## Analisa Keandalan Suplai Listrik Dampak
Pemasangan Gardu Hubung dan Pecah Beban pada Jaringan Distribusi PLN UP3 Semarang Guna Meningkatkan Keandalan Sistem Kelistrikan
Stephanus Ryandityo 1 , Julius Sentosa Setiadji 2 , Emmy Hosea 3
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Kristen Petra, Surabaya sepuluh.rio@gmail.com, julius@petra.ac.id, emmyho@petra.ac.id

## Ringkasan
Tingkat keandalan dari suatu sistem distribusi adalah sangat penting guna menjamin kontinuitas supply tenaga listrik kepada konsumen. Semakin meningkatnya tuntutan dan kebutuhan pelanggan terhadap suplai daya listrik di daerah Unit Layanan Pelanggan (ULP) Semarang Barat dan Kendal, menuntut PLN UP3 Semarang untuk mampu mencapai target keandalan jaringan yang telah ditetapkan oleh PT. PLN (Persero). Penilitian dilakukan di ULP Semarang Barat dan Kendal sebelum dan sesudah pembangunan gardu hubung Mangkang. Penelitian dilakukan dengan cara mengumpulkan data terkait frekuensi dan durasi gangguan yang terjadi pada November tahun 2021 sampai dengan Oktober 2022, kemudian data dianalisis sehingga didapatkan keandalan jaringan distribusi tenaga listrik sebelum dan sesudah dibangunnya gardu hubung Mangkang di ULP Semarang Barat dan Kendal. Indeks keandalan  sebelum pembangunan gardu hubung  yang  memiliki nilai rata-rata SAIDI 1,157 jam/pelanggan/tahun dan rata-rata SAIFI yakni 1,085 kali/pelanggan/tahun, sedangkan sesudah pembangunan nilai rata-rata SAIDI yaitu 0,377 jam/pelanggan/tahun dan rata-rata SAIFI 0,377 kali/pelanggan/tahun.
Kata kunci: distribusi, keandalan, SAIDI, SAIFI

## Abstract
Currently the level of reliability of a distribution system is very important to ensure the continuity of the supply of electric power to consumers. As well as the increasing demands and needs of customers for electric power supply in Indonesia, especially the West Semarang and Kendal Customer Service Unit (ULP) areas to achieve the network reliability target set by PT. PLN (Persero). With research at ULP West Semarang and Kendal before and after the construction of the Mangkang link substation. The research was conducted by collecting data related to the frequency and duration of disturbances that occurred from November 2021 to October 2022, then the data was analyzed so that the reliability of the electric power distribution network was obtained before and after the construction of the Mangkang switch substation at ULP Semarang Barat and Kendal. With the reliability index before the construction of the switching substation which has an average SAIDI value of 1.157 hours/customer/year and an average SAIFI of 1.085 times/customer/year, while after
construction the SAIDI average value is 0.377 hours/customer/year and the average -SAIFI average 0.377 times/customer/year.
Keywords: distribution, reliability, SAIDI, SAIFI

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan akan energi listrik selama ini meningkat dari tahun ke tahun seiring dengan berkembangnya laju pertumbuhan ekonomi serta kesejahteraan hidup masyarakat terkhusus masyarakat kota Semarang. Sistem jaringan distribusi listrik di kota Semarang dikelola oleh PT. PLN (Persero) UP3 Semarang. Tingkat keandalan merupakan salah satu faktor yang penting dalam sebuah sistem distribusi tenaga listrik. Adanya pertumbuhan beban listrik yang meningkat dengan pesat dari tahun ke tahun seiring dengan meningkatnya angka kesejahteraan masyarakat, menuntut PT.  PLN (Persero) UP3 Semarang untuk mencapai target keandalan yang ditentukan. Pada saat situasi dimana adanya penambahan beban yang besar serta jaringan distribusi yang cukup padat, maka akan terjadi tingkat kegagalan serta gangguan yang akan bertambah juga, keandalan ini harus menjadi faktor besar yang diperhatikan agar pasokan energi listrik kepada pelanggan tetap kontinu dan stabil terhadap perubahan beban yang relatif besar. Semakin besar keandalan suatu sistem tenaga listrik maka akan semakin besar pula prosentase supply listrik yang dapat diterima oleh pelanggan, sehingga tidak ada lagi pemadaman berkala secara besar – besaran dan juga dapat memperpanjang umur peralatan – peralatan yang ada.

## 1.1.  Metodologi Penelitian
Sebagai upaya memudahkan penelitian ini, data akan diambil dalam kurun waktu sebelum dan sesudah dibangunnya gardu hubung dan pecah beban. Sebelum dibangunnya gardu hubung dan pecah beban ditemukan beberapa informasi seperti lama padam, frekuensi padam serta jenis gangguan yang paling kerap terjadi sehingga akan menjadi acuan dalam perhitungan nilai indeks SAIDI  atau System Average Interruption Duration Index dan SAIFI atau System Average Interuption Frequency Index [1]. Berdasarkan perhitungan yang didapat, masih memunculkan nilai indeks SAIDI dan SAIFI yang tidak memenuhi SPLN 59:1985 [2] yang ditentukan atau tidak menampilkan hasil yang ideal sesuai yang ditargetkan, maka diperlukan pembangunan gardu hubung dan pecah beban sebagai salah satu solusi untuk memperbaiki keandalan sistem kelistrikan.
SAIDI adalah indeks keandalan dari hasil perhitungan jumlah lamanya pemadaman pada pelanggan dalam waktu tertentu  [3]. SAIFI adalah indeks rata-rata dari jumlah pemadaman dalam periode satu tahun [4].
Analisi keandalan sesudah dibangunnya gardu hubung dan pecah beban dilakukan untuk memastikan tujuan dibangunnya gardu hubung dan pecah beban tersebut berjalan sesuai yang direncanakan sehingga akan dilakukan perbandingan hasil nilai indeks SAIDI dan SAIFI sebelum dan sesudah dibangunnya gardu hubung dan pecah beban dengan acuan SPLN 59:1985.

## 1.2. Flowchart Penelitian
Flowchart penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar  1. Flowchart secara umum uraian singkat penelitian

## 2. Tinjauan Pustaka

## 2.1.  Gardu Hubung
Gardu hubung memiliki fungsi,  yaitu  sebagai  gardu yang ditujukan untuk memudahkan manuver pembebanan dari satu penyulang ke penyulang lain yang dapat dilengkapi / tidak dilengkapi Remote Terminal Unit (RTU) [5] untuk mengantisipasi terjadi gangguan aliran listrik, program pelaksanaan pemeliharaan atau untuk maksud mempertahankan kontinuitas pelayanan [6].

## 2.2.  Gangguan Jaringan
Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan – gangguan yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga listrik ke konsumen  [7]. Gangguan adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal [8].
Gangguan terdiri dari gangguan temporer atau permanen, rata-rata jumlah gangguan temporer lebih tinggi dibandingkan gangguan permanen [9]. Seperti kegagalan isolator, kerusakan penghantar, kerusakan pada peralatan seperti transformator atau kapasitor. Gangguan permanen hampir semuanya menyebabkan pemutusan/gangguan pada konsumen.

## 2.3.   Keandalan Sistem Distribusi
Keandalan sistem distribusi adalah suatu kondisi dimana segala komponen dan sistem berada dalam kondisi yang stabil sesuai standar operasi yang sudah ditentukan [10]. Nilai keandalan suatu sistem bisa ditentukan berdasarkan durasi pemadaman, banyaknya pemadaman yang terjadi dan waktu yang dibutuhkan untuk menormalkan kondisi sistem saat terjadi pemadaman [11].

## 2.4.   Indeks Keandalan
Indeks keandalan adalah suatu cara dalam mengevaluasi data-data keandalan yang ada pada peralatan sistem jaringan distribusi dengan keandalan mutu pelayanan kepada konsumen. Dengan mengacu pada faktor jumlah pelanggan, durasi pemadaman, dan frekuensi pemadaman, maka dapat dievaluasi dan dapat dilihat kinerja sistem tersebut.
2.4.1.  SAIDI ( System Average Interruption Duration Index ) [3]
Indeks ini menggambarkan durasi atau lama pemadaman rata-rata yang dialami oleh pelanggan. Indeks ini dirumuskan dengan:
SAIDI = ∑ 𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑚𝑚 𝑖𝑖=1 𝑡𝑡𝐶𝐶 𝑁𝑁 jam/pelanggan/tahun (1)
dimana m = Jumlah pemadaman dalam satu tahun, ti = lama tiap pemadaman, Ci = jumlah konsumen yang mengalami pemadaman, N = jumlah konsumen yang dilayani.

## 2.4.2.  SAIFI (System Average Interruption Frequency Index) [3]
Indeks ini memberikan informasi tentang frekuensi rata-rata pemadaman per pelanggan. Indeks ini dirumuskan dengan:
SAIFI = ∑ 𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑚𝑚 𝑖𝑖=1 𝑁𝑁 kali/pelanggan/tahun
(2)
dimana m = Jumlah pemadaman dalam satu tahun, Ci = jumlah konsumen yang mengalami pemadamanm, N = jumlah konsumen yang dilayani.

## 2.5.   Standar Nilai Indeks Keandalan
Berdasarkan standar atau target SPLN 59:1985 yang ditentukan oleh PT. PLN untuk setiap unit wilayah masing-masing, dimana wilayah dari PT. PLN UP3 Semarang berada di unit induk wilayah DIY dan Jawa Tengah [12]. Untuk PT PLN UP3 Semarang sendiri nilai indeks keandalan SAIDI ditargetkan sebesar 21,09 jam/pelanggan/tahun. Sedangkan untuk SAIFI ditargetkan sebesar 3,21 kali/pelanggan/tahun [13].

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1.   Frekuensi dan Durasi Jenis Gangguan
Tabel 1 menunjukkan frekuensi gangguan fasilitas pada November 2021 –  Oktober 2022. Tabel 2 menunjukkan lama gangguan fasilitas (November 2021 – Oktober 2022).

## 3.2.   Perhitungan SAIDI SAIFI (Bulanan)
Pada bagian ini akan disajikan bagaimana perhitungan SAIDI SAIFI sebelum dan sesudah pembangunan gardu hubung Mangkang yang difokuskan pada area kerja ULP Semarang Barat dan Kendal sesuai dengan persamaan (1) dan (2).

## 3.3.   Analisa SAIDI SAIFI (Bulanan)
Berdasarkan hasil perhitungan nilai SAIDI dan SAIFI di atas, diperoleh angka SAIDI dan SAIFI triwulan 1 yaitu sebelum dibangunnya gardu hubung terhitung bulan Januari sampai dengan Maret 2022 dan triwulan 2 yaitu sesudah dibangunnya gardu hubung yaitu bulan April sampai dengan Juni 2022. Bagian ini akan memaparkan tentang bagaimana hasil analisa dari perhitungan yang sudah didapat termasuk nilai maksimal, minimal dan rata – rata SAIDI dan SAIFI.
Tabel 1. Tabel frekuensi gangguan fasilitas (November 2021 – Oktober 2022) Frekuensi Gangguan (Kali) Bulan Gardu Induk Penyulang Gardu Distribusi JTR STL-APP Total November 21 0 74 8 169 1.108 1.359 Desember 21 0 82 3 187 1.242 1.514 Januari 22 0 173 0 487 1.165 1.825 Februari 22 0 63 1 510 1.351 1.925 Maret 22 0 85 1 895 1.456 2.437 April 22 0 80 2 1.140 1.581 2.803 Mei 22 0 72 9 1.369 1.380 2.830 Juni 22 0 69 8 1.216 1.231 2.524 Juli 22 0 52 7 1.670 1.653 3.382 Agustus 22 0 88 6 1.878 1.678 3.650 September 22 0 60 3 1.532 1.157 2.752 Oktober 22 0 55 1 1.617 1.372 3.045 Total 0 953 49 12.670 16.374 28.687 Rata-rata 0 79,41 4,08 1.055,83 1.364,5 2.503,83 Tabel 2. Tabel lama gangguan fasilitas (November 2021 – Oktober 2022) Lama Gangguan (Jam) Bulan Gardu Induk Penyulang Gardu Distribusi JTR STL-APP Total November 21 0 78,06 1,12 156,24 802,13 1.037,6 Desember 21 0 95,33 2,02 184,19 957,66 1.239,2 Januari 22 0 262,05 0 416,61 916,41 1.595,07 Februari 22 0 85,83 1,35 408,46 1.066,2 1.561,84 Maret 22 0 120,39 0,75 707,99 1.168,24 1.997,37 April 22 0 113,95 5,55 854,86 1.133,57 2.107,93 Mei 22 0 79,89 12,8 1.153,3 1.101,71 2.347,7 Juni 22 0 129,71 14,76 1.014,25 981,88 2.298,14 Juli 22 0 79,97 12,04 1.381,47 1.332,68 2.806,16 Agustus 22 0 91,68 5,99 1.760,9 1.430,32 3.288,89 September 22 0 82,19 1,15 803,71 901,29 1.788,34 Oktober 22 0 80,37 0,60 593,45 938,61 1.613,03 Total 0 1.299,42 58,13 9.435,43 12.730,7 22.643,67 Rata-rata 0 108,28 4,84 786,28 1.060,89 1.886,97 Tabel 3. Hasil perhitungan SAIDI SAIFI Bulan Jam x Pelanggan Padam (a) Pelanggan Padam (b) Pelanggan (c) SAIDI (a/c) SAIFI (b/c) November 21 107.061,89 82.554 269.506 0,597 0,706 Desember 21 195.365,02 229.260 269.506 0,724 0,850 Januari 22 527.250,94 452.989 271.038 1,945 1,671 Februari 22 118.881,54 85.411 271.561 0,637 0,814 Maret 22 242.642,64 210.266 272.171 0,891 0,772 April 22 206.242,49 165.739 272.732 0,356 0,407 Mei 22 117.965,02 218.251 273.428 0,431 0,498 Juni 22 95.139,73 62.450 274.214 0,346 0,227 Juli 22 51.451,80 65.742 274.938 0,187 0,289 Agustus 22 120.845,07 183.345 275.867 0,438 0,664 September 22 69.934,41 98.682 276.422 0,253 0,357 Oktober 22 88.744,18 76.264 277.325 0,320 0,275
Tabel 4. Rekap perhitungan SAIDI SAIFI sebelum dibangunnya gardu hubung (Januari - Maret 2022) Bulan SAIDI Target SAIDI TW I Keterangan SAIFI Target SAIFI TW I Keterangan Januari 22 1,945 1,5 Tidak Memenuhi Syarat 1,671 1,5 Tidak Memenuhi Syarat Februari 22 0,637 1,5 Memenuhi Syarat 0,814 1,5 Memenuhi Syarat Maret 22 0,891 1,5 Memenuhi Syarat 0,772 1,5 Memenuhi Syarat Tabel 5. Rekap perhitungan SAIDI SAIFI sesudah dibangunnya gardu hubung (April - Oktober 2022) Bulan SAIDI Target SAIDI TW II Keterangan SAIFI Target SAIFI TW II Keterangan April 22 0,356 1,5 Memenuhi Syarat 0,407 1,5 Memenuhi Syarat Mei 22 0,431 1,5 Memenuhi Syarat 0,498 1,5 Memenuhi Syarat Juni 22 0,346 1,5 Memenuhi Syarat 0,227 1,5 Memenuhi Syarat Tabel 6. Nilai maksimal, minimal dan rata - rata SAIDI SAIFI sebelum dan sesudah dibangunnya gardu hubung Sebelum Pembangunan Sesudah Pembangunan SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI Nilai Maks. 1,945 1,671 0,431 0,498 Nilai Min. 0,637 0,772 0,346 0,227 Rata – Rata 1,157 1,085 0,377 0,377
Dari hasil yang disajikan, terlihat masih terdapat bulan yang indek SAIDI dan SAIFI nya belum memenuhi syarat dari target yang telah ditentukan. Hal ini ditunjukan juga dari gangguan / padam yang terjadi mayoritas diakibatkan oleh kelompok tidak terencana serta kelompok bencana alam pada fasilitas penyulang, JTR dan STL-APP.
Hasil rekap perhitungan nilai indeks SAIDI perbulan menunjukkan hasil yang baik dengan keterangan tiap bulannya mayoritas memenuhi syarat selama kurun waktu 6 bulan terkecuali pada bulan Januari 2022 dimana nilai SAIDI yang dihasilkan melebihi target yang telah ditentukan. Untuk nilai indeks SAIFI sebelum dibangunnya gardu hubung semuanya tidak memenuhi syarat yang telah ditentukan namun sesudah dibangunnya gardu hubung indeks yang muncul cukup baik dan menunjukkan grafik dengan kecenderungan menurun.
Gambar 2. Grafik SAIDI (Januari - Juni 2022)
1.945 0.637 0.891 0.356 0.431 0.346 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Jan-22 Feb-22 Mar-22 Apr-22 May-22 Jun-22 SA ID I ( Jam / B ul an / P el an gg an ) SAIDI Target SAIDI Semester 1
Gambar 3. Grafik SAIFI (Januari - Juni 2022)

## 4.3.   Analisa SAIDI SAIFI (Tahunan)
Berdasarkan standar yang digunakan dalam menentukan nilai SAIDI dan SAIFI menurut SPLN 59:1985, didapat standar untuk nilai SAIDI dan SAIFI yaitu SAIDI = 21,09 jam/tahun, SAIFI = 3,21 kali/tahun.
Dari nilai SAIDI dan SAIFI yang didapat, kemudian dikalikan dengan faktor penyesuaian untuk wilayah/area Jawa dan Bali.  SAIDI= 21,09 * 1,1 = 23,2 jam/tahun, SAIFI = 3,21 * 1,1 = 3,53 kali/tahun.
Tabel 7.  Faktor kali untuk nilai indek keandalan No Wilayah/Area Faktor 1 Jawa dan Bali 1,1 2 Sumatra 1,2 3 Kalimantan dan Sulawesi 1,3 4 Maluku. Nusa Tenggara Barat dan Timur 1,4 5 Irian Jaya dan Timor Timur 1,5
Untuk mendapatkan perhitungan nilai SAIDI dan SAIFI tiap tahunnya dapat menggunakan cara sebagai berikut:
Tabel 8. Data SAIDI Kurun Waktu (November 2021 - Oktober 2022) Bulan Jam x Pelanggan Padam (a) Pelanggan Padam (b) Pelanggan (c) SAIDI (a/c) SAIFI (b/c) November 21 107.061,89 82.554 269.506 0,397 0,306 Desember 21 195.365,02 229.260 269.506 0,724 0,850 Januari 22 527.250,94 452.989 271.038 1,945 1,671 Februari 22 118.881,54 85.411 271.561 0,437 0,314 Maret 22 242.642,64 210.266 272.171 0,891 0,772 April 22 206.242,49 165.739 272.732 0,756 0,607 Mei 22 117.965,02 218.251 273.428 0,431 0,798 Juni 22 95.139,73 62.450 274.214 0,346 0,227 Juli 22 51.451,80 65.742 274.938 0,187 0,289 Agustus 22 120.845,07 183.345 275.867 0,438 0,664 September 22 69.934,41 98.682 276.422 0,253 0,357 Oktober 22 88.744,18 76.264 277.325 0,320 0,275 Total 2.155.648,51 (d) 2.096.061 (e) 3.814.681 Rata – Rata 317.890,08 (f) 1.671 0.814
0.772 0.407 0.498 0.227 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 Jan-22 Feb-22 Mar-22 Apr-22 May-22 Jun-22 SA IF I ( K al i / B ul an / P el an gg an ) SAIFI Target SAIFI Semester 1
SAIDI = (d) / (f) = 2.155.648,51 / 317.890,08 = 6,78 jam/pelanggan/tahun SAIFI = (e) / (f) = 2.096.061 / 317.890,08 = 6,59 kali/pelanggan/tahun
Tabel 9. Perbandingan nilai SAIDI SAIFI Perhitungan SPLN 59:1985 Target PLN Semarang SAIDI 6,78 jam/tahun 23,2 jam/tahun 27 jam/tahun SAIFI 6,59 kali/tahun 3,53 kali/tahun 6,11 kali/tahun
Kondisi ini menunjukkan untuk sistem kelistrikan kota Semarang yang berpacu pada standar nilai SAIDI sudah handal atau berada jauh di bawah nilai maksimal yang diijinkan baik dalam SPLN 59:1985 maupun target yang ditentukan oleh PLN kota Semarang. Nilai SAIFI masih belum dapat memenuhi target. Hal ini dikarenakan masih seringnya terjadi gangguan/padam pada kelompok gangguan/padam yang tidak terencana dan kelompok gangguan/padam akibat bencana alam, dimana gangguan ini juga mayoritas terjadi pada fasilitas penyulang, JTR dan STL-APP.

## 5.   Kesimpulan
Pembangunan gardu hubung Mangkang dapat dikatakan bekerja dengan efektif, hal ini dapat dibuktikan melalui nilai indeks SAIDI SAIFI yang muncul pasca dibangunnya gardu hubung cenderung menurun atau dapat dibuktikan juga dengan nilai indeks SAIDI SAIFI yang terendah dalam kurun  waktu 12 bulan berada pada bulan Juli (SAIDI 0.187 jam/pelanggan) dan Juni (SAIFI 0.227 kali/pelanggan).

## Daftar Pustaka
[1]  Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (2023, February 12). electric power. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/technology/electric-power.
[2]  Wang, X., & Li, Y. (2016). Reliability Analysis of Power Distribution Systems Considering Renewable Energy Sources. Electric Power Systems Research.
[3]  Garcia, M., & Zhang, L. (2017). Reliability Analysis of Communication Networks Under Cascading Failures. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 35(10), 2279-2289.
[4]  Achmad  Fatoni,Dkk, Analisa Keandalan Sistem Distribusi 20 kV PT.PLN Rayon Lumajang dengan Metode FMEA (Failure Modes and Effects Analyis), Jurnal Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), 2016, Hal. 1 – 2, Vol. 5.
[5]  Putty Ika Dharmawati,dkk, Peningkatan Keandalan Sistem Distribusi Tenaga Listrik 20 kV PT. PLN (Persero) APJ Magelang Menggunakan Static Series Voltage Regulator (SSVR), Jurnal Jurnal Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), 2016, hal. 1- 2.
[6]  Kasim, I., Irianto, C. G., & Fachrizal, F. (2013). Perbaikan Jatuh Tegangan Pada Feeder B Kb 31p Setiabudi Jakarta Dengan Metode Pecah Beban. Jetri, 11(1), 107–119.
[7]  Winardi, B., Winarno, H., & Aditama, K. R. (2016). Perbaikan Losses Dan Drop Tegangan Pwi 9 Dengan Pelimpahan Beban Ke Penyulang Baru Pwi 11 Di PT. PLN (Persero) Area Semarang, 18(2), 64–69.
[8]  Abdillah, F., Pujiantara, M., & Soedibjo. (2014). Penyeimbang Beban Pada Gardu Distribusi Dengan Metode Seimbang Beban Seharian Di PT. PLN Area Bukittinggi. Teknik Pomits, 1(1), 1–6.
Analisa Keandalan Suplai Listrik Dampak Pemasangan Gardu Hubung dan Pecah Beban pada Jaringan Distribusi PLN UP3 Semarang Stephanus Ryandityo, Julius Sentosa Setiadji, Emmy Hosea
[9]  R. Lazuardi, I. Hajar dan A. Junaidi, “Studi Perbaikan Jatuh Tegangan Pada Jaringan Tegangan Rendah Dengan Pemasangan Gardu Sisip di Gardu CPT 2AS Penyulang Murid, UP3 Cikokol,” Institut Teknologi PLN, Jakarta, 2020.
[10] Handoko, D. (2016). Analisis keandalan sistem distribusi listrik pada pt pln (persero) distribusi jakarta raya area ciputat. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

## This Page Intentionally Left Blank