e-ISSN : 2715-5064

## Sistem Ketidak Seimbangan Beban Pada Jaringan Tegangan Rendah Menggunakan Alat PHB – SR ( Peralatan Hubung Bagi Sambungan Rumah ) Di PT. PLN Persero ULP Binjai Timur
Muhammad Siddik *) , Hamdani, Beni Satria Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Pembangunan Panca Budi, Medan Jln. Jend. Gatot Subroto Km 4,5, Sei Sikambing, Medan, Sumatera Utara 20122, Indonesia email: muhammadsiddik061122@gmail.com
Abstract Load  imbalance  in  an  electric  power  distribution system often occurs in the field. This is a single-phase load on Low Voltage  Network  customers  that  is  not  the  same  due  to  the  large number  of  additional  electrical  loads  that  do  not  pay  attention  to system  load  imbalances.  As  a  result  of  this  imbalance,  a  current appears  in  the  transformer  neutral.  The  current  flowing  in  the neutral  of  the  transformer  causes  losses,  namely  losses  due  to neutral  current  in  the  neutral  conductor  of  the  transformer  and losses  due  to  neutral  current  flowing  to  the  ground.  By  realizing PHB SR (Home Connection Equipment) is able to balance the load on the Low Voltage Network. balance the load on the Low Voltage Network  periodically  and  continuously  so  as  to  reduce  technical shrinkage  (losses),  simplify  the  Connection  Field  in  the  technical connection of the Low Voltage Network. Connection in the technical connection of the House Connection (SR) on the pole, improve the aesthetics and neatness of the Network System.
Abstrak − Ketidakseimbangan beban pada suatu sistem distribusi tenaga listrik sering kali terjadi di lapangan. Hal ini merupakan beban satu fasa pada pelanggan Jaringan Tegangan Rendah yang tidak  sama  akibat  banyaknya  penambahan  beban  listrik  yang tidak  memperhatikan  ketidakseimbangan  beban  sistem.  Akibat ketidakseimbangan  tersebut  muncul  arus  di  netral  trafo.  Arus yang mengalir di netral trafo ini menyebabkan terjadinya losses (susut  teknis/rugi-rugi),  yaitu  losses  akibat  adanya  arus  netral pada penghantar netral trafo dan losses akibat arus netral yang mengalir  ke  tanah.  Dengan  merealisasikan  PHB  SR  (Peralatan Hubung Bagi Sambungan Rumah) ini mampu menyeimbangkan beban  pada  Jaringan  Tegangan  Rendah  secara  berkala  dan kontinu  sehingga  dapat  mengurangi  susut  teknis  (losses), mempermudah Bidang Penyambungan dalam teknis penyambungan Sambungan Rumah (SR) di Tiang, meningkatkan estetika dan kerapian Sistem Jaringan.
Kata Kunci – Energi Listrik, Ketidakseimbangan Beban, PHB SR.

## I. PENDAHULUAN
Kebutuhan  akan  energi  listrik  di  Indonesia  terus  meningkat seiring dengan pertumbuhan ekonomi dan kemajuan teknologi. Dalam  memenuhi  kebutuhan  tenaga  listrik  tersebut,  terjadi pembagian  beban-beban  yang  pada  awalnya  merata,  namun karena perbedaan waktu pemakaian menimbulkan ketidakseimbangan beban [1]. Untuk menjaga stabilitas beban tersebut  diperlukan  analisis  pembebanan  yang  bertujuan mengidentifikasi ketidakseimbangan beban antar fasa (R, S, T) yang  menyebabkan  mengalirnya  arus  pada  netral  trafo  [2]. Arus yang mengalir di netral trafo dapat mengakibatkan losses (rugi-rugi),  yaitu  losses  akibat  adanya  arus  netral  pada
penghantar  netral  trafo  dan  losses  akibat  arus  netral  yang mengalir ke tanah. Proses pemerataan beban yang ada saat ini cukup sulit  dilakukan secara kontinyu dan berkala, tingginya gangguan  pembatas  arus  (NH-Fuse)  akibat  beban  yang  tidak seimbang  dapat  menyebabkan  pemadaman  aliran  listrik  [3]. Oleh sebab itu, penulis membuat sebuah alat pembagi yaitu alat PHB SR (Peralatan Hubung Bagi Sambungan Rumah) sebagai pembagi  Jaringan  Tegangan  Rendah  (JTR)  ke  Sambungan Rumah (SR).

## II.L ANDASAN T EORI

## A. Sistem Tenaga Listrik
Sistem Tenaga Listrik memiliki pengertian suatu kesatuan dari unit pembangkit listrik, unit transmisi listrik, dan unit distribusi listrik  yang  menyalurkan  listrik  dari  produsen  kepada konsumen  dengan  dilengkapi  sistem  proteksi  pada  kesatuan tersebut,  secara  umum Sistem  Tenaga  Listrik  dibagi  menjadi tiga segmen, yaitu Pembangkitan, Transmisi dan Distribusi [4]. Adapun komponen-komponen jaringan distribusi seperti: 1. Gardu Induk
2. Jaringan Distribusi Primer
3. Gardu Distribusi
4. Jaringan Distribusi Sekunder

## B. Penyusutan Energi Pada Jaringan Distribusi
Penyusutan  energy  pada  jaringan  distribusi  ini  dapat  dibagi menjadi beberapa bagian, antara lain:
1. Penyusutan energy pada penyulang
2. Penyusustan energy pada transformator distribusi
3. Penyusutan energy pada titik sambungan (jointing)
Susut  Non-Teknis  merupakan  susut  atau  daya  yang  hilang akibat faktor-faktor non teknis, dalam artian merupakan susut yang  benar-benar  tidak  bisa  diperhitungkan  penyebab  dari susut ini [5].
Beberapa  contoh  dari  penyebab  susut  non  teknis  ini  adalah adanya pencurian listrik. Penyebab lain yang sering terjadi juga adalah karena adanya kesalahan dalam pencatatan nilai. Lebih jelas  parameter  yang  harus  diperhatikan  yang  seringkali menjadi  penyebab timbulnya susut  non teknis adalah sebagai berikut [6]:
1. Pengukuran Energi Listrik
2. Pencatatan Meter Pelanggan
3. Pemakaian sendiri
4. Prosedur perhitungan dan pelaporan susut
5. Kontak pelanggan
6. Komposisi Jaringan
Sementara  susut  teknis  merupakan  susut  yang  terjadi  karena memang  ketidaksempurnaan  sistem,  dengan  kata  lain  susut yang  sudah  pasti  ada  dan  biasanya  dapat  dibuat  model
*) penulis korespondensi : Muhammad Siddik Email: muhammadsiddik061122@gmail.com
e-ISSN : 2715-5064
perhitungannya [7]. Secara umum rumusan perhitungan susut teknis berasal dari rumus berikut:
Psusut = I²Saluran x Rkabel I
= besar arus yang mengalir di jaringan (Ampere)
R = besar hambatan dalam penghantar (Ὡ)
Kemudian besar hambatan kabel tersebut didefinisikan dengan persamaan
R = ƿ x l / A R = Hambatan dalam penghantar (Ὡ) Ƿ = hambatan jenis penghantar ( Ὡ meter)
l = Panjang Penghantar (meter)
A = luas penampang penghantar (meter ²)
Dari  persamaan  di  atas  dapat  dilihat  bahwa  secara  sederhana rugi-rugi jaringan diakibatkan oleh besar arus yang mengalir, ini  dipengaruhi  terutama  oleh  pusat-pusat  beban,  semakin banyak beban yang bekerja maka akan semakin besar pula arus yang mengalir dijaringan [8]. Kemudian juga disebabkan oleh penghantar juga akan lebih kecil.
III. METODE PENELITIAN A. Data Teknis
Data teknis yang dilakukan dalam penelitian ini berupa data- data  profil  Gardu  Distribusi  dan  Jaringan  Tegangan  Rendah. Dimana  penelitian  ini  diambil  berdasarkan  hasil  evaluasi, sehingga dijadikan sampel penelitian. Penelitian ini bertujuan untuk  dapat  mengetahui  ketidak  seimbangan  pada  Jaringan Tegangan  Rendah  dan  berapa  besarnya  energi  yang  hilang  / susut dari Jaringan Tegangan. Rendah yang menyuplai energi hingga ke masyarakat pengguna energi listrik.
Gbr. 1 Trafo Tiang
Spesifikasi Trafo Tiang :
Gardu :   TP 15P Merk / Tipe :   Trafindo / Outdoor Daya :   200 kVA Tegangan Kerja   :   21/20,5/20/19,5/19 kV // 400 V Arus :   6,8 – 359 A Hubungan :   Dyn5 Impedansi :   4% Trafo
:   1 x 3 phasa
Gbr. 2   Line Pembebanan Trafo (I)
B.
Skema Jaringan Tegangan Rendah Awal
T ABEL I
DATA PEMBEBANAN TRAFO (I) Fasa S(kVA) Vp-n (V) I(A) Pengukuran Malam R 50,42 226 223,1 S 37,29 226 165 T 20,57 227 90,6 IN 118,6 A IG 62,1 A RG 3,8Ω Pengukuran Malam R 68,31 225 303,6 S 42,42 226 187,7 T 37,38 226 165,4 IN 131,7 A IG 58,9 A RG 3,8 Ω
Ukuran  kawat  untuk  penghantar  netral  trafo  adalah  50  mm2 dengan R = 0,6842 Ω/km, sedangkan untuk kawat penghantar fasanya adalah 70 mm2 dengan R = 0,5049 Ω/km.
e-ISSN : 2715-5064
Gbr. 3 Sketsa Tiang listrik
Gbr. 4 Jumlah Pelanggan (I) C. Perhitungan dan Persentase Pembebanan Trafo (I)
S = 200 kVA , V = 400 V (fasa-fasa)
Persentase Beban Trafo
e-ISSN : 2715-5064
D.

## Perhitungan ketidakseimbangan beban pada Trafo (I) Pada Siang Hari
Dengan  menggunakan  persamaan  (6),  koefisien  a,  b,  dan  c dapat  diketahui  besarnya,  dimana  besar  arus  fasa  dalam keadaan seimbang (I) sama dengan besar arus rata-rata (Irata).
Pada keadaan seimbang, besarnya koefisien a, b dan c adalah 1.  Dengan  demikian,  rata-rata  ketidakseimbangan  beban (dalam %) adalah:

## E. Perhitungan ketidakseimbangan beban pada Trafo (I) Pada Malam Hari
Dengan  menggunakan  persamaan  (6),  koefisien  a,  b,  dan    c dapat    diketahui    besarnya,    dimana  besar  arus  fasa  dalam keadaan  seimbang  (  I  )  sama  dengan  besar  arus  rata-rata (Irata).
Pada  keadaan  seimbang,  besar  koefisien  a,  b  dan c  adalah  1. Dengan  demikian,  rata-rata  ketidakseimbangan beban (dalam %) adalah:
Dari  perhitungan  di  atas  terlihat  bahwa  baik  pada  siang  hari maupun malam hari, ketidakseimbangan beban  cukup  tinggi (> 25%),  hal  ini  disebabkan karena penggunaan beban yang tidak merata antar Pelanggan.
F. Perhitungan  Susut  Teknis  (Losses)  (I)  Pada  Siang

## Hari
Berdasarkan  data  tersebut,  losses  akibat  adanya  arus  netral pada penghantar netral trafo dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝑁 = ( 𝐼𝑁 )²  . 𝑅𝑁 = (118,6)² .  0,6842 = 9623,92 Watt ≈ 9,62 kW Dimana daya aktif trafo (P) : P = S . cos φ, dimana cos φ yang digunakan  adalah  0,85  P  =  200  .  0,85  =  170  kW  Sehingga
persentase  losses  akibat  adanya  arus  netral  pada  penghantar netral trafo adalah:
Losses akibat adanya arus netral yang mengalir ke tanah dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝐺 = ( 𝐼𝐺 )²  . 𝑅𝐺 = (62,1)² .  3,8 = 146554,4  Watt  ≈  14,65  kW.  Dengan  demikian  persentase losses akibat adanya arus netral yang mengalir ke tanah adalah:
G.

## Perhitungan  Susut  Teknis  (Losses)  (I)  Pada  alam
Hari
Losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝑁 = ( 𝐼𝑁 )²  . 𝑅𝑁 = (131,76)² . 0,6842  =  11867,37  Watt  ≈  11,87  kW.  Sehingga  persentase losses  akibat  adanya  arus  netral  pada  penghantar  netral  trafo adalah: .
Losses akibat adanya arus netral yang mengalir ke tanah dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝐺 = ( 𝐼𝐺 )²  . 𝑅𝐺 = (58,9)² .  3,8 = 13183 Watt ≈ 13,18 kW.. Dengan demikian persentase losses akibat  adanya  arus  netral  yang  mengalir  ke  tanah  adalah:
Gbr. 5 PHB-SR 1 fasa
e-ISSN : 2715-5064
Gbr. 6 PHB-SR 3 fasa T ABEL I PERBANDINGAN KINERJA KOMPUTER A DAN KOMPUTER B
Komputer Waktu Proses Ketelitian Memori A 100 ms 90 % 250 KB B 125 ms 95 % 400 KB H.

## Teknis
a. PHB SR terdiri atas PHB 1 fasa dan PHB 3 fasa
b. HB  3  fasa  berfungsi  sebagai  tempat  manuver  beban (pemindahan SR dari fasa tinggi ke fasa rendah)
c. PHB SR 1 fasa dipasang di setiap tiang, dengan urutan tiang ke-1  dikoneksikan  ke  fasa  R,  tiang  ke-2  dikoneksikan  ke fasa  S,  tiang  ke-3  dikoneksikan  ke  fasa  T,  tiang  ke-4 dipasangi PHB SR 3 fasa (berfungsi untuk manuver beban), tiang ke 5 dan selanjutnya dipasangi PHB SR 1 fasa secara berurutan mengikuti fasa
d. Pindahkan  kabel  Sambungan  Rumah  (SR)  ke  PHB  SR, kemudian lakukan pengukuran disetiap jurusan pada PHB- TR
e. Setelah  mendapatkan  pengukuran  siang  dan  malam lakukan menuver beban di PHB SR 3 fasa
f. Diperoleh hasil pemerataan beban yang ideal (< 20%)
g. Beban  sifatnya  tidak  stabil,  dalam  kurun  waktu  tertentu beban  tersebut  akan  bertambah.  Jika  kondisi  pemerataan beban kembali  tidak ideal  maka lakukan manuver beban. Dengan adanya PHB SR ini, pemindahan beban-beban di Jaringan Tegangan Rendah akan lebih efektif, efisien dan mudah.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Data Jaringan
Perbandingan  data-data  pembebanan  Trafo  sebelum  dan sesudah dipasang PHB-SR untuk dapat melakukan pengukuran dan  analisa  ketidak  seimbangan  beban  yang  menyebabkan susut  (losses) yang cukup tinggi  pada masing-masing  Gardu, antara  lain  :  hasil  ukur  beban  trafo,  hasil  ukur  arus  pada penghantar  netral,  hasil  ukur  arus  pada  kawat  ground  dan panjang Jaringan Tegangan Rendah.
Gbr. 7 Sketsa Tiang Listrik (II) Gbr. 8 Jumlah Pelanggan (II) T ABEL II DATA PEMBEBANAN TRAFO (I)
Fasa S(kVA) Vp-n (V) I(A) Pengukuran Malam
e-ISSN : 2715-5064
R 35,78 226 158,3 S 37,85 225 168,3 T 33,81 226 149,6 IN 46,6 A IG 12,1 A RG 3,8Ω Pengukuran Malam R 52,79 225 234,6 S 48,88 226 216,3 T 46,96 226 207,8 IN 64,1 A IG 21,4 A RG 3,8 Ω B.

## Perhitungan dan Persentase Pembebanan Trafo (II)
S = 200 kVA , V = 400 V (fasa-fasa) Persentase Beban Trafo
Waktu Beban Puncak (WBP) yaitu 76,06%.

## C. Perhitungan ketidakseimbangan beban pada Trafo (II) Pada Siang Hari
Dengan  menggunakan  persamaan  (6),  koefisien  a,  b,  dan  c dapat  diketahui  besarnya,  dimana  besar  arus  fasa  dalam keadaan seimbang ( I ) sama dengan besar arus rata-rata (Irata).
Pada keadaan seimbang, besarnya koefisien a, b dan c adalah 1.  Dengan  demikian,  rata-rata  ketidakseimbangan  beban (dalam %) adalah:

## D. Perhitungan ketidakseimbangan beban pada Trafo (II) Pada Malam Hari
Dengan  menggunakan  persamaan  (6),  koefisien  a,  b,  dan  c dapat  diketahui  besarnya,  dimana  besar  arus  fasa  dalam keadaan seimbang (I) sama dengan besar arus rata-rata   (Irata).
Pada  keadaan  seimbang,  besar  koefisien  a,  b  dan c  adalah  1. Dengan demikian, rata-rata ketidakseimbangan beban (dalam %) adalah
Dari perhitungan di atas menunjukkan bahwa baik pada siang hari  maupun  malam  hari,  ketidakseimbangan  beban  cukup rendah  (< 25%).

## E. Perhitungan ketidakseimbangan beban pada Trafo (II) Pada Siang Hari
Berdasarkan  data  tersebut,  losses  akibat  adanya  arus  netral pada penghantar netral trafo dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝑁 = ( 𝐼𝑁 )²  . 𝑅𝑁 = (46,6)² .  0,6842 = 1485,78 Watt ≈ 1,486 kW. Sehingga persentase losses akibat adanya arus netral pada penghantar netral trafo adalah:
Losses akibat adanya arus netral yang mengalir ke tanah dapat dihitung besarnya, yaitu: 𝑃𝐺 = ( 𝐼𝐺 )² 𝑅𝐺 = (12,1)².3,8   = 556,36 Watt ≈ 0,556 kW.
Dengan demikian persentase losses akibat adanya arus netral yang mengalir ke tanah adalah:

## F. Manfaat Finansial PHB-SR
Mengurangi losses dan penghematan sebesar (berdasarkan data pada pembahasan beban malam hari).
Δ 𝑃𝐺 = 𝑃𝐺 1 - 𝑃𝐺 2  = 13,18 kW – 1,74 kW = 11,44 kW Asumsi Rp1.352/kWh    Dalam  1  (satu  bulan)  diperoleh  penghematan sebesar 11,44 kW × 720 × Rp1.352 = Rp 11.136.153  Δ 𝑃𝑁 = 𝑃𝑁 1 - 𝑃𝑁 2  = 11,87 kW – 2,81 kW = 9,06 kW Dalam 1 (satu bulan) diperoleh penghematan sebesar : 9,06 kW × 720 × Rp 1.352  =  Rp8.819.366.  Mengurangi  gangguan  pembatas  arus NH-Fuse, kWH yang hilang akibat pemadaman dan pembelian material akibat kerusakan.
G. Manfaat Non-Finansial PHB-SR
e-ISSN : 2715-5064
Mempermudah Bidang Penyambungan dalam teknis penyambungan  Sambungan  Rumah  (SR)  di  Tiang  dan Mendukung  program go  green PLN  melalui  estetika  dan kerapian Jaringan Listrik.

## V.KESIMPULAN
PHB SR adalah sebuah alat pembagi Sambungan Rumah dari Jaringan Tegangan Rendah yang dipasang pada Tiang Listrik, tempat  manuver  beban  dalam  pelaksanaan  pemerataan/ penyeimbangan.  Pada  Gradu  TP  15P  susut  teknis  (losses) akibat timbulnya arus pada kabel netral dan kabel pentanahan mencapai 24,27 kW pada siang hari dan 25,05 kW pada malam hari.  Setelah  dilakukan  pemerataan/  manuver  beban  turun mencapai 2,04 kW pada siang hari dan 4,55 kW pada malam hari, sehingga susut teknis ( losses ) dapat turun sekitar 80%.

## VI.DAFTAR PUSTAKA
[1] H.  Muchtar  and  Y.  Sopian,  “Studi  Verifikasi  Sistem
Ketidakseimbangan  Beban  Pada  Jaringan  Tegangan  Rendah Menggunakan  Alat  PHB–SR  (Peralatan  Hubung  Bagi  Sambungan Rumah) Di Wilayah PLN Area Cempaka Putih,” Elektum , vol. 14, no. 1, pp. 1–8, 2017.
[2] W. S. Aisah, M. Marwan, and S. Thaha, “Studi Pengaruh
Ketidakseimbangan  Beban  Trafo  Distribusi  20  Kilovolt  Terhadap Rugi-Rugi Daya Pada Penyulang Toddopuli PT. Perusahaan Listrik Negara (Persero) Unit Layanan Pelanggan Panakukkang Makassar,” in Seminar Nasional Teknik Elektro dan Informatika (SNTEI) , 2020, pp. 22–28.
[3] E. Agustina and A. F. Amalia, “Penurunan susut non teknis pada jaringan distribusi menggunakan sistem automatic meter reading di pt. pln (persero),” J. Teknol. Elektro , vol. 8, no. 1, p. 142273, 2017.
[4] H.  A.  Siahaan,  “Analisis  Susut  Energi  Untuk  Tindakan
Pemeliharaan Jaringan Tegangan Menengah Di Pt Pln (Persero) Ulp
Siborongborong,” 2022. [5]
A. Kadir, “Distribusi dan utilisasi tenaga listrik,” Penerbit Univ. Indones. Jakarta , 2000.
[6] A.  Ramadini,  “PENGARUH  PERGANTIAN  KWH
METER  PASCABAYAR  ANALOG  MENJADI  KWH  METER PASCABAYAR  DIGITAL  DALAM  UPAYA  PENURUNAN SUSUT  NON  TEKNIS  PT  PLN  (PERSERO)  ULP  SUKARAMI.” Politeknik Negeri Sriwijaya, 2021.
[7] S. N. Indonesia, “Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2011
(PUIL 2011),” DirJen Ketenagalistrikan , vol. 2011, pp. 1–133, 2011.
[8] R.  Afrianda,  S.  Samsurizal,  and  A.  A.  Nurul,  “Pengaruh
Ketidakseimbangan  Beban  Terhadap  Efesiensi  Transformator Distribusi Studi Gardu PT PLN (PERSERO) Area Bekasi,” Sutet , vol. 10, no. 1, pp. 29–38, 2020.