## JEPCA

## ANALISA KEDIP TEGANGAN PADA SALURAN UDARA 20 KV AKIBAT GANGGUAN TIGA PHASA BERDASARKAN JENIS KONDUKTOR PENYULANG

## Hendi Matalata
Dosen Jurusan Teknik Listrik, Fakultas Teknik Universitas Batanghari e-mail : hendi.matalata@unbari.ac.id

## ABSTRAK
Sistem  tenga  listrik  dapat  dikatakan  memiliki  keandalan  yang  tinggi  apabila  sistem  tersebut menyediakan  pasoka  energi  listrik  yang  dibutuhkan  konsumen  secara  kontinyu,  pada  kenyataannya permasalahan  yang  dihadapi  penyaluran  sistem  tenaga  listrik  adalah  gangguan  kedip  tegangan (voltage  sags)  yang  diakibatkan  gangguan  hubung  singkat  pada  sisi  penyulang,    Penelitian  ini menganalisa  kedip  tegangan  yang  terjadi  pada  Saluran  Udara  Tegangan  Menengah  (SUTM)  20  KV akibat  gangguan  hubung singkat tiga  phasa  berdasarkan  jenis  konduktor  yang  digunakan  pada  sisi penyulang, kajian dilakukan dengan asumsi sistem penyaluran tanpa gardu hubung dan menggunakan konduktor    AAC  dan  AAAC.  Hasil  penelitian  menunjukan  besar  magnitud  arus  ganggan  hubung singkat tiga phasa pada kedua konduktor menyerupai disepanjang penyulang, sedangkan  besar kedip tegangan  yang  terjadi  disepanjang  penyulang  menyerupai  jika  terjadi  gangguan  dititik  0%  -  10% panjang penyulang dan terdapat perbedaan besar kedip tegangan apabila gangguan terjadi diatas 25% panjang  penyulang.  Hasil  dari  penelitian  ini  dapat  digunakan  untuk  keperluan  penyetelan  proteksi pada sisi penyulang dalam menjaga keamanan dari penyaluran energi listrik.
Kata Kunci : Hubung Singkat,AAC,AAAC dan Kedip Tegangan

## 1. PENDAHULUAN
Sistem  penyaluran  tenaga  listrik  dari pembangkit  tenaga  listrik  ke  konsumen sangat  penting  untuk  dipelajari  karena proses  penyalurannya  melalui  beberapa tahap  yaitu  mulai  dari  pembangkit  tenaga listrik  yang  menghasilkan  energi  listrik, disalurkan  ke  jaringan  transmisi  Saluran Udara  Tegangan  Tinggi  (SUTT)  langsung ke  gardu  induk,  dari  gardu  induk  tenaga listrik  disalurkan  ke  jaringan  distribusi primer Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM), biasanya saluran ini energi listrik sudah  dimanfaatkan  industri  berkapasitas besar.  Melalui  jaringan  SUTM  ini  tenaga listrik  disalurkan  melalui  gardu  distribusi sekunder  Saluran  Udara  Tegangan  Rendah (SUTR) dan melalui SUTR tenaga listrik di salurkan ke konsumen.
Jaringan Distribusi adalah bagian dari sistem  tenaga  listrik  yang  menyalurkan tenaga  listrik  dari  gardu  induk,  dimana
penyalurannya  menggunakan  konduktor saluran  kabel  melalui  saluran  udara. Gangguan-gangguan  yang    dialami  oleh jaringan yang terpasang pada saluran udara tegangan  menengah  20 KV, adalah gangguan-gangguan  diakibatkan oleh petir, binatang  dan  pohon  yang  terkena    jaringan tenaga  listrik  sehingga  dapat  menimbulkan gangguan  1  phasa  ketanah,  gangguan  2 phasa  dan  gangguan  3  phasa,  akibatnya penyaluran  tenaga  listrik  terganggu  atau mengalami pemadaman[1]. Analisa hubung singkat  adalah  bagian  dari  sistem  tenaga listrik,  guna  menjaga  keamanan  dari penyaluran energi listrik. perlu memperhitungakan  besar  arus  gangguan hubung singkat untuk keperluan penyetelan proteksi pada sisi penyulang.
Pada  peneltian  ini  dilakukan  kajian kedip  tegangan  ( voltage  sags )  yang diakibatkan  gangguan  hubung  singkat  tiga phasa berdasarkan jenis konduktor pada sisi penyulang, dimana konduktor yang
digunakan  adalah  AAC  ( All  Aluminium Conductor )  dan  AAAC  ( All  Aluminium Alloy Conductor ).

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Kedip  tegangan  yang  terjadi  akibat gangguan  hubung  singkat  tiga  phasa menggunakan persamaan sebagai berikut[1]:

## 2.1 Gangguan  Hubung  Singkat  Tiga Phasa
Pada  gangguan  hubung  singkat  tiga phasa  yang  harus  diperhatikan  adalah impendansi yang digunakan yaitu impedansi urutan positif nilai ekivalen (Z 1 ) dan  tegangan  yang  digunakan  tegangan phasa (V ph ).
Z 1 ekivalen = Z 1 sumber + Z 1 trafo + Z 1 penyulang
𝑽 𝒑𝒉 = 𝑽 𝒑𝒉−𝒑𝒉 √𝟑 𝐈 𝟑𝐩𝐡 = (𝐕 𝐩𝐡−𝐩𝐡 )/√𝟑 (𝐙 𝟏𝐞𝐤𝐢𝐯𝐚𝐥𝐞𝐧 )
𝐈 𝟑𝐩𝐡 = (𝐕 𝐩𝐡−𝐩𝐡 )/√𝟑 (𝐑 𝟏 + 𝐣𝐗 𝟏 ) 𝐈 𝟑𝐩𝐡 = 𝐕 𝐩𝐡 (√(𝐑 𝟏𝐣𝐚𝐫 ) 𝟐 + (𝐗 𝟏𝐆 + 𝐗 𝟏𝐓 + 𝐗 𝟏𝐣𝐚𝐫 ) 𝟐 ) 𝐗 𝟏𝐆 = (𝐕 𝐬𝐞𝐤𝐮𝐧𝐝𝐞𝐫 ) 𝟐 𝐌𝐕𝐀 𝐡𝐮𝐛𝐮𝐧𝐠 𝐬𝐢𝐧𝐠𝐤𝐚𝐭
𝐗 𝟏𝐓 = (𝐕 𝐬𝐞𝐤𝐮𝐧𝐝𝐞𝐫 ) 𝟐 𝐌𝐕𝐀 𝐭𝐫𝐚𝐟𝐨 𝐱 % 𝐫𝐞𝐚𝐤𝐭𝐚𝐧𝐬𝐢 𝒕𝒓𝒂𝒇𝒐
dimana :
I 3ph = arus gangguan tiga phasa (Amper) R 1jar =  resistansi  urutan  positif  jaringan (Ohm/Km)
X 1G =  reaktansi  induktif  urutan  positif generator pembangkit (Ohm) X 1T =  reaktansi induktif urutan positif trafo
(Ohm)
X 1jar =  reaktansi  induktif  urutan  positif jaringan (Ohm/Km)

## 2.2 Kedip Tegangan (voltage sags)
𝑉𝑘𝑒𝑑𝑖𝑝 = √(𝑗𝑟𝑘 𝐻𝑆  ∗ 𝑟 𝑠𝑎𝑙 ) 2 + (𝑗𝑟𝑘 𝐻𝑆 ∗ 𝑥 𝑠𝑎𝑙 ) 2 𝑥𝐼 3∅ 𝑥√3
dimana : jrk  HS  adalah  jarak  ketika  terjadi  hubung Singkat 3 phasa r sal adalah resistansi jaringan x sal adalah reaktansi jaringan I 3ϕ adalah arus  gangguan  hubung  singkat  3 phasa

## 2.3 Konduktor Saluran 20 KV
Pada konduktor AAC ( All Aluminium Conductor )  dan  AAAC  ( All  Aluminium Alloy  Conductor )  saluran  20  KV,  untuk luas penampang 240 mm 2 , GMR ( Geometric  Mean  Radius )  6,6238  mm. Impedansi  kawat  penghantar  menurut SPLN  64  :  1995  diperlihatkan  pada  Tabel 1[2].
Tabel 1. Impedansi Konduktor
AAC ( All Aluminium Conductor )
Luas
Penampang (mm 2 ) Impedansi urutan Posotif (Ohm/Km) Impedansi  urutan Nol (Ohm/Km) 240 0,1225+ j0,3157 0,2705+ j1,6032 AAAC ( All Aluminium Alloy Conductor ).
Luas Penampang (mm 2 ) Impedansi urutan Posotif (Ohm/Km) Impedansi  urutan Nol (Ohm/Km) 240 0,1344+ j0,3158 0,2824+ j1,6034

## 3. METODOLOGI
Penelitian ini mengkaji kedip tegangan  pada  sistem  penyaluran  20  KV akibat  gangguan  tiga  phasa,  tanpa  gardu
hubung.  SingleLine  kajian  penelitian  ini di tunjukan pada gambar 1. dibawah.
Beban Trafo BUS PMT PMT PMT Ganggun Tiga phasa BUS SUTM 20 KV

## Gambar 1. SingleLine Gangguan Satu Phasa Ke Tanah Pada Sisi Penyulang
Untuk  mengkaji  kedip  tegangan  di sisi  penyulang  maka  terlebih  dahulu menghitung  besar  arus  gangguan  hubung singkat.  Tujuan  perhitungan  gangguan hubung  singkat  adalah  untuk  menghitung magnitud  arus  hubung  singkat  maksimum dan  minimum,  sehingga  dapat  menentukan besar kedip tegangan yang terjadi disepanjang penyulang[3].

## 3.1. Model Alur Penelitian
Gangguan Hubung Singkat Tiga Phasa Data MVA Hubung Singkat Pembangkit Data Kapasitas Trafo Panjang Saluran Konduktor AAC Konduktor AAAC Kedip Tegangan Gangguan Hubung Singkat Tiga Phasa Kedip Tegangan Variasi Gangguan Hubung Singkat dan Kedip Tegangan Selesai Mulai Gambar 2. Alur Penelitian

## 3.2. Parameter - parameter Penelitian
Data  yang  di  jadikan  parameter  untuk analisa  kedip  tegangan  adalah  data  Trafo, data  penyulang  20  KV  dan  MVA  hubung singkat  sisi  pembangkit,  dimana  titik gangguan  berada  pada  25%  dan  75%  dari panjang penyulang menggunakan konduktor  AAC  dan  konduktor  AAAC, berikut  asumsi  parameter  kajian  penelitian
yang dilakukan:
Tabel 1. Asumsi Data Kajian Penelitian DATA TRAFO Daya 60 MVA Tegangan Sekunder 150 KV Tegangan Primer 20 KV Rasio CT Trafo Tenaga 2000/5 Hubungan Delta Trafo Ada Kapasitas Belitan Delta 20 MVA Reaktansi (%) 12 Ground Resistor 40 Rasio CT (trafo arus) 300/5 DATA PENYULANG (SUTM 20 KV) Panjang Penyulang 10 Km AAC 240 mm 2 AAAC 240 mm 2 PEMBANGKIT MVA Hubung Singkat 4547 MVA Arus Beban 280 Amper

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  ini  didapat  dari perhitungan  dengan  bantuan  Software MATLAB  menggunakan  skrip  m.file  pada MATLAB  ( pure  script )[4],  dimana  proses perhitungan  dilakukan  secara  manual berdasarkan  persamaan  matematis  yang dibahas pada Bab sebelumnya.
Sebelum melakukan perhitungan besar  kedip  tegangan,  langkah  pertama yang  dilakukan  adalah  menghitung  besar arus  hubung  singkat  tiga  phasa  pada masing-masing  konduktor  yang  digunakan (AAC  dan  AAAC).  Magnitud  besar  arus gangguan  hubung  singkat  dari  kedua  jenis konduktor diperlihatkan pada gambar 3 dan gambar 4 dibawah.
Gambar 3. Kurva Gangguan Hubung Singkat Tiga Phasa Dititik Gangguan 25% Sepanjang Saluran
Pada  gambar  3  diatas  terdapat Gangguan  hubung  singkat  tiga  phasa sepanjang  saluran  antara  konduktor  AAC dan  AAAC  dimana  besar  magnitud  arus gangguan  pada  titik  25  %  panjang penyulang  didapat  masing-masing  5.917,3 Amper  dan  6.749  Amper.  Sedangkan gangguan  yang  terjadi  di  titik  75  % diperlihatkan pada gambar 4 dibawah.
Gambar 4. Kurva Gangguan Hubung Singkat Tiga Phasa Dititik Gangguan 75% Sepanjang Saluran
Gambar  4  diatas  memperlihatkan magnitud  arus  gangguan  hubung  singkat tiga  phasa  sepanjang  saluran  antara konduktor AAC dan AAAC pada titik 75 % panjang  penyulang,  masing-masing  besar magnitud  arus  gangguan  adalah  2.809,7 Amper dan 3.387,3 Amper.  Analisa  kedip tegangan  dari  kedua  titik  gangguan,  25% dan  75%  panjang  penyulang  dari  masing- masing  konduktor  jika  terjadi  gangguan tiga phasa diperlihatkan pada gambar 5 dan gambar 6 dibawah.
Gambar 5. Kurva Kedip Tegangan Dititik 25% Sepanjang Saluran
Kedip  tegangan  pada  titik  gangguan 25% panjang penyulang yang diperlihatkan pada  gambar  5  diatas  didapat  masing- masing  11.104  Volt    dan  10.031  Volt  . Sedangkan  kedip  tegangan  pada  titik gangguan  75%  diperlihatkan  pada  gambar 6 dibawah.

## Gambar 6. Kurva Kedip Tegangan Dititik 75% Sepanjang Saluran
Gambar  6  diatas  memperlihatkan besar kedip tegangan di titik gangguan 75% antara  kedua  konduktor  masing-masing 15.818 Volt dan 15.102 Volt

## 5. KESIMPULAN
Dari analisa perhitungan yang dilakukan,  besar  kedip  tegangan  yang didapat  dari  masing-masing  konduktor dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Besar magnitud arus hubung singkat tiga phasa  pada  Konduktor  AAC  dan Konduktor AAAC terjadi perbedaan satu sama  lain  jika  terjadi  gangguan  di sepanjang penyulang.
2. Besar  kedip  tegangan  menyerupai  jika terjadi gangguan dititik 0% sampai 10%
panjang penyulang
3. Terdapat perbedaan besar kedip tegangan  dari  titik  gangguan  25% sampai 100% panjang penyulang
4. Besar  kedip  tegangan  dapat  digunakan sebagai  acuan  pada  sistem  proteksi  sisi penyulang

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pribadi.K  dan  Wahyudi.S,  Pelatihan
Proteksi  Distribusi,  Udiklat  Padang,
PT PLN (Persero), 2005
[2] Impedansi Kawat
Penghantar Menurut SPLN 64:1995
[3] I  Made.Y.D,  I  Wayan.R  dan  I
Made.S,  Analisa  Kedip  Tegangan Akibat  Gangguan  Hubung  Singkat
Pada  Penyulang  Abang  Di  Karang
Asem, E-Journal SPEKTRUM Vol.3,
No.2, 2016
[4] MATLAB User's Guide,
The Mathwork, inc, 1989.
[5] M.W.Nasution,Teguh.Y dan Ontoseno.P, Pengaruh Kedip Tegangan  dan  Koodinasi  Rele  Arus Lebih  pada  Pabrik  Semen,  Jurnal
Teknik ITS Vol.1, No.1, 2012