e-ISSN : 2715-5064

## ANALISIS KETIDAKSEIMBANGAN TRANSFORMATOR UNTUK IDENTIFIKASI BEBAN LEBIH GARDU E308
Muhammad Abdul Latif *1) , Dian Budhi Santoso 2
1,2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
1,2 Jl. HS Ronggo Waluyo, Puseurjaya, Kec. Telukjambe Tim., Kabupaten Karawang, Jawa Barat 41361 email: 1 Muhammad.abdul1707@student.unsika.ac.id , 2 Dian.budhi@ft.unsika.ac.id
Abstract − A common disruption to power distribution channels is  a  load  imbalance  caused  by  the  customer's  one  phase  low voltage network load. Imbalances that occur in transformers can result  in  the  quality  of  low  electric  power,  thus  affecting  the quality  of  the  electric  power  distribution  system,  therefore  it necessary  to  equalize  the  load  between  the  distribution transformer phases. The purpose of this writing is to determine the percentage of loading and load imbalance of the distribution transformer, so that the disruptions that occur in the distribution channel can be overcome. In addition, another goal is to identify more load on the distribution transformer. Based on the results of calculations  and  simulations,  obtained  the  highest  average imbalance percentage result is transformer 1 at night of 21.6%, the percentatse of the value exceeds the standard set by IEEE by 20%. The tiel obtained in the measurement does not indicate any more load on all E308 substation transformers, because the phase current  value  is  less  than  the  nominal  current  which  does  not exceed 80% of the standard load limit.
Abstrak  Gangguan yang umum terjadi pada saluran distribusi tenaga  listrik  ialah  ketidakseimbangan  beban  yang  disebabkan karena  beban  satu  fasa  jaringan  tegangan  rendah  pelanggan. Ketidakseimbangan  yang  terjadi  pada  transformator  dapat mengakibatkan  kualitas  dari  tenaga  listrik  rendah  sehingga berpengaruh terhadap kualitas sistem penyaluran tenaga listrik, dengan  demikian  perlunya  pemerataan  beban  antar  fasa transformator distribusi. Tujuan dari penulisan ini adalah untuk mengetahui  persentase  pembebanan      dan  ketidakseimbangan beban transformator distribusi, sehingga gangguan yang terjadi pada saluran distribusi dapat diatasi. Selain  itu, tujuan  lainnya adalah  untuk  mengidentifikasi  beban  lebih  pada  transformator distribusi.  Berdasarkan  hasil  perhitungan  dan  simulasi, didapatkan  hasil  persentase  rata-rata  ketidakseimbangan tertinggi  adalah  trafo  1  pada  malam  hari  yaitu  sebesar  21,6%, persentase nilai tersebut melebihi standar yang telah diatur oleh IEEE sebesar 20%.  Adapun dasil yang didapat pada pengukuran tidak menunjukan adanya beban lebih pada semua transformator  gardu  E308,  karena  nilai  arus  fasa  kurang  dari arus nominal yaitu tidak melebihi 80% dari standar batas beban lebih.
Kata Kunci  Ketidakseimbangan, pembebanan, beban lebih.

## I. PENDAHULUAN
Dewasa  ini,  listrik  menjadi  salah  satu  kebutuhan  primer yang  merupakan  tumpuan  utama  dalam  setiap  kegiatan  yang dilakukan dimasyarakat umum. Selaras dengan meningkatnya jumlah penduduk terutama dikota-kota besar berbanding pula dengan  jumlah  pemakaian  energi  tenaga  listrik  teutama  pada pelanggan jaringan tegangan rendah.
Pemakaian listrik yang tidak merata terjadi pada pelanggan jaringan  tegangan  rendah  (JTR)  mengakibatkan  terjadinya ketidakseimbangan  beban  pada  tansformator  distribusi  [1]. Ketidakseimbangan beban ini disebabkan karena adanya pola penyebaran antara beban tiga fase dimana koneksi yang terjadi tidak  memperhitungkan  beban  besar  pada  setiap  fase  akan menghasilkan  distribusi  beban  yang  tidak  merata  antara  tiga fase dalam sistem distribusi sekunder [3].
Analisa pembebanan transformator distribusi ini memiliki tujuan  untuk  mengidentifikasi  beban  lebih  yang  diakibatkan oleh beban tidak seimbang yang sesuai dengan standar. Tujuan utama  dari  proses  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui persentase  pembebanan  dan  ketidakseimbangan  beban transformator distribusi. Selain itu, tujuan lain dari penelitian adalah untuk mengidentifikasi beban lebih pada transformator distribusi.  Penulis  memilih  studi  kasus  ketidakseimbangan beban  transformator,  yang  analisisnya  dibatasi  pada  kasus menghitung ketidakseimbangan transformator serta mengetahui persentase ketidakseimbangannya.
II. PENELITIAN YANG TERKAIT Pada  penelitian  ini  terdapat  beberapa  rujukan  dari penelitian  terkait  atau  penelitian  terdahulu  yang  dijadikan sumber acuan. Adapun penelitian terkait tersebut yaitu sebagai berikut:
1. Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  J.  Ohoiwutun, dkk. [ 5]  yaitu  analisis  untuk  mengatahui  seberapa besar  pengaruh  rugi-rugi  beban  terhadap  efisiensi transformator pada unit distribusi tenaga listrik.
2. Pada penelitian terkait ini, bertujuan untuk mengetahui pembebanan sebuah Transformator distribusi, kemudian  dilakukan  pemeratan  beban  dengan memindahkan  fasa  beban  berat  ke  fasas  yang  lebih ringan [7].
3. Penelitian  [1]  menganalisis  sebuah  penyulang  gardu untuk  mengetahuai  terdapatnya  ketidakseimbangan beban sesuai dengan standar IEEE.
III. METODE PENELITIAN Pada  penelitian  ini  data  yang  digunakan  merupakan sample  acak  dari  hasil  pengukuran  gardu  distibusi  yang dilakukan  oleh  salah  satu  perusahaan  BUMN  bidang kelistrikan.  Adapun  peralatan  yang  digunakan  dalam pengambilan tersebut antara lain, Alat Pelindung Diri (APD),
e-ISSN : 2715-5064
meliputi  helm,  sepatu,  rompi,  dan  sarung  tangan,  Tang Ampere, Multimeter dan, Laptop.
Proses  pengambilan  data  dilakukan  bersamaan  dengan dilakukannya  inspeksi  rutin  petugas  gardu  distribusi,  yang merupakan  kegatan  rutin  yang  diakukan  untuk  melakukan pemeriksaan  kelaiakan  dari  unit  gardu  distribusi.  Data  yang dibutuhkan  pada  penelitian  ini  adalah  hasil  pengukuran  R,  S dan, T dari transformator distribusi, nilai tersebut didapat dari hasil pengukuran pada Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR)  yang  terhubung  pada  transformator.  Pengukuran dilakukan  pada  setiap  jalur  dari  PHB-TR  tersebut  sehingga diapat besar nilai pada R, S dan, T pada tiap jalurnya. Alat yang digunakan untuk mengukur PHB-TR  tersebut yaitu menggunakan tang amper.
Adapun transformator yang tedapat pada gardu E308 dapat dilihat pada tabel berikut ini
T ABEL I D ATA T EKNIS T RANSFORMATOR G ARDU E308 Data Transformator 1 2 Buatan Pabrik Trafindo B&D Tipe Outdor Outdor Nomor Seri 10235132 7301990 Daya 630 kVA 630 kVA Arus 6,8 –359 A    6,8 –359 A Tegangan Primer 20.000 V 20.000 V Tegangan Sekunder 400 V 400 V Hubungan Dyn5 Dyn5 Impedansi 4% 4% Fasa 3 3
Dalam  prosesnya,  penelitian  disusun  dengan  sistematis melalui  beberapa  tahapan  yang  dilakukan  secara  garis  besar sebagai berikut:
Gambar I Alur penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Pengukuran Pembebanan Transformator
Pada pelaksanaannya proses pengukuran beban transformator  dilakukan  diwaktu  yang  bebeda  yaitu  pada
waktu  beban  puncak  (WBP)  dan  lewat  waktu  beban  puncak (LWBP). Dan berikut adalah data pembebana transformator.
Tabel  II
Data Pengukuran Beban LWBP Trafo 1 Gardu E308 JALUR Arus Fasa Trafo R(Amp) S(Amp) T(Amp) A - - - B 115 66 122 C D E F 54 86 84 109 36 48 53 97 54 48 48 113 Jumlah Arus Beban per Fasa
I 𝑅 I 𝑆 I 𝑇 448 300 385
Pada tabel II diatas merupakan data hasil pengukuran trafo 1  gardu  e308  yang  diambil  pada  siang  hari.  Terdapat  6  jalur pada transformator ini, tetapi untuk jalur A tidak terdapat nilai beban dikarenakan jalur tersebut tidak terpakai. Jumlah beban perfasanya  terdapat  perbedaan  yang  tidak  terlalu  signifikan, untuk total fasa R yaitu 448 Amp, pada pasa S berjumlah 300 Amp dan, untuk fasa T yaitu 385 Amp
. Tabel III
Data Pengukuran Beban WBP Trafo 1 Gardu E308 WBP JALUR Arus Fasa Trafo R(Amp) S(Amp ) T(Amp) A - - - B 184 113 176 C D E F 108 144 99 165 74 89 86 27 107 90 100 169 Jumlah Arus Beban per Fasa
I 𝑅 I 𝑆 I 𝑇 700 389 642
Pada  tabel  III  merupakan  data  hasil  pengukuran  trafo  1 gardu  e308  yang  diambil  pada  malam  hari.  Pada malam  hari bisa  dikatakan  sebagai  puncak  dari  penggunaan  listrik  pada beban,  oleh  karena  itu  disebut  dengan  istilah  Waktu  beban Puncak (WBP). Jumlah beban perfasanya terdapat  perbedaan yang tidak terlalu signifikan, untuk total fasa R yaitu 700 Amp, pada pasa S berjumlah 389 Amp dan, untuk fasa T yaitu 625 Amp.
Tabel IV Data Pengukuran Beban LWBP Trafo 2 Gardu E308 LWBP JALUR Arus Fasa Trafo R(Amp) S(Amp) T(Amp) A 0 0 1 B 150 113 145 C D 77 95 145 88 99 82 Jumlah Arus Beban per Fasa I 𝑅 I 𝑆 I 𝑇 322 346 327
Pada  tabel  IV  diatas  merupakan  data  hasil  pengukuran trafo  2  gardu  e308  yang  diambil  pada  siang  hari.  Pada  siang
e-ISSN : 2715-5064
hari  dikenal  dengan  LWBP  atau  lewat  beban  puncak,  karena sudah masuk dimana jumlah pembebanan menurun. Terdapat 4  jalur  pada  transformator  ini,  pada  jalur  A  beban  R  dan  S bernilai nol dan untuk nilai T yaitu 1. Jumlah beban perfasanya terdapat  perbedaan  yang  tidak  terlalu  signifikan,  untuk  total fasa R yaitu 322 Amp, pada pasa S berjumlah 346 Amp dan, untuk fasa T yaitu 327 Amp.
Tabel V
Data Pengukuran Beban WBP Trafo 2 Gardu E308 JALUR Arus Fasa Trafo R(Amp) S(Amp) T(Amp) A 0 1 0 B 221 79 264 C D 112 138 184 125 164 124 Jumlah Arus Beban per Fasa I 𝑅 I 𝑆 I 𝑇 471 389 552
Pada  tabel  V  merupakan  data  hasil  pengukuran  trafo  2 gardu e308 yang diambil pada  malam  hari. Pada pengukuran malam hari pada trafo 2 ini, untuk total fasa R yaitu 700 Amp, pada pasa S berjumlah 389 Amp dan, untuk fasa T yaitu 625 Amp.

## B. Menghitung  Persentase  Pembebanan  Transformator Distribusi
Untuk menentukan persentase pembebanan pada transformator  distribusi  terlebih  dahulu  dihitung  nilai  arus beban penuh.
Diketahui: S (Daya Semu) = 630 kVA 𝑉 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎−𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 = 400 V
𝐼 𝐹𝐿 = 𝑆 √3𝑉 = 630000 √3.400 909,32 A
Persentase  pembebanan  pengukuran  siang  hari  (LWBP) trafo 1.
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝐼 𝑅 + 𝐼 𝑆 + 𝐼 𝑇 3 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 𝐼 𝑅 + 𝐼 𝑆 + 𝐼 𝑇 3
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 448 + 300 + 385 3 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 377,66
%𝑏 = 377,66 909,32 𝑥100% = 41,53%
Persentase  hasil  pembebanan  yang  didapat  dari pengukuran malam hari (WBP) trafo 1.
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 700 + 389 + 642
3 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 577
%𝑏 = 577 909,32 𝑥100% = 63,45%
Persentase  pembebanan  pengukuran  siang  hari  (LWBP) trafo 2.
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 322 + 343 + 327 3 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 330,66 %𝑏 = 330,66
909,32 𝑥100% = 36,36%
Persentase  pembebanan  pengukuran  malam  hari  (WBP) trafo 2.
𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 471 + 389 + 552 3 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 470,66
%𝑏 = 470,66
909,32 𝑥100% = 51,75% C. Menghitung Ketidakseimbangan Beban Pada

## Transformator Distribusi
Sebelum  menghitung  nilai  ketidakseimbangan  beban tentukan  arus  rata-rata  pada  transformator  distribusi  dahulu sesuai dengan data waktu pengamatan.
Dari  hasil  perhitungan  arus  rata-rata  yang  telah  didapat sebelumnya,  kemudian  nilai  dari  masing-masing  fasa  dibagi dengan  arus  rata,  maka  untuk  menentukan  nilai  tersebut digunakan koefisien a, b, dan c dengan hasil perhitungan pada trafo 1 LWBP sebagai berikut.
a = 𝐼 𝑅 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 448 377,66 = 1,18
b = 𝐼 𝑆 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 300 377,66 = 0,79 c = 𝐼 𝑅 𝐼 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 385 377,66 = 1,01
Besar  masing-masing  koefisien  dalam  kondisi  seimbang akan bernilai 1. Oleh karena itu, dapat diketahui rata-rata untuk mengetahui ketidakseimbangan beban (%) yaitu:
= {|𝑎−1|+|𝑏−1|+|𝑐−1|} 3 x100% = {|1,18−1|+|0,79−1|+|1,01−1|}
3 x100% =13,33% Berikut merupakan rata-rata persentase
ketidakseimbangan beban untuk seluruh hail perhitungan pada transformator distribusi pada gardu E308.
Tabel VI
Hasil rata-rata ketidakseimbangan beban transformator distribusi
Trafo E308 Persentase Pembebanan (%) Rata-rata Ketidakseimbangan beban (%) Trafo 1 LWBP 41,53 13,33 Trafo 1 WBP 63,45 21,6 Trafo 2 LWBP 36,36 2,6 Trafo 2 WBP 51,75 12 Dapat dicermati dari tabel diatas persentase ketidaksembangan  beban  dari  masing-masing  transformator dengan  pengambilan  data  pengukuran  pada  2  waktu  yang berbeda, besar persentase pada WBP memiiki ketidakseimbangan  yang  cukup  besar  dibandingkan  dengan LWBP.  Pada trafo  1  WBP  rata-rata  ketidakseimbangan  yang
e-ISSN : 2715-5064
diperoleh  persentse  nya  melebihi  batas  toleransi  yang  telah diatur  oleh  standar  IEEE  std.  446  1980.  Adapun  batasan toleransi yang diatur oleh IEEE yaitu antara 5% sampai dengan 20%.
Ketidakseimbangan beban ini terjadi karena pembagian beban yang tidak merata antar fasa transformator akibat adanya ketidaksamaan waktu penggunaan beban dan kapasitas beban. Dengan demikian diperlukan pemerataan beban terutama pada trafo 1 WBP.

## D. Identifikasi Adanya Beban Lebih
Dalam  proses  identifikasi  adanya  beban  lebih  yang tejadi pada setiap fasa transformator distrubusi terlebih dahulu dilakukan  pebandingan  antara  arus  nominal  dengan  arus  tiap fasa.  Maka  diketahui  arus  nominal  transformator  daya  630 kVA yaitu:
S = √3 . 𝑉. 𝐼 𝑛 S = Daya pada Transformator (kVA)  = 630 kVA V  =  Tegangan/voltage  Sisi  Primer  Transformator  (V)  = 400 V
630000= √3 380. 𝐼 𝑛
𝐼 𝑛 = 630000 √3 400 𝑥0,8
=727,46 Amper
Tabel VII Perbandingan Hasil Identifikasi Beban Lebih Trafo Distribusi Gardu E308 Trafo E308 Arus Fasa Trafo Arus Nomin al 80% Ket. R S T Trafo 1 LWBP 448 300 385 727,46 Trafo 1 WBP 700 389 642 727,46 Trafo 2 LWBP 322 346 327 727,46
Trafo 2 WBP
471 389 552 727,46
Beban  kerja  sebuah  transformator  umumnya  ideal sampai  80%.  Maka  dari  Tabel  6  diatas  dapat  dilihat  besar masing-masing  arus  fasa  kurang  dari  arus  nominal  sehingga tidak  terjadi  beban  lebih,  baik  pada  Trafo  1  LWBP,  Trafo  1 WBP, Trafo 2 LWBP, maupun Trafo 2 WBP

## V. KESIMPULAN
Dari  hasil  perhitungan  dan  simulasi  maka  dapat  ditarik kesimpulan sebagai berikut:
1. Persentase  pembebanan  tertinggi  adalah  Trafo  1  pada malam hari yaitu sebesar 76,02%
2. Pada Trafo 1
WBP rata-rata persentase ketidakseimbangan bebannya sebesar 21,6%, merupakan persentase  terbesar  dibandingkan  dengan Transformator lainnya.
3. Transformator akan mengalami beban lebih satu fasanya apabila  semakin  besar  terjadinya  ketidakseimbangan beban,  yang  diakibatkan  salah  satu  fasa  transformator mengalirkan arus  yang besar.
4. Hasil yang didapat pada pengukuran tidak terjadi beban lebih pada semua transformator gardu E308, karena nilai arus fasa  kurang dari arus nominal  yaitu tidak  melebihi 80% dari batas beban lebih.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] A. Budiman and A. Munair, “Analisa Beban Transformator Distribusi 3 Fasa Pada Penyulang 1 3 PT.PLN (Persero) ULK Tarakan,” J. Elektr. Borneo, vol. 4, no. 2, pp. 17–23, 2018.
[2] N. Pasra and P. P. Ruswandi, “Pelaksanaan Manajemen Pemeliharaan Gardu Distribusi,” Jurnal SUTET , vol. 6, no. 2. pp. 1–70, 2016.
[3] R.  Lumbantombing,  “Optimasi  Pengaruh  Ketidakseimbangan  Beban Terhadap  Arus  Netral  Dan  Rugi-Rugi  Pada  Transformator  Distribusi PT.PLN (Persero) Rayon Belawan,” p. 90, 2016.
[4] Y. Simamora, P. S. M. L. Tobing, K. Kunci, T. Distribusi, and K. Beban, “Analisis  Ketidakseimbangan  Beban  Transformator  Distribusi  Untuk Identifikasi  Beban  Lebih  Dan  Estimasi  Rugi-Rugi  Pada  Jaringan Tegangan  Rendah,” Singuda  ENSIKOM ,  vol.  7,  no.  3,  pp.  137–142, 2014.
[5] J. Ohoiwutun, M. Dwiyanto, and T. Sogen, “ANALISIS PENGARUH KETIDAKSEIMBANGAN BEBAN TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR  DISTRIBUSI  100  kVA  PADA  PT.PLN (PERSERO) UNIT AIMAS,” vol. 5, no. 2, 2019.
[6] R. Sutjipto, A. D. Novfowan, and R. Duanaputri, “Studi Perencanaan Peningkatan Kinerja Trafo Distribusi Dengan Relokasi Antara 2 Buah Trafo,” J. Eltek , vol. 17, no. 2, p. 69, 2019.
[7] Alimuddin,  Suhendar,  Herudin,  T.  Firmansyah,  and  R.  Sachroni, “Analisis Ketidakseimbangan Beban Trafo Distribusi Untuk,” 3rd Natl. Conf. Ind. Electr. Electron. Proc. , pp. 208–213, 2007.
[8] H. Brahim, Pengantar Teknik Tenaga Listrik . Yogyakarta: Andi, 1991
[9] S.  T.  Wrahatnolo,  SMK  Teknik  Distribusi  TenagaListrik,  Jilid  III. Jakarta: Suhadi, 2008.
[10] Markoni,  Operasi  sistem  dan  pemeliharaan  jaringan  distribusi  tenaga listrik. Yogyakarta: TEKNOSAIN, 2018.
[11] A. Aziz, N. Nurdiana, and U. Lathifatun Nisa, “Rugi-Rugi Daya Pada Transformator  U  .  019,”  Jurmal  Ampere,  vol.  3,  no.  1,  pp.  177–182, 2018.