhatikan    pola penyebaran  beban  antara  ketiga  fasa.  Penyambungan  yang dilakukan  tidak  memperhitungkan  besar  beban  di  masing- masing  fasa.  Keadaan  demikian  tentu  saja  akan  berakibat penyebaran    beban    yang    tidak    seimbang    antara    ke    tiga fasa  pada  sistem  distribusi  sekunder di Perumahan Restika Permai.
Ketidakseimbangan  antara  tiga  fasa  mengakibatkan  arus mengalir pada kabel netral  trafo.  Karena  pada  kabel  netral trafo    mengalir    arus,    maka    rugi    daya    yang  terjadi  pada jaringan distribusi sekunder akan makin meningkat. Kerugian yang  terjadi    akibat  beban  yang  tidak  seimbang    akan berdampak besar pada pihak konsumen maupun  pihak PLN. Berdasarkan  latar  belakang  yang        telah  diuraikan,  maka disusunlah  tugas  akhir  dengan  judul  “Pemerataan  Beban Transformator  Pada  Saluran  Distribusi  Sekunder”.

## II. DASAR TEORI

## A. Umum
`Awalnya  tenaga  listrik  di  pusat-pusat  pembangkit  listrik seperti    PLTA,  PLTG,  PLTU,  PLTGU,  PLTP  dan  PLTD dengan  tegangan  yang  biasanya  merupakan  tegangan menengah  20  kV.  Pada  umumnya  pusat  pembangkit  tenaga listrik  berada  jauh  dari  pengguna  tenaga  listrik,  untuk mentransmisikan  tenaga  listrik  dari  pembngkit  ini,  maka diperlukan penggunaan tegangan tinggi 150/70 kV (TT), atau tegangan  ekstra  tinggi  500kV  (TET).  Tegangan  yang  lebih

## Pemerataan Beban Transformator Pada Saluran Distribusi Sekunder
Aprilian P. Kawihing,   Maickel Tuegeh, ST, MT,   Lily S. Patras,ST, MT,  Ir. Marthinus Pakiding, MT Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT,  Manado-95115, Email: apriliankawihing@ymail.com
tinggi  ini  diperoleh  dengan  transformator  penaik  tegangan (step up transformator).
Pemakaian  tegangan  tinggi  ini  diperlukan  untuk  berbagai alasan efisiensi, antara lain, pengguna penampang penghantar menjadi  efisien,  karena  arus  yang  mengalir  akan  menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan.
Setiap  GI  sesungguhnya  merupakan  Pusat  Beban  untuk suatu  daerah  pelanggan  tertentu,  bebanya  berubah-rubah sepanjang  waktu  sehingga  daya  yang  dibangkitkan  dalam pusat-pusat listrik harus selalu berubah. Perubahan daya yang dilakukan  di  pusat  pembangkit  ini  bertujuan  untuk mempertahankan  tenaga  listrik  tetap  pada  frekuensi    50  Hz. Proses perubahan  ini  dikoordinasikan  dengan Pusat Pengaturan Beban (P3B).
Tegangan  menengah  dari  GI  ini  melalui  saluran  distribusi primer,  untuk  disalurkan ke  gardu-gardu distribusi (GD) atau pemakai  TM.  Dari  saluran  distribusi  primer,  tegangan menengah  (TM)  diturunkan  menjadi  tegangan  rendah  (TR) 220/380  V  melalui  gardu  distribusi  (GD).  Tegangan  rendah dari  gardu  distribusi  disalurkan  melalui  saluran  tegangan rendah ke konsumen tegangan rendah.
Sistem  distribusi  adalah  semua  bagian  dari  sistem  tenaga listrik  yang  terletak  diantara    sumber    daya    besar    dan jaringan  pelayanan  pelanggan. Sistem distribusi dapat dibagi dalam dua sub bagian yaitu:

## 1. Jaringan Distribusi Primer
Jaringan  Distribusi  Primer  adalah  jaringan  tegangan menengah yang berfungsi untuk menghubungkan  gardu induk sebagai  suplay  tenaga  listrik  dengan  gardu-gardu  distribusi. Sistem  tegangan  menengah  yang  digunakan  di  Distribusi Wilayah  Manado  adalah  20  kV.    Jaringan  ini  mempunyai struktur/pola sedemikan
rupa
sehingga
dalam pengoperasiannya mudah dan handal.
a) Sistem/ pola Radial
Pola  ini  merupakan  pola  yang  paling  sederhana  dan umumnya  banyak  digunakan  di  daerah  pedesaan/sistem  yang kecil.    Umumnya  menggunakan  SUTM(Saluran  Udara Tegangan Menengah), Sistem Radial tidak terlalu rumit, tetapi memiliki  tingkat  keandalan  yang  rendah.  Dapat  dilihat  pada gambar 1.
b) Sistem/pola Open Loop
Merupakan  pengembangan  dari  sistem  radial,  sebagai akibat  dari  diperlukannya  kehandalan  yang  lebih  tinggi  dan umumnya  sistem  ini  dapat  dipasok  dalam  satu  gardu  induk. Dimungkinkan  juga  dari  gardu  induk  lain  tetapi  harus  dalam satu  sistem  di  sisi  tegangan  tinggi,  karena  hal  ini  diperlukan untuk  manuver  beban  pada  saat  terjadi  gangguan.Contoh gambar dapat dilihat pada gambar 2.
c) Sistem/pola Close Loop
Sistem  close loop ini layak digunakan untuk jaringan yang dipasok  dari  satu  gardu  induk,  memerlukan  sistem  proteksi yang  lebih  rumit  biasanya  menggunakan  rele  arah (Bidirectional). Sistem ini mempunyai kehandalan yang lebih tinggi dibanding sistem yang lain.
d) Sistem/pola Spindel Sistem  ini  banyak  digunakan  untuk  pasokan  listrik  di perkotaan (khususnya kota besar). Memiliki Kehandalan yang realitif tinggi karena disediakan satu expres feeder/penyulang
tanpa beban dari gardu induk sampai gardu hubung. Biasanya pada  tiap  penyulang  terdapat  gardu  tengah  (middle  point) yang  berfungsi  untuk  titik  manufer  apabila  terjadi  gangguan pada  jaringan  tersebut.  Contoh  gambar  dapat  dilihat  pada gambar 5.
e) Sistem/pola Cluster
Sistem  cluster  sangat  mirip  dengan  sistem  spindel,  juga disediakan  satu  feeder  khusus  tanpa  beban(feeder  expres). Contoh gambar dapat dilihat pada gambar 6.
Gbr 1. Sistem/Pola Radial
Gbr 2. Sistem/Pola Open Loop
Gbr 3. Sistem/Pola Close Loop
Gbr 4. Sistem/Pola Spindel
Gbr. 5 Sistem/Pola Cluster

## 2. Jaringan Distribusi Sekunder
Jaringan  Distribusi  sekunder  adalah  jaringan  distribusi dengan  tegangan  rendah  yang  bermula  dari  transformator distribusi  sampai  ke  kWh  meter  konsumen.  Berdasarkan penempatan  jaringan,  jaringan  tegangan  rendah  dibedakan menjadi dua:
Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR)

## B. PHB TR (Panel Hubung Bagi Tegangan Rendah)
Panel Hubung Bagi (PHB) tegangan rendah gardu  atau Rak TR.  PHB  terpasang  pada  gardu  distribusi  pada  sisi  tegangan rendah  atau  sisi  hulu  dari  instalasi  tenaga  listrik.  Fungsinya adalah  sebagai  alat  penghubung  sekaligus  sebagai  pembagi tenaga listrik ke instalasi pengguna  tenaga listrik(konsumen). Kapasitas  PHB  yang  digunakan  harus  disesuaikan  dengan besarnya trafo distribusi yang digunakan.
PHB  TR  terdiri  dari  beberapa  jurusan  yang  akan  dibagi- bagi ke pelanggan. PHB TR terhubung dengan trafo pada sisi sekunder menggunakan kabel singel core TR dengan diameter 240mm 2 .
C. Beberapa Komponen Jaringan Tegangan Rendah Komponen jaringan tegangan rendah adalah peralatan yang digunakan  pada  Jaringan  Tegangan  Rendah  (JTR),  sehingga JTR dapat  menjalankan fungsinya sebagai  penyalur energi ke pelanggan. Komponen pada JTR antara lain: 1. Kabel Schoen Kabel  Schoen  digunakan  untuk  menghubungkan  rel  pada hubung bagi dengan penghantar kabel tegangan rendah (kabel obstyg). Kabel Schoen dipres pada kabel obstyg dan dibaut rel panel hubung bagi.
2. Konektor Adalah  peralatan  yang  digunakan  untuk  menhubungkan (meng-connect)  penghantar  dengan  penghantar.  Misal  antara kabel  iobstyg  dan  TIC-Al,  TIC-Al  dengan  SR  (Sambungan Rumah).

## D. Gardu Distribusi
Berdasarkan    maksud    dan    tujuan    penggunaan    gardu distribusi  dibagi  dalam beberapa jenis, yaitu:
1. Gardu distribusi konstruksi beton (Gardu beton)
2. Gardu distribusi konstruksi metal clad (Gardu besi)
3. Gardu distribusi tiang
a) Gardu tiang tipe potral
b) Gardu tiang tipe cantol
4. Gardu distribusi mobil
a) Gardu distribusi mobil tipe kios
b) Gardu distribusi mobil tipe trailer
F. Transformator Distribusi
Transformator  distribusi  adalah  suatu  peralatan  listrik utama  yang  berperan  penting  untuk  penyaluran  daya  listrik dalam  suatu  sistem  distribusi  yang  berfungsi  untuk menurunkan  tegangan  distribusi  primer  yang  merupakan tegangan  menengah  menjadi  tegangan  rendah  pada  sisi sekunder.
Trafo  Distribusi  yang  umum  digunakan  adalah  trafo  step down  20/0,4  kV,  tegangan  fasa-fasa  sistem  JTR  adalah  380 Volt,  karena  terjadi  drop  tegangan  maka  tegangan  rak  TR dibuat  diatas  380  Volt  agar  tegangan  pada  ujung  beban menjadi 380 Volt.
Pada  kumparan  primer  akan  mengalir  arus  jika  kumparan primer  dihubungkan  ke  sumber  listrik  bolak-balik,  sehingga pada inti transformer yang terbuat dari bahan feromagnet akan terbentuk sejumlah garis-garis gaya magnet (flux = ᶲ ).
Karena  arus  yang  mengalir  merupakan  arus  bola-balik maka  flux  terbentuk  pada  inti  akan  mempunyai  arah  dan jumlah yang berubah-ubah. Jika arus yang mengalir berbentuk sinus  maka  flux  yang  terjadi  akan  berbentuk  sinus  pula. Karena  flux  tersebut  mengalir  melalui  inti  yang  mana  pada inti  tersebut  terdapat lilitan  primer dan lilitan sekunder maka pada inti  primer dan sekunder tersebut akan timbul ggl (gaya gerak  listrik  )  induksi,  tetapi  arah  dari  ggl  induksi  primer berlawanan  dengan  arah  ggl  induksi  sekunder  sedangkan frekuensi  masing-masing  tegangan  tersebut  sama  dengan frekuensi  sumbernya.  Hubungan  tranformasi  tegangan  adalah sebagai berikut:
(1)
atau                                                            (2) (3) atau (4)

## G. Perhitungan Arus Beban Penuh Transformator
Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat dirumuskan sebagai berikut:
S= .V.I                                        (5) Dengan,
S  =  Daya transformator (kVA) V  =  Tegangan sisi primer transformator (kV) I    =  Arus jala-jala (A)
Sehingga, untuk menghitung arus beban penuh ( full load) dapat menggunakan rumus :
= (6)
Dengan,
=  Arus beban penuh S      =  Daya transformator (kVA) V     =  Tegangan sisi sekunder transformator (kV)

## H. Penyaluran dan Susut Daya
Misalkan daya sebesar P disalurkan melalui suatu saluran dengan penghantar netral. Apabila pada penyaluran daya arus- arus fasa dalam keadaan seimbang, maka besar daya dapat dinyatakan sebagai berikut:
P = 3.V.I.cos                                        (7)
dengan, P  =  Daya pada ujung kirim V =  Tegangan pada ujung kirim cos     =  Faktor daya Daya yang sampai ujung terima akan lebih kecil dari P karena terjadi penyusutan dalam saluran.

## I. Bilangan Jam Transformator
Bilangan  jam  harus  diketahui  apabila  kita  akan menyambung  pararel  dua  transformator.  Secara  umum bilangan umum jam yaitu huruf-huruf  yang menunjukan cara sambungan.  Notasi  untuk  hubungan  delta,  bintang,  zigzag, masing-masing  adalah  D,  Y  dan Z untuk sisi  tegangan tinggi dan d, y, dan z untuk sisi tegangan rendah. Untuk urutan fasa digunakan  notasi  U,  V,  W  untuk  tegangan  tinggi dan u,  v, w untuk tegangan rendah. Misalkan sebuah transformator dalam hubung  ‘D’  pada  sisi  tegangan  tinggi  ‘y’  pada  sisi  tegangan rendah.  Kemudian  lukis  sebuah  lingkaran  yang  menyerupai jam  dengan  angka-angka  1  samapai  12.  Pada  lingkaran digambar  sisi  tegangan  tinggi  berupa  sebuah  segitiga (hubungan  D)  sedemikian  rupa  sehingga  fasa  V  berada  pada angka  12.  Lalu  lukis  sisi  tegangan  rendah  berupa  bintang (hubungan y) dengan menempatkan secara tepat letak fasa u.
v,  dan  w.  Angka  jam  menyatakan  pergeseran  antara  fasa tegangan  tinggi  V  dan  fasa  tegangan  rendah  v,  pada  gambar 2.10  dapat  dilihat  pergeseran  fasa  sebesar  150 0 yang menyerupai  seperti  jam  5.  Dengan  demikian  transformator mempunyai  kelompok  hubungan  Dy5.  Contoh  gambar  dapat dilihat pada gambar 6.
J. Rugi-Rugi Pada Distribusi Rugi-rugi yang timbul pada transformator dapat mempengaruhi  daya  yang  digunakan  dan  juga  rugi-rugi  yang timbul  berupa  panas  akibat  pemakaian  transformator  yang tidak optimum, sehingga banyak daya yang terbuang percuma. Rugi-rugi  yang  akan  diperhitungkan  adalah  rugi-rugi transformator  dalam  keadaan  kosong  (no  load),  yang  akan dibandingkan bagaimana transformator diberi beban optimum dengan transformator dibebani tapi kurang dari nominal. Pada transformator tanpa beban, rugi-rugi yang dapat terjadi adalah:
1. Rugi-rugi tembaga
2. Rugi-rugi besi
3. Rugi-rugi tambahan

## K. Beban Listrik
Yang  dimaksud  dengan  beban  listrik  adalah  sejumlah tenaga  listrik  yang  dibutuhkan  pada  suatu  sistem  yang  dapat dinyatakan  dalam  satuan-satuan  kW,  kVA.  Beban  listrik adalah  istilah  teknis  dari  daya  yang  dikonsumsi  oleh pelanggan.  Penentu  beban  listrik  di  suatu  sistem  distribusi sehingga  dicapai  suatu  sisitem  distribusi  yang  baik  dari  segi ekonomi maupun teknik.
L. Klasifikasi Beban
Beban  listrik  dapat  diklasifikasikan  dalam  beberapa  jenis berdasarkan  faktor-faktor  seperti  jenis konsumen, lingkungan atau  geografis,  serta  tingkat  pelayanan  listrik.  Untuk  lebih jelas, klasifikasi beban dapat dilihat pada tabel I.
Berdasarkan  jenis konsumen, beban  diklasifikasikan atas  3 jenis yaitu:
1. Beban domestic
Kurva dari beaban domestic dapat dilihat pada gambar 7. 2. Beban Komersial Kurva dari beaban domestic dapat dilihat pada gambar 8.
Gbr 6. Bilangan Jam Dengan Golongan Hubung DY5
Tabel I
Klasifikasi Beban
Gbr 7. Kurva Beban Listrik Domestic
Gbr 8. Kurva Beban Listrik Komersial
Gbr 9. Kurva Beban Listrik Industri
3. Beban Industri
Kurva dari beaban domestic dapat dilihat pada gambar 9. Berdasarkan letak geografis dan lingkungan, beban listrik diklasifikasikan atas beberapa bagian, yaitu:
1. Tingkat  pelayanan  sangat  penting  yaitu  konsumen  yang memerlukan  pelayanan  listrik      tingkat  tinggi  seperti instansi pemerintahan, rumah sakit, dan lain-lain.
2. Tingkat  pelayanan  penting  seperti  kantor,  mall,  daerah perdagangan, sekolah dan lain-lain.
3. Tingkat  pelayanan  biasa  seperti  pelayanan  listrik  untuk pemukiman penduduk.

## M. Karakteristik Beban
Dalam mempelajari karakteristik beban listrik dikenal beberapa istilah, yaitu:
1. Beban Terpasang.
2. Kebutuhan Maksimum (maximum demand)
3. Faktro Kebutuhan (demand factor) Faktor kebutuhan dapat dinyatakan sebagai:
Faktor Keragaman =
(8)
4. Faktor Keragaman (diversity factor)
Faktor keragaman dapat dinyatakan sebagai: Faktor Keragaman = (9)
5. Faktor Beban (load factor)
Faktor beban dapat dinyatakan sebagai: Faktor = (10)
N. Sistem Tiga Fasa Sistem tiga fase dapat digambarkan dengan suatu sistem yang terdiri dari tiga sistem fase tunggal, dapat dilihat pada gambar 10.

## O.  Beban Tidak Seimbang pada Jaringan Distribusi
Sekunder Contoh gambar beban tidak seimbang dapat dilihat pada gambar 11.

## P. Sistem Y Dan Delta
Sistem Y merupakan sistem sambungan pada sistem tiga fase yang menggunakan empat kawat, yaitu R, S, T dan N. Sistem sambungan tersebut akan menyerupai huruf  Y, yang memiliki empat titik sambungan yaitu pada ujung-ujung huruf dan pada titik pertemuan antara tiga pembentuk huruf. Sistem Y dan D dapat dilihat pada gambar 12.

## Q.  Beban Tak Seimbang Terhubung Delta
Penyelesaian beban tak seimbang tidaklah dapat disamakan dengan beban yang seimbang. Penyelesaian akan menyangkut perhitungan  arus-arus  fase  dan  selanjutnya  dengan  hukum arus  Kirchhoff  akan  didapatkan  arus-arus  saluran  pada masing-masing fase. Dapat dilihat pada gambar 13.

## R. Beban Tak Seimbang Terhubung Y
Pada sistem ini masing-masing fase akan mengalirkan arus yang tak seimbang menuju Netral (pada sistem empat kawat). Sehingga arus netral merupakan penjumlahan secara vector
Gbr 10. Sistem Tiga Fasa
Gbr 11. Sumber Daya Sekunder yang Terhubung Y dengan Kawat Netral
Gbr 12. Sistem Y dan D
Gbr 13. Beban Tidak Seimbang Terhubung Delta
Gbr 14. Beban Tidak Seimbang Terhubung Y arus  yang  mengalir  dari  masing-masing  fase.  Dapat  dilihat pada gambar 14.
S.  Rugi-rugi Daya pada Jaringan Distribusi Total  rugi  daya  pada  jaringan  distribusi  karena  pada  kabel netral mengalir arus adalah penjumlahan rugi pada kabel fasa dan  rugi  pada  kabel  netral  dan  dapat  dinyatakan  sebagai berikut:
P T = P F + P N (11)
Dengan,
P F =  Rugi daya di kabel fasa P N =  Rugi daya di kabel netral Rugi daya pada kabel fasa dan kabel netral secara berturut- turut dirumuskan sebagai berikut:
P F = (  +  +   R)                                 (12) P N = R                                                   (13) dengan,
I R =  Arus pada fasa R I S =  Arus pada fasa S I T =  Arus pada fasa T I N =  Arus pada netral

## T.  Losses Pada Jaringan Distribusi
Yang dimaksud losses adalah perbedaan antara energi listrik yang disalurkan (N S ) dengan energi listrik yang terpakai (NI).
Losses= x 100%                                (14)
V. Losses Pada Penghantar Phase Rugi-rugi dengan beban terpusat di ujung dirumuskan:
V = I(R cos φ +X sin φ )L (15) ∆ P = 3.I 2 .R.L                                      (16) Sedangkan jika beban tersebar merata di sepanjang jaringan maka rugi energi yang timbul adalah:
∆ V = .(R cos φ +X sin φ )L                        (17)
∆ P  = 3 .R.L                                    (18) dengan,
I    =  Arus yang mengalir padan penghantar (Ampere) R    =  Tahanan pada penghantar (Ohm/km) X   =  Reaktansi pada penghantar (Ohm/km)\ Cos φ =  Faktor daya beban L    =  Panjang penghantar (km)

## U. Losses Akibat Beban Tidak Seimbang
Arus yang mengalir di sepanjang kawat netral, akan menyebabkan rugi daya di sepanjang kawat netral sebesar. ∧ P = .R                                                (19)

## III. METODE PENELITIAN

## A. Tempat Dan Waktu Penelitian
Gardu MH 40 berlokasi Perumahan Restika Permai Kairagi 2. Penelitian dan pengambilan data di gardu MH 40 dilakukan pada bulan November 2012.

## B. Prosedur Penelitian
Tahap 1: Persiapan Sebelum melakukakan penelitian penulis dahulu mencari literatur-literatur yang berkaitan dengan dengan materi yang akan dibahas, sehingga dapat diketahui data apa saja yang diperlukan, dan setelah itu penulis membuat surat izn untuk pengambilan data.
Tahap 2: Pengambilan Data Data yang diambil adalah data beban gardu MH 40 untuk jurusan 2.
Tahap 3: Pengolahan Data
Dari data yang didapat maka dilakukan pengolahan data. Data yang didapat dianalisa, antaralain menghitung tahanan penghantar, menganalisa pembebanan trafo, menganalisa ketidakseimbangan beban, menganalisa Losses dan menganalisa pemerataan beban. Tahap 4 : Penulisan penelitian Dari pengolahan data penulis membuat penulisan penelitian.
C. Data Transformator Gardu Data Transformator gardu  adalah:
Nama Gardu/ Lokasi  : MH 40 Restika Permai Kairagi 2 Merk              : Trafindo No Seri            : 9131299 Tahun              : 1991 Daya              : 100 kVA Jumlah fasa         : 3 Tegangan primer     : 20 kV Tegangan sekunder     : 0,4 kV Hubungan belitan    : Yzn-5

## D. Data Beban Gardu MH 40
Data beban gardu MH 40   pada pengukuran malam siang hari dapat dilihat pada table II dan tabel III.
• Untuk kabel fasa Tahan kabel fasa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
R 20 = 0.628 Ω pada tabel PUIL 2000 R t = R 20 x
= 0.628 x
= 0.628 x 1.28 x 0.956 = 0.768 Ω
• Untuk kabel netral
R t = R 20 x = 0.851 x = 0.851 x 1.28 x 0.956 = 1.041 Ω Tabel II
Data Pengukuran Beban pada Siang hari
Tabel III Data pengukuran beban pada malam hari pukul

## F. Analisa Pembebanan Trafo
Analisa Pembebanan trafo dilakukan dengan menghitung arus beban penuh trafo terlebih dahulu menggunakan persamaan (2.2) Untuk trafo pada gardu MH40: S = 100 kVA V = 0,4 kV
I FL = = = 433.01 A Dari perhitungan terlihat bahwa arus beban penuh trafo adalah 433.01 A
Pengukuran beban untuk jurusan 2 pada siang hari I rata =
= =  79,6 A Pengukuran beban untuk jurusan 2 pada malam hari I rata =
=
=  109 A
Presentase beban trafo pada siang hari adalah:
• =
= 18.38 %
Presentase beban trafo pada malam hari adalah:
• =
= 25,17 %

## H. Analisa Losses
Perhitungan  rugi  daya  yang  terjadi  pada  gardu  MH  40 menggunakan  persamaan  (2.11)  untuk  menghitung  rugi  daya
yang terjadi di kabel fasa, persamaan (2.12) untuk menghitung rugi daya dikabel netral, dan total rugi daya yang terjadi pada saluran yang merupakan penjumlahan rugi daya di fasa dan di netral menggunakan persamaan (2.10).

## I. Rugi Daya di Fasa
Dari  hasil  perhitungan  tahanan  saluran  di  halaman  37 diperoleh:
R = 0,768 Ω
• Pada pengukuran siang hari I R = 56 A ;       I S = 74 A;      I T = 109 A
P F = (56 2 + 74 2 + 109 2 ) 1,316 = (20493) 0,768 = 15738,624 Watt
• Pada pengukuran malam hari
I R = 95 A ;        I S = 62 A ;       I T = 170 A
P F = (95 2 + 62 2 + 170 2 ) 0,768 = (41769) 0,768 = 32078,592 Watt

## J. Rugi Daya di Netral
Dari  hasil  perhitungan  tahanan  saluran  di  halaman  37 diperoleh:
R = 1.041 Ω
• Pada pengukuran siang hari I N = 35 A
P N = 35 2 x 1.041 = 1275,2 Watt
• Pada  pengukuran malam hari
I N = 39 A P N = 39 2 x 1.041 = 1583,3 Watt

## K. Total Rugi Daya
Dengan  menggunakan  persamaan  (2.10)  total  rugi  daya yang terjadi pada saluran akan didapat:
• Pada pengukuran siang
P T = P F + P N = 15738,624+ 1275,2 = 17013,842 Watt
• Pada pengukuran malam
P T = P F + P N = 32078,592+ 1583,3 = 33661,892 Watt
Dari  data diatas dapat  dilihat bahwa total rugi daya pada jurusan  2  cukup  besar, yaitu  pada  siang hari  17013,842Watt dan pada malam hari 33661,892Watt.
Losses  yang  semakin  meningkat  dapat  menyebabkan kerugian pada pihak konsumen maupun pihak PLN. Kerugian dipihak  konsumen  berupa  kualitas  daya  menurun,  sedangkan kerugian dipihak PLN berupa rugi daya yang cukup besar.
Tabel IV Analisa Pemerataan Beban Pada Siang Hari

## L. Analisa Pemerataan Beban
Analisa  beban  dari  data  pelanggan  gardu  MH  40 jurusan 2
Data  pelanggan  beban  di  gardu  MH  40,  Arus  yang terpasang pada setiap fasa adalah:
• Fasa R = 100 A
• Fasa S = 86 A
• Fasa T =  180 A
Total Arus yang  terpasang adalah 366 A. Dari  data  pelanggan  ditabel  3.3  sudah  jelas  terlihat terjadi  ketidakseimbangan  beban  karena  di  fasa  T  bebannya lebih dari beban di fasa R dan S.
Analisa Pemerataan Beban Pada Siang Hari Data  pengukuran  di  gardu  MH  40  pada  siang  hari  pukul 13:48 arus yang terpasang pada setiap fasa adalah:
• Fasa R = 56 A
• Fasa S  = 74 A

## • Fasa T = 109 A
Total arus terpasang adalah 239 A. Dari  data  pengukuran  ditabel  I  sudah  jelas  terlihat  terjadi ketidakseimbangan beban karena di fasa T bebanya lebih dari beban di fasa R dan S.
Untuk mengurangi ketidakseimbangan beban perlu dilkakukan pemerataan beban dengan cara memindahkan arus dari fasa T sebesar 30 A yaitu satu ke fasa R sebesar 24 A dan satunya  lagi  ke  fasa  S  sebesar  6  A,  sehingga  arus  yang terpasang pada tiap fasa menjadi:
• Fasa R = 80 Ampere
• Fasa T = 80 Ampere
• Fasa S  = 79 Ampere
Dengan demikian pembagian beban di gardu MH 40 sudah bisa  dikatakan  merata.  Contoh  pemerataan  beban  pada  siang hari dapat dilihat pada tabel IV.
Analisa Pemerataan Beban Malam Hari Data  pengukuran  di  gardu MH 40  pada  malam   hari  pukul 19:08 arus yang terpasang pada setiap fasa adalah:
• Fasa R = 95 Ampere
• Fasa S  = 62 Ampere
• Fasa T = 170 Ampere
Total arus terpasang adalah 327 Ampere.
Tabel V Analisa Pemerataan Beban Pada Malam Hari
Dari  data  pengukuran  ditabel  II  dan  tabel  III  sudah  jelas terlihat  terjadi  ketidakseimbangan  beban  karena  di  fasa  T bebanya lebih dari beban di fasa R dan S.
Untuk mengurangi ketidakseimbangan beban perlu dilkakukan pemerataan beban dengan cara memindahkan arus dari fasa T sebesar 56 A yaitu satu ke fasa R sebesar 12 A dan satunya  lagi  ke  fasa  S  sebesar  44  A,  sehingga  arus  yang terpasang pada tiap fasa menjadi:
• Fasa R = 107 Ampere
• Fasa T = 106 Ampere
• Fasa S  = 108 Ampere
Dengan  demikian  pembagian  beban  di  garud  MH  40  sudah bisa dikatakan merata. Contoh pemerataan beban pada malam hari dapat dilihat pada tabel V.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan  analisa  data  yang  telah  dilakukan    maka dapat  disimpulkan sebagai   berikut:
1. Jaringan  distribusi  sekunder  gardu  MH  40  pada jurusan 2 terjadi ketidakseimbangan beban.
Ketidakseimbangan terjadi karena:
Pembagian  beban  yang  tidak  merata  di  antara konsumen, dapat dilihat dari analisa ketidakseimbangan  data  pelanggan  gardu  MH 40 pada Tabel 3.4, Tabel 3.5 dan Tabel 3.6  yaitu total arus yang terpasang adalah:
• Fasa R = 100 A
• Fasa S = 86 A
• Fasa T = 180 A Konsumen    atau    pelanggan    menggunakan    beban rumah    tangga    yang  sebagian  besar  merupakan beban  nonlinier.  Beban  nonlinier  yang digunakan akan    berpengaruh    terhadap    kecacatan    bentuk gelombang baik  arus  maupun  tegangan.
2. Ketidakseimbangan  yang  terjadi  membawa  pangaruh negatif    pada  jaringan  distribusi    sekunder    gardu MH  40.  Ketidakseimbangan    menyebabkan    ada arus yang mengalir pada kabel netral. Jika arus yang mengalir  pada  kabel  netral    semakin    besar, menyebabkan    losses    semakin    meningkat.    Dari Tabel  4.7 dapat dilihat bahwa total  rugi daya  pada siang hari mencapai 17013,842 Watt dan dari Tabel 4.8  dapat  dilihat  pula  total  rugi  daya  pada  malam
hari  mencapai  33661,892Watt.    Losses    yang semakin  meningkat  menyebabkan  kerugian  pada pihak konsumen maupun pihak PLN.
B.  Saran
1. Perlu  dilakukan  pengaturan  beban  yang  lebih  baik  di jaringan distribusi sekunder gardu MH 40.
2. Dalam  melakukan  penyambungan  daya  baru  perlu diperhatikan besar beban pada saluran yang ada.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A . Arismunandar, DR, M.A.Sc, Kuwahara. S, DR, Teknik Tenaga Listrik,
PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1993.
[2] Deshpande,M  V.  “Electrical Power  System Design”. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited. New Delhi. 1982
[3] D.  S.  William,    Jr.,  Analisis  Sistem  Tenaga,  Edisi  ke  empat,  Alih
Bahasa oleh Ir. Kamal idris, Penerbit erlangga, Jakarta, 1993.
[4] G. Turan, Electric Power Distribution System Engineering, McGraw-Hill, United States of America, 1986.
[5] H.  Saadat,    “Power  System  Analysis”.  WCB  McGraw-Hill.  Singapore. 1999
[6] Ir.  W.  Sarimun  N.,MT.  ”Buku  Saku  Pelayanan  Teknik”  Edisi  I.  Bulan
Maret 2012
[7] J.  S.  Setiadji,  “Pengaruh  Ketidakseimbangan  Beban  Terhadap Arus Netral Dan Losses Pada Trafo Distribusi”.Surabaya.
[8] Kushadiyono.MT  ,Drs,  Dasar  Teknik  Elektro,  STT  Wiworotomo, Purwokerto, 2003
[9] Persyaratan  Umum  Instalasi  Listrik  (PUIL)  2000,  Standar  Nasional Indonesia (SNI)
[10] R.  C.  Dugan,  Electrical  Power  System  Quality,  McGraw-Hill,  New York, 1996.
[11] Sulasno,  Ir.,  Analisis  Sistem  Tenaga  Listrik,  Badan  Penerbit  UNDIP, Semarang, 2001
[12] Stevenson Jr. W.D. Analisa Sistem Tenaga Listrik Erlangga, Jakarta, 1990