## ANALISA DAYA DUKUNG GARDU TRAKSI KRANJI PADA PENGOPERASIAN KERETA BANDARA SOEKARNO – HATTA
Oleh :
Catur Wicaksono, API Madiun, Email : catur.wicaksono24@gmail.com Akhwan, API Madiun, Email : akhwan@api.ac.id Ava Rizkinda Putri, API Madiun, Email : ava.tep1509@taruna.api.ac.id

## ABSTRAK
Penelitian  ini  disusun  dengan  tujuan  melaksanakan  perhitungan  kapasitas  gardu  traksi  dan  melakukan  analisa  daya dukung  Gardu  Traksi  Kranji  pada  pengoperasian  Kereta  Bandara  Soekarno  –  Hatta  di  jam  sibuk  pagi.  Penelitian  ini dilakukan dengan sumber data berupa susunan rangkaian kereta, jarak pengisian antar gardu traksi, headway, jenis jalur ganda,  rasio  konsumsi  kereta,  dan  berat  total  kereta.  Parameter  kemampuan  daya  dukung  gardu  diukur  berdasarkan penyempitan headway 8,5 menit, 5 menit, dan 3 menit dan pemadaman gardu Cakung. Nilai beban rencana diperoleh berdasarkan  perbandingan  beban  arus  maksimum  terhadap  beban  penyempitan  headway.  Daya  dukung  diukur berdasarkan  perbandingan  nilai  beban  rencana  terhadap  kapasitas  eksisting  gardu.  Hasil  analisa  menyatakan  beban rectifier  sebesar 2626,42 kW dan beban transformator sebesar 3533 kVA pada semua jenis parameter. Dengan kapasitas rectifier yang terpakai sebesar 43% dan transformator  sebesar 51%. Evaluasi terhadap hasil analisa data menunjukkan Gardu Traksi Kranji mampu menyuplai daya untuk pengoperasian Kereta Bandara Soekarno – Hatta di jam sibuk pagi.
Kata Kunci: Gardu Kereta Rel Listrik, Gardu Traksi, Kapasitas Gardu, Kereta Rel Listrik

## ABSTRACT
The aim of this study is to carry out the calculation of traction substation's capacity and analysis of power supporting of Kranji Substation for the operation of Soekarno Hatta Airport Railway – in the morning rush hour. The study use the data of  the  form  of  train  anrrangement,  the  distance  between  traction  substations,  headway,  double  track  type,  train consumption ratio, and total train weight. The parameters of the power substation supporting capability is measured based on narrowing headway 8.5 minutes, 5 minutes, and 3 minutes and Cakung substation outages. The value of the load plan retrieved based on a comparison of current maximum load against load narrowing headway. Power support is measured based on a comparison of the value of the load plan against the existing substation capacity. The results of the stated load rectifier  is  2626.42  kW  and  transformer  is  3533  kVA  for  all  types  of  parameters.  With  a  capacity  of  rectifier  used amounted to 43% and 51% of the transformer. Evaluation of the results of the data analysis shows the power supporting of Kranji Substation is able for the operation of Soekarno Hatta Airport Railway – in the morning rush hour.
Keywords: Electric Railway Substation, Traction Substations, Substation Capacity, Electric Railway

## 1 PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Menurut  (Steenbrink,  1974),  transportasi  adalah perpindahan orang atau barang dengan menggunakan  alat  atau  kendaraan  dari  dan  ke tempat  –  tempat  yang  terpisah  secara  geografis. Menurut Undang – Undang Nomor 23 tahun 2007 tentang  Perkeretaapian,  definisi  dari  kereta  api adalah  kendaraan  dengan  tenaga  gerak,  baik berjalan  sendiri  maupun  dirangkaikan  dengan sarana perkeretaapian lainnya, yang akan ataupun sedang  bergerak  di  atas  jalan  rel  yang  terkait dengan perjalanan kereta api. Kereta api, menjadi
salah satu pilihan terbaik yang dipilih pemerintah Indonesia  untuk  memenuhi  kebutuhan  jasa transportasi massal di kota-kota besar. Jenis kereta api berdasarkan tenaga geraknya terbagi menjadi 2, yaitu  Kereta  Rel  Diesel  (KRD)  dan  Kereta  Rel Listrik (KRL).
Kereta  Rel  Listrik  (KRL)  komuter  saat  ini  telah beroperasi  di  wilayah  Jabodetabek  dengan  daya listrik  yang  diperoleh  dari  52  gardu  traksi  yang tersebar di seluruh Jabodetabek dengan total daya 265.945 kVA, yang digunakan sebagai suplai ke 81 dari 89 rangkaian sarana KRL Jabodetabek.

## Gambar 1 Data Pertumbuhan Penumpang KRL Tahun 2017
Data  PT  KAI  Commuter  Indonesia  menyebutkan bahwa pengguna commuter line  pada Januari 2017 rata – rata mencapai 806.168 per hari, dengan 1015 perjalanan sehingga terjadi penumpukan penumpang  di  Stasiun.  Pada  Desember  2017 pengguna  commuter  line  meningkat  hingga 937.390  perhari.  Jumlah  penumpang  KRL meningkat  sebesar  16,3  persen  sepanjang  tahun 2017.
Kereta  Bandara  Soekarno  –  Hatta  (Soetta) dibangun  berdasarkan  Peraturan  Presiden  Nomor 83  Tahun  2011.  PT.  Railink  menyatakan  bahwa mulai 19 Juni 2018 keberangkatan Kereta Bandara Soetta akan dimulai dari Stasiun Bekasi.
Tabel 1 Jadwal Perjalanan Kereta Bandara
Dari Stasiun Bekasi No Pukul BKS BPR BST 1 2 3 4 10.05 11.10 13.13 14.11 11.24 12.24 14.24 15.24 11.37 12.37 14.37
15.37
Berdasarkan  data  PT.  RAILINK  terdapat  8 perjalanan  Kereta  Bandara  Soetta  dalam  sehari. Pemberangkatan  dari  Stasiun  Bekasi  paling  pagi dimulai  pukul  10.05  dan  tiba  di  Stasiun  Bandara pada  pukul  11.37,  dimana  awal  perjalanan  tidak pada saat jam sibuk pagi.
Gardu Traksi (GT) Kranji merupakan Gardu yang terletak  di  lintas  Bekasi–Cakung  serta  mensuplai daya  listrik  pada  lintas  tersebut.  GT.  Kranji merupakan produk dari Meiden dan terletak pada KM  23+740,  memiliki  kapasitas  Transformator sebesar 3400 kVA dan kapasitas Silicon Rectifier 2×3000 KW
Lintas  Bekasi  –  Cakung  merupakan  lintas  padat perjalanan KRL pada jam sibuk (peak hour) pagi dan  sore  bahkan  sebelum  Kereta  Bandara  Soetta dijalankan.  Gardu  Traksi  Kranji  dipilih  dalam penelitian  ini  karena  tingginya  frekuensi pemberangkatan KRL dari Stasiun Bekasi, dimana arus  start  KRL  paling  tinggi  pada  saat  awal pemberangkatan  dari  Stasiun  Bekasi  dan  ketika terjadi  pengereman  masuk  Stasiun  Bekasi. Sehingga perlu diperhitungkan daya dukung Gardu Traksi Kranji pada pengoperasian Kereta Bandara Soekarno – Hatta di jam sibuk pagi.

## 1.2. Tujuan
Penelitian ini berusaha menjawab beberapa tujuan berikut:
a. mengetahui  kebutuhan  daya  yang  digunakan Kereta  Rel  Listrik  pada  jalur  eksisting sebelum  penambahan  perjalanan  Kereta Bandara Soekarno - Hatta pada jam sibuk pagi (jam 7-8).
b. mengetahui kemampuan kapasitas daya listrik pada
Gardu Traksi Kranji untuk pengoperasian Kereta Bandara Soetta dengan memperkecil headway 8,5 menit, 5 menit, dan 3 menit.
c. Mengetahui  kemampuan  daya  GT.  Kranji pada  kondisi  darurat  yaitu  apabila  GT. Cakung mengalami pemadaman.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Gardu Traksi
Sistem  elektrifikasi  yang  dipakai  di  Jabodetabek memakai sistem elektrifikasi arus searah 1500 volt DC  dengan  memakai  sistem  penyuplaian  melalui Jaringan  Listrik  Aliran  Atas.  Sistem  saluran  atas 1.500 volt DC mendapat catu daya dari pusat-pusat listrik/gardu listrik.
(Dwiatmoko, 2016) menyatakan bahwa catu daya yang  terpasang  di  Jabodetabek  ada  tiga  sistem, yaitu  Gardu  Listrik  sistem  Jepang  (Meidensha), Gardu Listrik sistem Jerman (Siemen), dan Gardu Listrik sistem Belanda (Alsthom).
24,185,047 21,742,577 25,774,918 25,409,561 27,383,744 24,432,038 27,014,917 27,679,138 26,157,686 28,764,982 28,246,252 29,059,097 - 5,000,000 10,000,000 15,000,000 20,000,000 25,000,000 30,000,000 35,000,000 JA N FE B M AR AP R M EI JU N JU L AG S SE P O KT N O V DE S Pertumbuhan Tahun 2017

## Gambar 2 Diagram Alir Daya Listrik Ke Sarana KRL
(Dwiatmoko, 2016) menyatakan bahwa catu daya dari PLN bertegangan 20 kV kemudian diturunkan dengan  menggunakan  transformator  menjadi tegangan  1200  VAC.  Tegangan  1200  VAC disearahkan dengan Silicon Rectifier (SR) menjadi tegangan  1500  VDC  dan  selanjutnya  disuplai  ke instalasi listrik lewat penyulang High Speed Circuit Breaker  (HSCB).  Selain  untuk  suplai  daya  KRL, catu  daya  listrik  juga  menyuplai  daya  untuk persinyalan  dengan  tegangan  6  kV,  dengan menurunkan  tegangan  20  kV  dari  PLN  menjadi tegangan 6 kV AC, selanjutnya didistribusikan ke sinyal Cabin dan siturunkan lagi menjadi 380 VAC untuk tegangan control gardu traksi sendiri atau AC/DC Low Voltage.

## 2.2. Kereta Rel Listrik
Kereta  Rel  Listrik  adalah  sarana  perkeretaapian yang mempunyai penggerak sendiri berupa traksi motor  yang  dipasang  pada  setiap  as  roda  melalui gear  box  pada  kereta  MC  (motor  car) menggunakan  sumber  tenaga  listrik.  Sumber tenaga  listrik  berasal  dari  Gardu  Traksi  yang ditransmisikan  melalui  jaringan  Listrik  Aliran Atas.
Gambar 3 Motor Car

## 1. Rangkaian 10 (sepuluh) Kereta

## Gambar 4 Rangkaian KRL 10 SF
Rangkaian  dengan  10  Kereta  terdiri  dari  2  TC dengan  kabin  masinis,6  MC  dengan  sistem propulsi  dan auxiliary serta  2 trailer tanpa  kabin masinis.
2. Rangkaian 12 (dua belas) Kereta

## Gambar 5 Rangkaian KRL 12 SF
Rangkaian  dengan  12  Kereta  terdiri  dari  2  TC dengan  kabin  masinis,6  MC  dengan  sistem propulsi  dan auxiliary serta  4 trailer tanpa  kabin masinis.

## 2.3.Kapasitas Daya Gardu Traksi
Seperti yang dinyatakan oleh (Dwiatmoko, 2016) perhitungan kapasitas daya listrik pada gardu traksi KRL  dengan  menggunakan  pendekatan  empiris dengan rumus yang akan digunakan adalah:
𝑌 = 𝐶 × 𝐷 × × 𝑁 × 𝑃 × (𝑘𝑊) (1)
dimana Y adalah beban maksimum satu jam, C adalah susunan rangkaian (set), D adalah jarak pengisian gardu traksi (km), H adalah headway (menit),  N  adalah  jenis  jalur,  P  adalah  rasio konsumsi  kereta  (50  kWH/1000  ton  km),  W adalah  berat  total  KRL  ditambah  berat  total penumpang (kap.200%) dengan asumsi rata – rata berat penumpang 60 kg.
𝑍1 = 𝑌  + 𝐶𝑚√𝑌 (𝑘𝑊) (2) 𝑍2 = 1,5 𝑘𝑉 × 2 𝑙𝑚 (1 − 𝛼) (𝑘𝑊) (3) 𝑍𝑛 = , ; jika Z1>Z2 (4)
𝑍𝑛 = , ; jika Z2>Z1 (5)
dimana  Z1  adalah  beban  puncak  sesaat berdasarkan  headway,  Z2  adalah beban  puncak sesaat berdasarkan arus maksimum, Zn adalah beban  yang  dibutuhkan, Y  adalah  beban maksimum  satu  jam,  Cm  adalah  Faktor  untuk elektrifikasi  DC  =  1.7 √Im ., Im  adalah  arus maksimum  KRL  (ampere),  adalah  rasio pembagian arus, akan digunakan 0,08.

## 2.4 Waktu Antara (Headway)
Waktu  antara  (headway)  didefinisikan  sebagai interval  waktu  antara  bagian  depan  kendaraan melewati  suatu  titik  dengan  saat  dimana  bagian depan  kendaraan  berikutnya  melewati  titik  yang sama  (Morlock,  1985).  Pada  kereta,  headway adalah selang waktu kereta api datang dan/atau berangkat  suatu  kereta  api  dengan  kereta  api berikutnya. Satuan  headway  adalah  menit  per kereta api (menit/KA).

## 3 METODE PENELITIAN

## 3.1 Metode Penelitian
(Direktorat  Tenaga  Kependidikan  Departemen Pendidikan  Nasional,  2008)  menyatakan  bahwa Pengolahan  data  adalah  suatu  proses  untuk mendapatkan  data  dari  setiap  variabel  penelitian yang siap dianalisis.
Adapun  pengolahan  data  yang  digunakan  dalam analisis  ini  adalah  dengan  menggunakan  metode empiris dan hasilnya akan disajikan dalam bentuk tabel sebagai hasil akhir penelitian.

## 3.2 Metode Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan
dengan mengumpulkan  data  primer  dan  sekunder.  Data sekunder yang didapatkan adalah spesifikasi teknis KRL, spesifikasi teknis Kereta Bandara Soekarno –  Hatta,  Spesifikasi  Teknis  Gardu  Traksi  Kranji, Grafik  Perjalanan  Kereta  (GAPEKA)  KRL  lintas Bekasi Tahun 2017, Jadwal keberangkatan Kereta Bandara Soekarno – Hatta, serta jumlah peralatan sinyal lintas Bekasi – Cakung.
Pengumpulan  data  primer  dilakukan  melalui perhitungan  untuk  mendapatkan  nilai  jarak pengisian antar gardu, berat total KRL dan Kereta Bandara  Soekaarno  –  Hatta,  total  arus  konsumsi kereta, beban yang direncanakan, serta kemampuan  transformator  dan  rectifier  terhadap beban yang direncanakan.

## 4 HASIL PENELITIAN

## 4.1 Jarak Pengisian antar Gardu
Gardu  yang  bersebelahan  memiliki  pembagian jarak  50:50  terhadap  lintas  yang  disuplai.  Jarak antar  Gardu  berpengaruh  terhadap  suplai  daya listrik KRL. Jarak antar Gardu yang diperbolehkan untuk LAA arus searah adalah 6 km.

## Tabel 2 Jarak antar gardu dan Cover Area
Gardu Traksi Lokasi Jarak antar gardu Traksi (Km) Cover Area (Km) GT. Klender 15+150 2,625 5,250 GT Cakung 20+400 4,295 3,340 GT Kranji 23+740 3,076 2,812 GT Bekasi Timur  26+552 6,530 10,248 GT. Cibitung 36+800 5,124

## 4.2 Berat Total Kereta
Berat  total  kereta  dihitung  berdasarkan  berat kosong  kereta  ditambah  200%  berat  penumpang dengan  asumsi  rata  –  rata  berat  penumpang  60 kg/orang.

## Tabel 3 Berat Total Beberapa Jenis Kereta
No. Seri SF Berat Total (ton) 1 Seri Tokyo Metro 6000/7000 10 495,68 2 Seri 7000 8 389,32 3 Seri JR205 10 467,84 12 569,4 4 Kereta Bandara Soetta 6 258

## 4.3 Konsumsi Daya dan Arus Kereta
Konsumsi daya kereta dihitung berdasarkan jumlah traksi  motor  dikali  daya/traksi  motor.  Konsumsi arus  kereta  dihitung  berdasarkan  perbandingan nilai konsumsi daya terhadap arus suplai dari gardu traksi.

## Tabel 4 Konsumsi Daya dan Arus Kereta
No Seri SF Daya Traksi/ Motor Jumlah TM/set Total Daya (kW) Total Arus (ampere) 1 JR 205 12 120 32 3840 3019 2 JR 205 10 120 24 2880 1920 3 Metro 6000/70 00 10 160 24 3840 3019 4 Metro 7000 8 155 16 2480 1653 6 Kereta Bandara 6 200 16 3200 2133

## 4.4 Kebutuhan Daya Pada Penyempitan Headway
Tabel 5 Hasil Perhitungan Kapasitas Daya Gardu Traksi Kranji Dengan Penyempitan Headway
No Lokasi Gardu Petak Jalan yang disuplai Panjang Pengisia n (km) Ja ra k T ot al P en gi si an ( km ) K om po si si K rl y an g op er as i (s et ) A ru s P em ak ai an ( A ) F ak to r E le kt ri fi ka si (k W ) B eb an M ak si m um (Y ) (k W ) B eb an p un ca k se sa at pe rh it un ga n he ad w ay ( Z 1) ( kW ) B eb an p un ca k se sa at p er hi tu ng an A ru s M ax ( Z 2) (k W ) Kapasitas yang diperlukan  (Zn) Kapasitas rectifier (kW) Kebutuhan daya (kVA) Perhitung an (A) Ekisting (B) B / A (%) Ket Perhitung an (A) Eksisting (B) B / A (%) Ket (KW) (KVA) 1 Headway normal 10 menit GAPEKA 2017 Kranji KRI-CUK 3340 6,152 3 495,68 82,917 37,068 584,532 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup 1 389,32 KRI-BKT 2812 4 467,84 4 569,4
2 Headway 8,5 menit GAPEKA 2017 Kranji KRI-CUK 3340 6,152 12 2379 82,917 29,672 519,485 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup KRI-BKT 2812 3 Headway 5 menit GAPEKA 2017 Kranji KRI-CUK 3340 6,152 12 2379 82,917 50,442 689,08 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup KRI-BKT 2812 4 Headway 3 menit GAPEKA 2017 Kranji KRI-CUK 3340 6,152 12 2379 82,917 84,071 908,55 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup KRI-BKT 2812

## 4.5 Kebutuhan Daya Pada Saat Gardu Cakung Off
Tabel 6 Hasil Perhitungan Kapasitas Daya Gardu Traksi Kranji Pada Saat Gardu Cakung Of
No Lokasi Gardu Petak Jalan yang disuplai P an ja ng
P en gi si an ( km )
Ja ra k T ot al
P en gi si an ( km )
K om po si si K rl ya ng o pe ra si ( se t) A ru s P em ak ai an (A ) F ak to r
E le kt ri fi ka si (k W ) B eb an M ak si m um
(Y ) (k W )
B eb an p un ca k
se sa at pe rh it un ga n
he ad w ay ( Z 1) (k W )
B eb an p un ca k se sa at
pe rh it un ga n A ru s
M ax ( Z 2) ( kW ) Kapasitas Gardu Listrik yang diperlukan  (Zn) Kapasitas rectifier (kW) Kebutuhan daya (kVA) Perhitunga n (A) Ekisting (B) B / A (%) Ket Perhitunga n (A) Eksisting (B) B / A (%) Ket (KW) (KVA) I. Headway Normal (10 Menit) 1 Kondisi Darurat (GT. Cakung OFF) Klender JNG-KLD 8,59 11,402 3 495,68 82,917 77,908 871,589 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup Cakung KLD-CUK 1 389,32 Kranji CUK-KRI 2,812 4 467,84 Bekasitimur KRI-BKT 4 569,4 II. Headway 8,5 Menit 2 Kondisi Darurat (GT. Cakung OFF) Klender JNG-KLD 8,59 11,402 12 2379 82,917 54,99359 669,8903 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup Cakung KLD-CUK Kranji CUK-KRI 2,812
Bekasitimur KRI-BKT
III. Headway 5 Menit 3 Kondisi Darurat (GT. Cakung OFF) Klender JNG-KLD 8,59 11,402 12 2379 82,917 93,4891 895,2163 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup Cakung KLD-CUK Kranji CUK-KRI 2,812 Bekasitimur KRI-BKT
IV. Headway 3 Menit 4 Kondisi Darurat (GT. Cakung OFF) Klender JNG-KLD 8,59 11,402 12 2379 82,917 155,8152 1190,841 6566,04 26262,42 3283,02 2626,42 3000 43 Cukup 3533 3400 51 Cukup Cakung KLD-CUK Kranji CUK-KRI 2,812 Bekasitimur KRI-BKT

## 5 KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
a. Kapasitas daya listrik lintas Bekasi – Kranji – Cakung pada kondisi headway  normal sesuai GAPEKA tahun 2017 sebesar 10 menit, dapat dipenuhi  oleh  GT.  Kranji  dengan  kondisi rectifier mencukupi sebesar 43 % dan kondisi transformator mencukupi sebesar 51%
b. Daya dukung lintas Bekasi – Kranji – Cakung untuk  pengoperasian  Kereta  Bandara  Soetta pada kondisi headway  8,5 menit, 5 menit, dan 3,  dapat  dipenuhi  oleh  GT.  Kranji  dengan kondisi rectifier mencukupi sebesar 43% dan kondisi  transformator  mencukupi  sebesar 51%
c. Kemampuan kapasitas rectifier dan transformator pada kondisi darurat atau salah satu gardu bersebelahan mengalami gangguan masih  mampu  dipenuhi  untuk  menyuplai tegangan pada lintas tersebut ketika headway normal  maupun  ketika  headway  dipersempit menjadi 8,5 menit, 5 menit, dan 3 menit.
Dari  hasil  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa kemampuan  GT.  Kranji  untuk  menyuplai  lintas Bekasi – Kranji – Cakung ketika Kereta Bandara Soetta  dijalankan  pada  jam  sibuk  pagi  mampu
menyuplai hingga headway tersempit yaitu 3 menit dengan  kondisi  rectifier  dan  transformator mencukupi.  Dan  pada  kondisi  ketika  salah  satu gardu bersebelahan mengalami pemadaman, masih mampu menyuplai hingga headway tersempit yaitu 3 menit dengan kondisi rectifier dan transformator mencukupi.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Direktorat Tenaga Kependidikan Departemen Pendidikan Nasional. (2008). Pengolahan dan Analisis Data Penelitian. Jakarta:
Direktorat Tenaga Kependidikan Departemen Pendidikan Nasional.
Dwiatmoko, H. (2016). Pengujian Fasilitas Operasi Kereta Api. Jakarta: Kencana.
Morlock, E. K. (1985). Pengantar Teknik dan Perencanaan Transportasi. Jakarta:
Erlangga.
Steenbrink. (1974). Optimization of Transport Networks. Purwokerto: Tugas Akhir Universitas Jendral Soedirman.