26

## Analisis Pembebanan Transformator 20 kV Terhadap

## Susut Daya ( Losses ) pada Jaringan Distribusi Penyulang Pujon PT PLN ULP Batu
Sobri Miftahus Sururi 1 , Sergio Xavier Paskal W. 2 , Sujito 3 , Rizal Dwi Saputra 4 , Muhammad Satrio Naufal 5 , Mita Elifisia 6 Universitas Negeri Malang Jl. Semarang No.5, Kota Malang, Jawa Timur 65145 sujito.ft@um.ac.id
Abstrak Susut  energi  listrik  ( losses )  dapat  mengakibatkan  hilangnya energi  selama  penyaluran  energi  pada  distribusi.  Nilai  yang melewati  batas  toleransi  berdampak  pada  keandalan  kualitas daya pada pelanggan PLN. Beban yang bersifat fluktuatif dapat mengakibatkan  rugi-rugi  pada  transformator.  Penelitian  ini menganalisis pembebanan transformator distribusi 20 kV untuk mengkaji  kondisi  kerja  pembebanan  transformator  dengan kaitannya  terhadap  susut  daya  ( losses )  yang  terjadi  selama kondisi  kerja  tersebut  berlangsung.  Analisis  pembebanan transformator didukung oleh data dan simulasi dengan bantuan software ETAP. Dari hasil persentase pembebanan, diperoleh 62 data transformator pada jaringan distribusi penyulang Pujon PT PLN  ULP  Batu,  terdapat  20  transformator  memiliki  persentase pembebanan  <  40%  dinyatakan  dengan  kondisi underload ,  35 transformator  memiliki  persentase  pembebanan  40%-80% dinyatakan dengan kondisi normal, dan 7 transformator memiliki persentase  pembebanan  >  80%  dinyatakan  dengan  kondisi overload .  Berdasarkan  hasil  simulasi  diperoleh  rugi-rugi  daya pada  transformator  tertinggi  terjadi  pada  transformator  D0009 dengan  nilai  rugi-rugi  sebesar  5.6  kW  dan  8.39  kvar  dengan persentase  pembebanan  transformator  95.05%  berkondisi overload .  Kondisi  yang  tidak  normal  pada  pembebanan transformator perlu ditindaklanjuti dengan upaya perbaikan.
Kata  Kunci :  Transformator  Distribusi  20  kV,  Rugi-rugi, Pembebanan

## Abstract
Electrical  energy  losses  (losses)  can  result  in  energy  loss  during energy  distribution  in  distribution.  Values  that  exceed  tolerance limits  have  an  impact  on  the  reliability  of  power  quality  for  PLN customers.  Fluctuating loads  can  cause  losses  to  the  transformer. This  research  analyzes  the  loading  of  a  20  kV  distribution transformer to examine the working conditions of the transformer loading  in  relation  to  the  power  losses  that  occur  during  these working  conditions. Transformer  loading  analysis  is  supported by data  and  simulations  with  the  help  of  ETAP  software.  From  the results  of  the  loading  percentage,  data  was  obtained  on  62 transformers  in  the  Pujon  PT  PLN  ULP  Batu  feeder  distribution network, there were 20 transformers with a loading percentage of
<40%  stated  under  underload  conditions,  35  transformers  had  a loading  percentage  of  40%  -80%  stated  under  normal  conditions, and  7  The  transformer  has  a  loading  percentage  >  80%  which  is expressed as an overload condition. Based on the simulation results, it  was  found  that  the  highest  power  losses  in  the  transformer occurred in the D0009 transformer with a loss value of 5.6 kW and 8.39 kvar with a transformer loading percentage of 95.05% under overload  conditions.  Abnormal  conditions  in  transformer  loading need to be followed up with repair efforts.
Keywords : 20 kV Distribution Transformer, Losses, Load

## I. PENDAHULUAN
Sebagai  perusahaan  listrik  negara  berbagai  penanganan telah dilakukan oleh PT PLN (Persero) UID Jawa Timur UP3 Malang  ULP  Batu  untuk  menanggulangi  gangguan  pada jaringan  distribusi.  Salah  satu  kendala  yang  muncul  yaitu terjadinya susut energi listrik ( losses ) pada jaringan distribusi. Susut  energi  listrik  ( losses )  terjadi  akibat  hilangnya  energi listrik ketika proses penyaluran, hal ini dapat dilihat dari adanya selisih  antara  energi  listrik  jual  dan  beli  yang  dapat menghasilkan  nilai  susut  energi  listrik  ( losses ),  nilai  yang melewati batas toleransi akan berdampak pada ketidak andalan kualitas  daya  yang  dihantarkan  menuju  pelanggan  dan  akan menyebabkan kerugian terhadap PLN sebagai perusahaan pen- supply  energi  listrik.  Dalam  proses  pendistribusian  energi listrik  tentu  tidak  lepas  dari  terjadinya  susut  energi  ( losses ), namun nilai susut energi memiliki batas toleransi sesuai dengan ketentuan yang berlaku.
Konversi  energi  listrik  memerlukan  peralatan  listrik pendukung, salah satunya transformator. Transformator adalah alat  listrik  statis  yang  digunakan  untuk  menyalurkan  energi listrik melalui suatu gandengan magnet dengan menggunakan prinsip  induksi  elektromagnetik  yang  dapat  menaikkan  dan menurunkan tegangan atau arus dengan frekuensi yang sama. Pada  efisiensi  suatu  transformator  tenaga  sangat  dipengaruhi beban yang dilayani oleh transformator tersebut.  Beban yang terpasang pada transformator biasanya selalu berubah-ubah.
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 10, No. 1, April 2024 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI: 10.19184/jaei.v10i1.44364
27
Beban  yang  bersifat  fluktuatif  ini  menimbulkan  rugi-rugi pada  transformator.  Ketika  suatu  transformator  diberi  energi akan  timbul  rugi-rugi  inti,  rugi-rugi  kumparan  dan  rugi-rugi bocor  merupakan  sumber  panas  dan  menyebabkan  kenaikan suhu  kumparan  dan  minyak  transformator  [1].  Kinerja transformator daya ditentukan melalui parameter rugi-rugi daya ( losses ) yang terjadi pada transformator  [2]. Jika terjadi rugi- rugi  pada  inti  besi  dapat  menyebabkan  timbulnya  panas  dan getaran  yang  berlebih  pada  transformator  sehingga menyebabkan nilai efisiensi dan usia pakai transformator ( Loss of Life ) menjadi berkurang. Salah satu penyebab rugi-rugi daya ( losses ) transformator adalah pembebanan pada transformator yang  mengalami overload. Kondisi  ini  mengakibatkan terganggunya  kontinuitas  penyaluran  daya  listrik  yang  dapat menyebabkan tingginya nilai rugi-rugi daya pada transformator. Nilai rugi-rugi daya  yang ditetapkan oleh PT. PLN  (Persero) melalui  SPLN  50:  1997  menetapkan  standar  rugi-rugi  daya pada transformator distribusi ≤ 2% [3].
Berdasarkan  penelitian  relevan,  pembebanan  yang  tinggi mengakibatkan rugi daya transformator yang tinggi pula, hal ini dibuktikan dengan data tranformator overload pada penyulang Tamansari Kota Tasikmalaya yaitu transformator RHY, SBBJ, dan STY. Transformator RHY dengan persentase pembebanan sebesar  92.03%  dari  250  kVA  kapasitas  transformator, mengalami  rugi  daya  aktif  5.2  kW  dan  rugi  daya  reaktif  7.8 kVAR  dengan  persentase  rugi  daya  aktif  sebesar  2.45%. Transformator  SBBJ  dengan  persentase  pembebanan  sebesar 96.58% dari 100 kVA kapasitas transformator, mengalami rugi daya  aktif  2.3  kW  dan  rugi  daya  reaktif  3.4  kVAR  dengan persentase rugi daya aktif sebesar 2.71%. Transformator STY dengan persentase pembebanan sebesar 99.80% dari 100 kVA kapasitas transformator, mengalami rugi daya aktif 2.4 kW dan rugi daya reaktif 3.7 kVAR dengan persentase rugi daya aktif sebesar 2.82%. Dari data tersebut ketiga transformator tersebut memiliki  nilai  persentase  rugi  daya  aktif  >  2%  yang  telah melewati batas rugi daya yang telah ditetapkan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa persentase pembebanan dapat mempengaruhi rugi daya pada transformator [4].
Berdasarkan kondisi tersebut perlu adanya analisis terhadap nilai, faktor penyebab, dan upaya perbaikan susut energi listrik ( losses )  penyulang  Pujon.  Kontribusi  utama  penelitian  ini menjadi  bahan  evaluasi  terhadap  susut  energi  listrik  ( losses ) jaringan  distribusi  penyulang  Pujon  dalam  rangka mengoptimalkan pemenuhan kebutuhan energi listrik terhadap konsumen.

## II. T EORI

## A. Transformator
Transformator daya adalah peralatan listrik yang mengubah tegangan  listrik  dari  tinggi  ke  rendah  atau  sebaliknya. Transformator  memegang  peranan  penting  dalam  sistem transmisi  dan  distribusi  listrik,  sehingga  alat  ini  harus beroperasi  secara  efisien  untuk  menyalurkan  listrik  untuk menciptakan  system  yang  optimal.  Transformator  dapat
dikelompokkan  menjadi  tiga  jenis,  yaitu  transformator  daya, transformator distribusi, dan transformator pengukuran [5].
Transformator  memiliki  dua  belitan  untuk  mengubah besaran ukur tegangan listrik dari tingkat satu ke tingkat yang lain. Kumparan transformator diisolasi dari inti dan kumparan lain  dengan  bahan  isolasi  padat.  Transformator  dua  belitan terdiri dari kumparan primer dan sekunder. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan bolak-balik, maka akan timbul  fluks  magnet  yang  menginduksikan  tegangan  pada kumparan sekunder. Apabila rangkaian sekunder ditutup, maka akan mengalir arus pada kumparan sekunder. Dengan demikian kumparan  pada  transformator  berfungsi  untuk  mengubah tegangan dan arus listrik [6].

## B. Pembebanan Transformator
Efisiensi  transformator  sangat  dipengaruhi  terhadap  beban diampu  oleh  transformator,  sehingga  transformator  harus bebani  sesuai  dengan  kapasitasnya.  Pembebanan  diatas  dan dibawah  standar  dapat  menyebabkan  panas  berlebih  pada kumparan  transformator.  Beban  yang  melebihi  kapasitas transformator  dapat  menimbulkan  risiko  kerusakan  [7].  Oleh karena itu diperlukan perhitungan persentase pembebanan pada transformator.
Persamaan  (1)  merupakan  persamaan  untuk  menghitung persentase pembebanan transformator distribusi, yaitu:
%𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 = 𝑆𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑆𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 × 100% (1) dimana:
𝑆 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 = daya pengukuran pada sisi sekunder (kVA) 𝑆 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 = daya nominal trafo (kVA)
Standar  kondisi  pembebanan transformator distribusi  telah ditetapkan  oleh  PT  PLN  (Persero),  dengan  persentase  beban terhadap  transformator  dengan  nilai  40 – 80%.  Apabila persentase  pembebanan  <  40%,  maka  kondisi  transformator dinyatakan underload dan  apabila  persentase  pembebanan  > 80%,  maka  kondisi  trafo  dinyatakan overload atau  bahkan overblast apabila persentase pembebanan >100% [8]. Dengan persamaan  tersebut  dapat  dilakukan  pemetaan  pada  setiap kondisi tranformator sehingga dapat dilakukan tindakan untuk meningkatkan efisiensi penyaluran energy listrik.

## C. Rugi-Rugi Daya pada Transformator
Dalam  kondisi  ideal,  daya  listrik  yang  masuk  ke transformator akan sama dengan daya listrik yang keluar dari transformator.  Namun  faktanya  hal  ini  tidak  akan  terjadi, karena  adanya  rugi  daya  pada  transformator  yang mengakibatkan  energi  listrik  tidak  tersalurkan  secara  penuh. Energi  listrik  tersebut  sebagian  akan  hilang  selama  proses transformasi  dengan  berubah  menjadi  bentuk  energi  lain, seperti panas dan getaran [9].
Pada  kondisi  tidak  berbeban,  transformator  hanya mengalami  rugi  inti  saja.  Perubahan  beban  tidak  akan mempengaruhi rugi inti, karena rugi inti akan tetap sama dari beban nol hingga beban penuh. Ketika kondisi berbeban maka
28
rugi  daya  yang  terjadi  disebabkan  oleh  rugi  inti  dan  rugi tembaga  [4].  Persamaan  (2)  merupakan  persamaan  untuk menghitung rugi daya pada transformator, yaitu:
𝑃 𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 =   𝑃 𝐶𝑜𝑝𝑝𝑒𝑟 +   𝑃 𝐶𝑜𝑟𝑒 (2) dimana:
𝑃 𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = total rugi-rugi transformator (W) 𝑃 𝐶𝑜𝑝𝑝𝑒𝑟 = rugi-rugi kumparan transformator (W) 𝑃 𝐶𝑜𝑟𝑒 = rugi-rugi Inti besi transformator (W)
1)  Rugi Tembaga (Copper Losses): Rugi tembaga adalah rugi  yang  disebabkan  oleh  arus  listrik  yang  mengalir  dalam kawat  tembaga.  Rugi  tembaga  berbanding  lurus  dengan besarnya beban. Semakin besar beban, semakin besar arus yang mengalir dalam kawat tembaga, dan semakin besar pula  rugi tembaga  [10].  Persamaan  (3)  merupakan  persamaan  untuk menghitung rugi tembaga pada transformator, yaitu:
𝑃 𝐶𝑈 = 𝐼 2 𝑃 . 𝑅 1 + 𝐼 2 𝑆 . 𝑅 2 (3) dimana:
𝑃 𝐶𝑈 = rugi – rugi tembaga (watt) 𝐼 2 𝑃 = arus primer (A)
𝐼 2 𝑆 = arus sekunder (A) 𝑅 1
= resistansi kumparan primer (Ω)
𝑅 2 = resistansi kumparan sekunder (Ω)
Persamaan  tersebut  hanya  berlaku  sebagai  pendekatan. Karena arus beban yang terus berubah menyebabkan rugi-rugi tembaga juga berubah-ubah sesuai dengan besar beban.
2)  Rugi Inti Besi (Core Losses): Rugi inti besi yang terjadi pada  transformator  disebabkan  oleh  dua  faktor,  yaitu  rugi hysteresis dan arus eddy yang dapat diukur melalui pengujian tanpa  beban.  Rugi  hysteresis  disebabkan  oleh  fluks  magnet yang  berubah-ubah  pada  inti  besi.  Sedangkan  arus  eddy disebabkan oleh arus listrik yang mengalir dalam inti besi [11]. Persamaan  (4)  merupakan  rugi  inti  besi  pada  transformator, yaitu:
𝑃 𝑓𝑒 =   𝑃 ℎ +   𝑃 𝑒 (4) dimana:
𝑃 𝑓𝑒 = rugi inti (watt) 𝑃 ℎ = rugi hysteresis (watt) 𝑃 𝑒 = rugi arus eddy (watt)
Rugi  hysteresis  disebabkan  oleh  fluks  bolak-balik  dalam peningkatan efisiensi dari transformasi gelombang elektromagnetik menjadi arus [12]. Persamaan (5) merupakan rugi hysteresis transformator, yaitu:
𝑃 ℎ =   𝐾 ℎ . 𝑓 . 𝐵 2 (5) dimana:
𝐾 ℎ = konstanta hysteresis
𝑓 = frekuensi (Hz)
𝐵 = kerapatan fluks maksimum (Tesla)
Gbr. 1 Ilustrasi Rugi Hysteresis
Rugi arus eddy adalah rugi yang disebabkan oleh arus listrik yang mengalir dalam inti besi. Arus listrik ini mengalir dalam bentuk  putaran,  sehingga  disebut  arus  eddy.  Arus  eddy menyebabkan pemanasan pada inti besi sehingga energi listrik tersebut terbuang menjadi energi panas [13].

## Gbr. 2 Ilustrasi Arus Eddy
Persamaan  (6)  merupakan  rugi  arus  eddy  transformator, yaitu:
𝑃 𝑒 =   𝐾 𝑒 . 𝑓 2 . 𝐵 2 (6) dimana:
𝐾 𝑒
= konstanta arus eddy

## D. Faktor Daya
Faktor  daya  adalah  ukuran  seberapa  efisien  energi  listrik digunakan.  Faktor daya  dapat  dihitung  dengan  menggunakan perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu (VA). Daya  aktif  adalah  daya  yang  sebenarnya  digunakan  untuk melakukan kerja, sedangkan daya semu adalah daya total yang mengalir  dalam  sistem  [14].  Persamaan  (7)  merupakan persamaan untuk menghitung faktor daya, yaitu:
𝐶𝑜𝑠 𝜑 = 𝑃 (𝑘𝑊) 𝑆 (𝑘𝑉𝐴) (7) Pada sistem tiga fasa diketahui:
𝑃 = √3 × 𝑉 × 𝐶𝑜𝑠 𝜑,   𝑃 = 𝑆 × 𝐶𝑜𝑠 𝜑,   𝑆 = √3 × 𝑉 × 𝐼 dimana:
𝐶𝑜𝑠 𝜑 = faktor daya
𝑃 = daya aktif (kW) 𝑆
= daya semu (kVA)
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 10, No. 1, April 2024 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI: 10.19184/jaei.v10i1.44364
29

## III. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Rancangan Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode  simulasi  dengan bantuan software ETAP.  ETAP  merupakan  perangkat  lunak yang  digunakan  untuk  melakukan  berbagai  simulasi  system tenaga listrik. Dalam simulasi terdapat beberapa tahapan yang dapat  dilakukan,  diantaramya,  membuat  desain  rangkaian sesuai dengan single line jaringan distribusi Penyulang Pujon, masukkan  data  jarak  dan  kapasitas  daya  transformator  pada software  ETAP  sesuai  dengan  rangkaian  dan  letak transformator,  dan runing  software ETAP.    Dengan  metode simulasi  diperoleh  hasil  rugi-rugi  daya  ( losses )  setiap transformator pada Penyulang Pujon. Data yang diperoleh akan disajikan dalam bentuk deskripsi.

## B. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dan pengambilan data susut energi listrik ( losses ) dilakukan di PT PLN (Persero) UID Jawa Timur UP3 Malang ULP  Batu  berlokasi  di  Jalan  Trunojoyo,  Songgokerto,  Kec. Batu, Kota Batu pada tanggal 3 Juli sampai dengan 25 Agustus 2023.

## C. Teknik Pengumpulan Data
Data  sampel  diperoleh  dari  berbagai  sumber  untuk mendukung penelitian ini, sehingga data yang diperoleh dapat diselaraskan satu sama lain. Adapun teknik pengumpulan data sampel dalam penelitian ini, diantaranya:
1)  Interview: Pengumpulan data dilakukan dengan teknik wawancara dan data yang telah tersedia di PT PLN (Persero) UID Jawa Timur UP3 Malang ULP Batu, yaitu data single line jaringan  distribusi  penyulang  Pujon  yang  ditunjukkan  oleh Gambar  3  dan  data  pembebanan  trafo  distribusi  penyulang Pujon yang ditunjukkan pada Tabel 1.
2)  Studi Literature: Pengumpulan data dilakukan membaca literature  baik  dari  penelitian-penelitian  sebelumnya  maupun dari internet yang berhubungan dengan objek yang diteliti.
Gbr. 3 Single Line Jaringan Distribusi Penyulang Pujon

## TABEL I DATA PEMBEBANAN TRAFO DISTRIBUSI PENYULANG PUJON
No Nomor GTT Kapasitas Daya Trafo (kVA) Beban (kVA) 1 D0009 250 237.63 2 D0016 200 117.73 3 D0019 250 125.47 4 D0033 250 178.10 5 D0036 100 81.29 6 D0057 150 117.46 7 D0058 100 72.22 8 D0059 160 113.08 9 D0060 250 170.20 10 D0061 160 146.91 11 D0062 200 10.46 12 D0063 100 58.07 13 D0064 100 60.78 14 D0065 160 110.27 15 D0066 100 60.65 16 D0076 75 35.53 17 D0077 160 112.66 18 D0079 250 185.34 19 D0080 150 88.45 20 D0087 100 43.83 21 D0088 100 41.99 22 D0089 160 157.60 23 D0094 100 79.41 24 D0098 160 97.16 25 D0123 150 112.91 26 D0124 50 35.52 27 D0145 160 152.73 28 D0147 100 38.74 29 D0153 160 111.33 30 D0168 25 5.87 31 D0174 200 104.15 32 D0175 160 1.15 33 D0180 160 80 34 D0195 160 7.04 35 D0196 50 25.15 36 D0197 25 18.01 37 D0198 200 137.37 38 D0202 160 105.57 39 D0204 50 15.09 40 D0206 200 57.48 41 D0212 100 38.61 42 D0216 200 130.85 43 D0217 50 28.07 44 D0219 100 83.67 45 D0223 100 47.09 46 D0236 25 5.97 47 D0262 100 73.73 48 D0265 100 53.75 49 D0266 100 80.41 50 D0287 250 38.87 51 D0298 100 35.96 52 D0305 100 8.90 53 D0334 160 63.55 54 D0340 100 8.95
30
55
D0346 160 87.90 56 D0352 100 20.60 57 D0353 160 28.32 58 D0359 100 2.05 59 D0378 160 64.15 60 D0391 100 0.70 61 D0405 160 59.33 62 D0426 100 1.82

## D. Analisis Pengumpulan Data
Data  yang  berhasil  diperoleh,  baik  data  dari  perusahaan maupun  data  literature  (teori)  akan dianalisa  secara  kualitatif dan akan disajikan dalam bentuk deskriptif. Dengan melakukan simulasi software ETAP  diperoleh  hasil  data  rugi-rugi  daya ( losses )  yang  telah  merepresentasikan  perhitungan  rugi-rugi daya yang terjadi pada setiap transformator. Dengan metode ini akan diperoleh deskripsi tentang data dan hasil simulasi yang telah dikumpulkan dalam kalimat logis.

## E. Flowchart
Setelah  memperoleh  data  yang  dibutuhkan,  langkah berikutnya yaitu mengolah data, dengan mengolah data tersebut sehingga diperoleh hasil yang akan dianalisa. Langkah terakhir adalah  menuliskan  penelitian  ke  dalam  karya  ilmiah  dan memberikan  kesimpulan  dari  penelitian  yang  dilakukan. Gambar flowchart dapat dilihat pada Gambar 4.
Gbr. 4 Flowchart Penelitian

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Perhitungan Pembebanan Transformator
Berdasarkan  data  beban  dan  kapasitas  transformator  pada penyulang Pujon yang diperoleh dari PT (Persero) ULP Batu sehingga  dapat  diketahui  persentase  pembebanan  setiap transformator.  Mengacu  pada  (1),  diperoleh  persentase pembebanan transformator penyulang Pujon dapat dilihat pada Tabel 2.

## TABEL II PERSENTASE PEMBEBANAN TRANSFORMATOR PENYULANG
PUJON No Nomor GTT Kapasitas Daya Trafo (kVA) Beban (kVA) Pembeb anan Trafo (%) Kondisi Trafo 1 D0009 250 237.63 95.05% Overload 2 D0016 200 117.73 58.86% Normal 3 D0019 250 125.47 50.18% Normal 4 D0033 250 178.10 71.24% Normal 5 D0036 100 81.29 81.29% Overload 6 D0057 150 117.46 78.30% Normal 7 D0058 100 72.22 72.22% Normal 8 D0059 160 113.08 70.67% Normal 9 D0060 250 170.20 68.08% Normal 10 D0061 160 146.91 91.81% Overload 11 D0062 200 10.46 5.23% Underload 12 D0063 100 58.07 58.07% Normal 13 D0064 100 60.78 60.78% Normal 14 D0065 160 110.27 68.91% Normal 15 D0066 100 60.65 60.65% Normal 16 D0076 75 35.53 47.37% Normal 17 D0077 160 112.66 70.41% Normal 18 D0079 250 185.34 74.13% Normal 19 D0080 150 88.45 58.96% Normal 20 D0087 100 43.83 43.83% Normal 21 D0088 100 41.99 41.99% Normal 22 D0089 160 157.60 98.5% Overload 23 D0094 100 79.41 79.41% Normal 24 D0098 160 97.16 60.72% Normal 25 D0123 150 112.91 75.27% Normal 26 D0124 50 35.52 71.04% Normal 27 D0145 160 152.73 95.45% Overload 28 D0147 100 38.74 38.74% Underload 29 D0153 160 111.33 69.58% Normal 30 D0168 25 5.87 23.48% Underload 31 D0174 200 104.15 52.07% Normal 32 D0175 160 1.15 0.71% Underload 33 D0180 160 80 50% Normal 34 D0195 160 7.04 4.4% Underload 35 D0196 50 25.15 50.3% Normal 36 D0197 25 18.01 72.04% Normal 37 D0198 200 137.37 68.68% Normal 38 D0202 160 105.57 65.98% Normal 39 D0204 50 15.09 30.18% Underload 40 D0206 200 57.48 28.74% Underload 41 D0212 100 38.61 38.61% Underload
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 10, No. 1, April 2024 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI: 10.19184/jaei.v10i1.44364
31
42 D0216 200 130.85 65.42% Normal 43 D0217 50 28.07 56.14% Normal 44 D0219 100 83.67 83.67% Overload 45 D0223 100 47.09 47.09% Normal 46 D0236 25 5.97 23.88% Underload 47 D0262 100 73.73 73.73% Normal 48 D0265 100 53.75 53.75% Normal 49 D0266 100 80.41 80.41% Overload 50 D0287 250 38.87 15.54% Underload 51 D0298 100 35.96 35.96% Underload 52 D0305 100 8.90 8.9% Underload 53 D0334 160 63.55 39.71% Underload 54 D0340 100 8.95 8.95% Underload 55 D0346 160 87.90 54.93% Normal 56 D0352 100 20.60 20.6% Underload 57 D0353 160 28.32 17.7% Underload 58 D0359 100 2.05 2.05% Underload 59 D0378 160 64.15 40.09% Normal 60 D0391 100 0.70 0.7% Underload 61 D0405 160 59.33 37.08% Underload 62 D0426 100 1.82 1.82% Underload
B. Analisis Pembebanan Transformator
Berdasarkan  perhitungan  pembebanan  transformator penyulang  Pujon  pada  Tabel  2,  diperoleh  hasil  persentase pembebanan  transformator  distribusi  penyulang  dengan berbagai kondisi, yaitu trafo dengan kondisi normal, underload , dan overload .  Kondisi  ini  diketahui  dari  standart  persentase pembebanan transformator yang dianjurkan SPLN 50/1982 dan D3.002-1:2007  yaitu  dengan  nilai  40%  -  80%  dari transformator  distribusi.  Jika  persentase  <  40%  maka transformator tersebut dinyatakan underload , jika persentase  >80%  maka  transformator  tersebut  dinyatakan overload ,  dan  jika  persentase  >  100%  maka  transformator tersebut  dinyatakan overblast [15].  Dari  hasil  persentase pembebanan pada Tabel 2, diperoleh 62 transformator terdapat 20  transformator  berkondisi underload ,  35  transformator berkondisi  normal,  dan  7  transformator  berkondisi overload . Hasil persentase pembebanan transformator tersebut didukung oleh simulasi dengan bantuan software ETAP.
C. Rugi-Rugi Daya (Losses) pada Transformator
Rugi-rugi  daya  pada  transformator  diperoleh  dari  simulasi dengan bantuan software ETAP. Rugi-rugi daya transformator dapat dilihat pada Tabel 3.
TABEL III RUGI-RUGI DAYA TRANSFORMATOR
No Nomor GTT Pembeba nan Trafo (%) Kondisi Trafo Rugi-Rugi Daya Daya Nyata (kW) Daya Reaktif (kvar) 1 D0009 95.05% Overload 5.6 8.39 2 D0016 58.86% Normal 1.7 2.55 3 D0019 50.18% Normal 1.55 2.32 4 D0033 71.24% Normal 3.18 4.78 5 D0036 81.29% Overload 1.64 2.47
6 D0057 78.30% Normal 2.28 3.42 7 D0058 72.22% Normal 1.29 1.94 8 D0059 70.67% Normal 1.99 2.99 9 D0060 68.08% Normal 2.87 4.31 10 D0061 91.81% Overload 3.44 5.16 11 D0062 5.23% Underload 0.0121 0.0182 12 D0063 58.07% Normal 0.84 1.26 13 D0064 60.78% Normal 0.931 1.4 14 D0065 68.91% Normal 1.9 2.85 15 D0066 60.65% Normal 0.932 1.4 16 D0076 47.37% Normal 0.43 0.645 17 D0077 70.41% Normal 2.01 3.02 18 D0079 74.13% Normal 3.45 5.17 19 D0080 58.96% Normal 1.29 1.93 20 D0087 43.83% Normal 0.477 0.715 21 D0088 41.99% Normal 0.435 0.652 22 D0089 98.5% Overload 3.98 5.96 23 D0094 79.41% Normal 1.58 2.37 24 D0098 60.72% Normal 1.47 2.21 25 D0123 75.27% Normal 3.18 4.77 26 D0124 71.04% Normal 0.65 0.975 27 D0145 95.45% Overload 3.71 5.57 28 D0147 38.74% Underload 0.376 0.564 29 D0153 69.58% Normal 1.92 2.87 30 D0168 23.48% Underload 0.0345 0.0518 31 D0174 52.07% Normal 1.32 1.97 32 D0175 0.71% Underload 0.0001 0.0002 33 D0180 50% Normal 0.963 1.45 34 D0195 4.4% Underload 0.0074 0.0111 35 D0196 50.3% Normal 0.311 0.466 36 D0197 72.04% Normal 0.327 0.49 37 D0198 68.68% Normal 2.35 3.53 38 D0202 65.98% Normal 1.74 2.61 39 D0204 30.18% Underload 0.11 0.165 40 D0206 28.74% Underload 0.393 0.589 41 D0212 38.61% Underload 0.372 0.557 42 D0216 65.42% Normal 2.15 3.23 43 D0217 56.14% Normal 0.387 0.581 44 D0219 83.67% Overload 1.79 2.69 45 D0223 47.09% Normal 0.548 0.823 46 D0236 23.88% Underload 0.0353 0.0529 47 D0262 73.73% Normal 1.34 2 48 D0265 53.75% Normal 0.727 1.09 49 D0266 80.41% Overload 1.61 2.41 50 D0287 15.54% Underload 0.146 0.219 51 D0298 35.96% Underload 0.319 0.479 52 D0305 8.9% Underload 0.0196 0.0294 53 D0334 39.71% Underload 0.628 0.942 54 D0340 8.95% Underload 0.0195 0.0292 55 D0346 54.93% Normal 1.2 1.81 56 D0352 20.6% Underload 0.105 0.158 57 D0353 17.7% Underload 0.117 0.176 58 D0359 2.05% Underload 0.001 0.0014 59 D0378 40.09% Normal 0.619 0.928 60 D0391 0.7% Underload 0.0002 0.0004 61 D0405 37.08% Underload 0.537 0.806 62 D0426 1.82% Underload 0.001 0.0014
32
Berdasarkan  Tabel  3,  diperoleh  rugi-rugi  daya  pada transformator  penyulang  Pujon  tertinggi  terjadi  pada transformator D0009 dengan nilai rugi-rugi ( losses ) sebesar 5.6 kW  dan  8.39  kvar  dengan  persentase  pembebanan transformator 95.05% berkondisi overload. Hal ini disebabkan karena  rugi-rugi  inti  besi  dan  tembaga  pada  transformator tersebut.  Rugi-rugi  inti  besi  dipengaruhi  oleh  rugi  hysteresis disebabkan  oleh  fluks  bolak-balik  dari  gelombang elektromagnetik menjadi arus, dan arus eddy yang disebabkan oleh listrik yang mengalir dalam inti besi dalam bentuk putaran yang menyebabkan pemanasan pada inti besi sehingga energi listrik  tersebut  terbuang  menjadi  energi  panas.  Rugi-rugi tembaga disebabkan oleh besarnya  arus listrik yang mengalir dalam kawat tembaga, karena rugi tembaga berbanding lurus dengan  besarnya  beban.  Sehingga  semakin  besar  beban, semakin besar arus yang mengalir dalam kawat tembaga, dan semakin besar pula rugi tembaga

## D. Dampak Persentase Pembebanan Transformator Tidak Normal
Dampak  yang  dialami  ketika  persentase  pembebanan transformator tidak normal akan mengakibatkan nilai rugi daya ( losses )  yang  besar  pada  transformator.  Dalam  kondisi overload akan terjadi peningkatan arus netral, arus netral tinggi yang  mengalir  pada  inti  besi  transformator  dapat mengakibatkan  arus  eddy  yang  besar,  karena  terjadinya peningkatan  medan  magnet.  Peningkatan  medan  magnet mengakibatkan arus yang mengalir mengalami perputaran pada inti  besi  yang  berdampak  pada  suhu  transformator  yang meningkat, karena energi listrik yang mengalir  pada  inti besi akan  berubah  menjadi  energi  panas.  Hal  ini  terjadi  karena adanya pengaruh dari arus eddy yang mengalir memiliki nilai yang besar [16].
Ketika  transformator  berkondisi overload dalam  kurun waktu  yang  lama  dapat  mengakibatkan  kenaikan  suhu  pada lilitan transformator. Panas berlebih pada lilitan transformator dapat  mengakibatkan  rusaknya  isolator  lilitan  yang  beresiko pada kerusakan dan berkurangnya umur transformator [17].
Pada  kondisi underload ,  transformator  tidak  akan  bekerja secara  optimal.  Hal  ini  terjadi  karena  beban  yang  diampu memiliki  nilai  kecil  dibandingkan  dengan  kapasitas transformator yaitu < 40% dari kapasitas transformator. Selain itu perusahaan dapat mengalami kerugian finansial karena telah mengeluarkan  biaya  investasi  besar  yang  tidak  sebanding dengan pendapatan beban pada transformator underload .

## E. Upaya Perbaikan Persentase Pembebanan Tranformator Tidak Normal
Upaya  perbaikan  yang  dapat  dilakukan  agar  pembebanan transformator  normal  yaitu  dengan  melakukan  penggantian transformator  dengan  kapasitas  yang  sesuai  dengan  beban listrik di suatu wilayah. Hal ini dilakukan apabila pembebanan transformator  berkondisi  tidak  normal  yang  disebabkan  oleh persentase pembebanan transformator yang terlalu besar pada wilayah  tersebut.  Nilai  persentase  pembebanan  pada
transformator  dapat  diperoleh  dengan  persamaan  (1).  Namun penggantian  transformator  ini  perlu  dipertimbangkan  karena memerlukan  biaya  investasi  yang  besar  dan  membutuhkan waktu yang lama.
Upaya  perbaikan  lain  yang  dapat  dilakukan  adalah pemindahan beban pada transformator yang mengalami beban overload maupun underload . Sebelum melakukan pemindahan beban,  dilakukan  terlebih  dahulu  pengukuran  beban  ketika beban puncak sebagai dasar pemetaan beban untuk mengetahui pembebanan  transformator.  Pengukuran  beban  puncak dilakukan sesuai dengan jenis pelanggan dan jam operasional penggunaan listrik, seperti pelanggan industri dapat dilakukan pengukuran  ketika  proses  produksinya  dan  pelanggan  rumah tangga dapat dilakukan pengukuran ketika malam hari karena pada  malam  hari  penggunaan  daya  listrik  rumah  tangga meningkat. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan tang amperemeter untuk mengetahui tegangan dan arus pada setiap fasa  transformator.  Setelah  melakukan  pengukuran  beban puncak  dan  pemetaan  beban  akan  diperoleh  kondisi pembebanan  pada  transformator.  Apabila  persentase pembebanan  transformator  mengalami  kondisi overload dan underload ,  maka  akan  dilakukan  pemindahan  beban  yaitu memindahkan jaringan beban (fasa) yang mengalami overload ke  jaringan  beban  (fasa)  yang  mengalami underload . Pemindahan jaringan ini dilakukan dengan memperhitungkan beban  yang  dapat  diampu  oleh  transformator  sesuai  dengan kapasitasnya,  dengan  cara  ini  beban  dapat  diampu  oleh transformator secara merata [18]. Dalam kasus ini upaya yang dapat  dilakukan  yaitu  melakukan  perpindahan  beban transformator  berkondisi overload ke tranformator underload maupun  normal,  diantaranya  dapat  dilakukan  pemindahan beban  transformator D0009  dialihkan ke  D0262 atau  menuju transformator  penyulang  lain  yaitu  penyulang  wastra  indah, pemindahan beban transformator D0061  dialihkan ke D0033, pemindahan beban transformator D0089  dialihkan ke D0124, dan  pemindahan  beban  D0145  dialihkan  ke  D019.  Sehingga mencapai persentase pembebanan transformator yang normal. Contoh  kegiatan  pemindahan  beban  yang  dilakukan  oleh  PT PLN (Persero) ULP Batu dapat dilihat pada Gambar 5.
Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI) Vol. 10, No. 1, April 2024 ISSN. 2502-3608; e-ISSN. 2443-2318, Terakreditasi Sinta 5 DOI: 10.19184/jaei.v10i1.44364
33

## V. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  data  persentase  pembebanan, diperoleh  62  data  transformator  pada  jaringan  distribusi penyulang  Pujon  PT  PLN  ULP  Batu,  terdapat  20 transformator  memiliki  persentase  pembebanan  <  40% dinyatakan  dengan  kondisi underload ,  35  transformator memiliki  persentase  pembebanan  40%-80%  dinyatakan dengan  kondisi  normal,  dan  7  transformator  memiliki persentase pembebanan > 80% dinyatakan dengan kondisi overload .  Dan  diperoleh  rugi-rugi  daya  transformator tertinggi  terjadi  pada  transformator  D0009  dengan  nilai rugi-rugi sebesar 5.6 kW dan 8.39 kvar dengan persentase pembebanan  transformator  95.05%  berdasarkan  analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa permasalahan rugi-rugi daya  pada  transformator  bergantung  pada  kondisi  kerja dari  pembebanan  transformator  tersebut.  Pada  kondisi overload transformator  memiliki  rugi-rugi  yang  lebih besar  dibanding  kondisi  kerja  pembebanan  normal. Sehingga  kondisi overload mengakibatkan  kerugian teknis pada transformator. Sedangkan, untuk kondisi kerja transformator  yang  terindikasi underload lebih mengakibatkan pada kerugian investasi karena peralatan yang  digunakan  tidak  digunakan  secara  optimal  sesuai kerja pembebanan normalnya.  Sebagai upaya perbaikan untuk  mengoptimalkan  kerja  pembebanan  transformator pada  jaringan  dilakukan  penggantian  transformator dengan kapasitas yang sesuai dengan beban listrik di suatu wilayah  atau  dengan  pemindahan  beban  pada transformator  yang  mengalami  beban overload maupun underload .  Upaya perbaikan yang dapat dilakukan PLN ULP  Batu  yaitu  melakukan  perpindahan  beban transformator  berkondisi overload ke  tranformator underload maupun normal, diantaranya  dapat  dilakukan pemindahan  beban  transformator  D0009  dialihkan  ke D0262  atau  menuju  transformator  penyulang  lain  yaitu penyulang wastra indah, pemindahan beban transformator D0061  dialihkan  ke  D0033,  pemindahan  beban transformator  D0089  dialihkan  ke  D0124,  dan pemindahan  beban  D0145  dialihkan  ke  D019.  Dengan upaya perbaikan tersebut diharapkan dapat meminimalisir terjadinya  rugi-rugi  daya  transformator  sehingga terciptanya sistem distribusi listrik yang handal.

## R EFERENSI
[1] M.  Srinivasan  dan  A.  Krishnan,  “Prediction  of  Transformer Insulation Life with an Effect of Environmental Variables,” Int. J. Comput. Appl. , vol. 55, no. 5, hal. 43 – 48, 2012, doi: 10.5120/8755- 2658.
[2] Y.  Y.  Rizki  dan  E.  Ervianto,  “Perkiraan  Umur  Transformator Berdasarkan  Pengaruh  Pembebanan  dan  Temperatur  Lingkungan
Menggunakan Metode Trend Linear,” Jom Fteknik , vol. 6, no. 2, hal. 1 – 8, 2019.
[3] PT.  PLN  (Persero),  “SPLN  50:1997  Spesifikasi  Transformator Distribusi.” Jakarta, hal. 1– 20, 1997.
[4] M. Aris Risnandar, L. Faridah, dan R. Nurdiansyah, “Analisis Rugi Daya Trafo Distribusi Pada Penyulang Tamansari Kota Tasikmalaya,” J.  Energy  Electr.  Eng. , vol.  13, no. 1, hal.  13 – 19,  2022,  [Daring].
Tersedia pada:
https://jurnal.unsil.ac.id/index.php/jeee/article/download/5643/2295
[5]
J.  Tiro  dan  R.  L,  “Analisis  Penempatan  Transformator  Distribusi Berdasarkan Jatuh Tegangan Di PT PLN(Persero) ULP Malino,” J. Teknol.  Elekterika ,  vol.  3,  no.  2,  hal.  69,  2019,  doi: 10.31963/elekterika.v3i2.1553.
[6] J.  Ohoiwutun,  M.  Dwiyanto,  dan  T.  Sogen,  “Analisis  Pengaruh Ketidakseimbangan  Beban  Terhadap  Efisiensi  Transformator Distribusi 100 kVA pada PT. PLN (Persero) Unit AIMAS,” vol. 5, no. 2, hal. 19, 2019.
[7] A. Monica Putri, Yassir, dan Maimun, “Studi Pengaruh Pembebanan Terhadap  Efisiensi  Transformator  66  Mva  Di  Pltmg  Sumbagut  2 Peaker 250 Mw,” J. Tektro , vol. 4, no. 2, hal. 118, 2020.
[8] C.  Arifin,  “Studi  Analisa  Penempatan  Transformator  Distribusi Berdasarkan  Beban  Lebih  Di  Pt.  Pln  (Persero)  Area  Kediri  Upj Rayon Srengat Blitar,” J. Qua Tek. , vol. 7, no. 2, hal. 1 – 15, 2017, doi: 10.35457/quateknika.v7i2.238.
[9] H. Elnizar, H. Gusmedi, dan O. Zebua, “Analisis Rugi -Rugi (Losses) Transformator Daya 150/20 KV di PT. PLN (Persero) Gardu Induk Sutami ULTG Tarahan,” Electrician , vol. 15, no. 2, hal. 116 – 126, 2021, doi: 10.23960/elc.v15n2.2197.
[10] E. Prabowo, “Studi Analisis Perhitungan Rugi Hysterisis Dan Arus Eddy Pada Trafo Step Up Fase 220V/5Kv,” Yogyakarta: Universitas Islam Indonesia, 2018.
[11] Syukri,  T.  M.  Asyadi,  Muliadi,  dan  F.  Maesnadi,  “Analisa Pembebanan Transformator Distribusi 20 kV Pada Penyulang LS5 Gardu LSA 24,” Jambura J. Electr. Electron. Eng. , vol. 4, no. 2, hal. 202 – 206, 2022.
[12] M.  D.  Lubis,  “Analisis  Pengaruh  Rugi -Rugi  Total  Akibat Pembebanan  Terhadap  Temperature  dan  Efisiensi  Transformator Distribusi  (di  PT.  Morawa  Elektrik  Trasbuana,  Tanjung  Morwa),” Medan: Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, 2019.
[13] H.  B.  Utomo  dan  E.  B.  Putri,  “Perhitungan  Rugi -Rugi  pada Transformator  Akibat  Harmonisa  dan  Perancangan  Filter  Pasif Menggunakan MATLAB,” Pros. 12th Ind. Res. Work. Natl. Semin. , vol. 2, no. 1, hal. 1 – 7, 2021.
[14] Y.  Esye  dan  S.  Lesmana,  “Analisa  Perbaikan  Faktor  Daya  Sistem Kelistrikan,” J. Sains Teknol. , vol. 11, no. 1, hal. 103 – 113, 2021.
[15] W. Setiawan Anjas dan Ilham, “Analisis Pembebanan Trafo Sebelum Penambahan  Gardu  Sisipan  Terhadap  Besarnya  Kapasitas  Daya untuk Memperbaiki Pembebanan pada Gardu Distribusi,” J. Vertex Elektro ,  vol. 14,  no.  2, hal.  90 – 101,  2022,  doi: 10.26618/jte.v14i2.10277.
[16] A.  B.  Prayoga  dan  B.  Suprianto,  “Analisis  Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Pada Transformator Distribusi Terhadap Rugi  Daya  (Losses)  Dengan  Digsilent  Power  Factory  di  PT.PLN (Persero) ULP Ngunut,” J. Tek. Elektro , vol. 12, no. 2, hal. 23 – 32, 2023, doi: 10.26740/jte.v12n2.p23-32.
[17] Nugraha,  M.  Trian,  dan  D.  Fauziah,  “Penanggulangan  Overload Transformator Distribusi dengan Metode Uprating di Gardu PNBS 20 KV ULP Pangandaran,” Pros. Semin. Nas. Energi , hal. 293 – 304, 2021.
[18] Kasyanto,  “Pengaruh  Regulator  Tegangan  Terhadap  Perbaikan Tegangan  Pada  Jaringan  Tegangan  Menengah  20  kV  Penyulang Purwodadi 10,” Semarang: Universitas Diponegoro, Semarang, 2011.