e-ISSN : 2715-5064

## Penurunan Drop Tegangan Penyulang 20 Kv Dengan Metode Pecah Beban
Roby Ramadhan *) , Dicky Lesmana, Zuraidah Tharo Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Pembangunan Panca Budi Medan Jl. Gatot Subroto No.km, Simpang Tj., Kec. Medan Sunggal, Kota Medan, Sumatera Utara 20122, Indonesia email: robyramadhan@gmail.com
Abstract The  electricity  distribution  system  is  essentially  a process  of  delivering  electricity  from  power generation  systems  to electricity  consumers  through  a  500/150/70  kV  Transmission Network  to  electricity  consumers  at  20  kV  or  220/400  V.  The electricity distribution process begins from the output of the 20 kV substation to the consumers. The distribution of electricity when it exits  the  substation  will  pass  through  feeders.  Feeders  are  the pathways  for  distributing  20  kV  of  electricity  to  distribution substations.  Feeders  are  one  of  the  most  crucial  parts  of  the electricity distribution process. As the customer load increases and the length of the lines on each feeder, it can cause an increase in current  load  and  voltage  drop.  According  to  SPLN  72:  1987 regulations, in medium voltage networks, the spindle configuration voltage drop limit is 2% of the operating voltage. Therefore, feeders experiencing voltage drops must implement feeder splitting methods to reduce voltage drops at the end of the line. By implementing load splitting  on  the  Curriculum  and  Report  feeders  by  adding  a  new feeder, namely the Academy feeder, the voltage drop at the end of the lines does not exceed SPLN standards. The Curriculum feeder is at 2.7%, the Report feeder is at 2.06%, and the Academy feeder is at 1.4%.
Abstrak -- Sistem distribusi tenaga listrik pada dasarnya adalah suatu proses untuk menyalurkan tenaga listrik dari sistem tenaga listrik pembangkit disalurkan ke Jaringan Transmisi 500/150/70 kV  kepelanggan  listrik  20  kV  maupun  220/400  V.  Proses distribusi tenaga listrik dimulai dari keluaran gardu induk 20 kV sampai ke pelanggan, penyaluran tenaga listrik pada saat keluar dari  gardu  induk  akan  melalui  penyulang.  Penyulang  adalah jalur  penyaluran  listrik  20  kV  menuju  ke  gardu  distribusi distibusi.  Penyulang  merupakan  salah  satu  bagian  terpenting dalam  proses  pendistribusian  tenaga  listrik,  Tentunya  dengan bertambahnya  beban  pelanggan  dan  panjangnya  saluran  pada setiap  penyulang  dapat  menimbulkan  beban  arus  meningkat serta  drop  tegangan.  Sesuai  dengan  ketentuan  SPLN  72  :  1987 yaitu  pada  jaringan  tegangan  menengah  konfigurasi  spindle batas  drop  tegangan  2%  dari  tegangan  kerja.  Sehingga penyulang  yang  mengalami  drop  tegangan  harus  dilaksanakan metode  pecah  penyulang  untuk  mengurangi  adanya  drop tegangan di saluran ujung.  Dengan dilakukannya Pecah beban di  penyulang  Kurikulum  dan  Raport  dengan  menambahkan penyulang  baru  yaitu  penyulang  Akademi,  drop  tegangan  di ujung  saluran  tidak  melabihi  standar  SPLN,  penyulang Kurikulum sebesar 2,7%, penyulang Raport 2,06, dan penyulang Akademi 1,4%.
Kata  Kunci  −  Inverter  Dua  Arah  Hybrid,  Energi  Alternatif, PLTS, Rumah Tangga.

## I.PENDAHULUAN
Proses  distribusi  tenaga  listrik  dimulai  dari  keluaran  gardu induk  20  kV  sampai  ke  pelanggan,  penyaluran  tenaga  listrik pada  saat  keluar  dari  gardu  induk  akan  melalui  penyulang.
Penyulang  adalah  jalur  penyaluran  listrik  20  kV  menuju  ke gardu  distribusi  distibusi.  Penyulang  merupakan  salah  satu bagian terpenting dalam proses pendistribusian tenaga listrik, apabila  penyulang  mengalami  gangguan  maka  tenaga  listrik tidak dapat disalurkan menuju gardu gardu distribusi. Apabila penyulang mengalami gangguan maka akan dilakukan proses pengendalian jaringan dengan memberikan tenaga listrik dari gardu hubung atau penyulang yang tidak mengalami gangguan menuju  penyulang  yang  mengalami  ganguan.  Pengendalian jaringan agar lebih mudah dilakukan dan apabila pengendalian jaringan  tidak  dapat  di  lakukan  dari  gardu  hubung  maka pengendalian  jaringan  dapat  dilakukan  dari  penyulang  lain. Pengendalian  jaringan  dari  penyulang  lain  dapat  dilakukan apabila penyulang yang mengalami gangguan sudah dilakukan pecah beban dengan penyulang lain.
Suatu  trafo  di  gardu  induk  mencapai  batas  maksimum  atau sudah  melebihi  batas  standar  bebannya  merupakan  beban lebih. apabila beban lebih hanya terjadi di satu gardu distribusi maka  solusinya  adalah  dengan  penambahan  gardu  distribusi baru.  Namun  apabila  pada  penyulang  sudah  tidak  dapat  di bangun  gardu  baru,  maka  apabila  terdapat  pelanggan  yang menginginkan  tambah  daya  atau  pasang  baru  tidak  dapat dilakukan. Maka solusi dari hal ini adalah dengan melakukan pecah  beban  antar  penyulang  atau  penambahan  penyulang yang baru.
Mengingat  berbagai  kendala  dan  masalah  investasi  dalam penambahan  instalasi  baru  dan  penambahan  kapasitas ( uprating ), sedangkan permintaan/penambahan daya baru dari sisi  konsumen  harus  dipenuhi  dan  juga  untuk  meningkatkan kehandalan  dari  sisi  penyulang  20  kV  untuk  lebih memudahkan  dalam  pengendalian  jaringan.  Dengan  seiring kenaikan  beban  dan  peningkatan  pelanggan  baru  yang mengkibatkan  dibangunnya  gardu  distribusi  baru.Dengaan adanya  penambahan  gardu  distribusi  maka  suatu  penyulang akan  mengalami over  load .  Penyulang  yang  mengalami over load akan  mengalami  penurunan  kehandalan  dan juga  sering mengalami gangguan.

## II. METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan pada proyek akhir ini adalah metode kuantitatif.  Metode  kuantitatif  adalah  sebuah  metode  yang lebih  menekankan  pada  aspek  pengukuran  secara  obyektif terhadap  fenomena  yang  terjadi.  Digunakannya  metode kuantitatif pada penelitian ini dikarenakan sebuah pertimbangan  yaitu  dari  rumusan  masalah  proyek  akhir  ini yang menuntun untuk menggunakan metode kuantitatif.

## A. Deskripsi data
Lokasi  penelitian  berada  di  kantor  PLN  (Persero)  Distribusi Jakarta  Raya  UP3  Bintaro.  Pengumpulan  data  dilakukan selama 4 Bulan. Penelitian dilakukan pada Penyulang Akademi dan Report yang mendapat supply dari transformator 1 dan 3
*) penulis korespondensi : Roby Ramadhan
Email: robyramadhan@gmail.com
e-ISSN : 2715-5064
60 MVA gardu induk CIleduk. Penyulang Report dan Akademi diketahui  menggunakan  konfigurasi  jaringan  spindle  dan menggunakan  kabel  bawah  tanah  (SKTM).  Jenis  penghantar yang di gunakan adalah XLPE dengan diameter 240 mm2.

## B. Perancangan Penelitian
Pada Penelitian Kali ini Penyulang Akademi dan Report perlu di  lakukan  pemecahan  beban  dengan  membangun  Penyulang baru  guna  mengurangi  beban  berlebih  di  kedua  penyulang tersebut.

## C. Cara Analisis
Dalam penelitian kali ini  teknis analisis data yang digunakan adalah analisis sistematis untuk mendapatkan hasil penelitian. Analisis  ini  adalah  mengadakan  perhitungan-perhitungan berdasarkan  rumus  yang  berlaku  didalam  perhitungan  untuk mengetahui  beban  arus  transformator  dan  drop  tegangan beserta susut distribusi.
Untuk  mengetahui  arus  /  beban  pada  sisi  prime  trafo  dapat digunakan  persamaan  perbandingan  arus  primer  dengan  arus sekunder.  Dan  tegangan  primer  dengan  tegangan  sekunder pada  trafo  sehingga  bila  dituliskan  dalam  bentuk  persamaan menjadi :
𝑣 𝑝 𝑣 𝑠 = 𝑖 𝑠 𝑖 𝑝 ……………………………………………………(1)
Sehingga bila mencari arus pada sisi primer maka persamaan tersebut menjadi :
𝑖 𝑝 = 𝑣 𝑠 .𝑖 𝑠 𝑣 𝑝 …………………………………………...(2)
Dimana : Vp = tegangan primer (V) Vs = tegangan sekunder (V) Is = arus sekunder (A) Ip = arus primer (A)
Namun untuk mengetahui arus setiap segmen pada penyulang, maka dapat dilakukan dengan persamaan sebagai berikut : Isegmen=I1+I2…..+In……………………………………..(3) Dimana : Isegmen     = arus pada 1 segmen  (A) I1 = I2=In  = arus pada setiap gardu (A)
Susut daya atau rugi daya listrik adalah berkurangnya pasokan daya  yang  dikirimkan  oleh  sumber  pasokan  (PLN)  kepada yang  diterima  dalam  hal  ini  konsumen,  artinya  daya  yang dibangkitkan  namun  tidak  terjual.  Dalam  hal  ini  pihak penyedia  daya  listrik  (PLN),  menderita  kerugian  akibat membangkitkan  daya  dengan  biaya  yang  cukup  besar  tetapi tidak  mendapatkan  keuntungan  finansial  dari  hasil  penjualan daya  tersebut.  Secara  umum  rumus  untuk  mencari  rugi  pada jaringan yaitu sebagai berikut:
𝑝 = 3𝑖 2 𝑅𝑙 ………………………………………………..(4) Dimana: P = rugi rugi (kW) i  =  arus (ampere) R = resistansi (ohm/km) l  = jarak (km)
∆V = √3(I. R. l. cos 𝜑 + I. X. l sin 𝜑) …………….....(5)
Dimana : ∆V = drop tegangan (V) i     =  arus (ampere) R   = resistansi (ohm/km)
l     = jarak (km) X   = reaktansi (ohm/km)
Dan  mengambil  data  impedansi  dari  jenis  kabel  yang  di gunakan :

## T ABEL I

## DATA IMPEDANSI JENIS KABEL
A ( mm 2 ) R (Ω/km) R + jX (Ω/km) 150 0,206 0,206 + j 0,104 240 0,125 0,125 + j 0,097 300 0,100 0,100 + j 0,094

## III.HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Rugi Tegangan dan Drop Tegangan
Penyulang  kurikulum  mendapatkan  suplai  dari  trafo  3  GI Cileduk  60  MVA.  Penghantar  yang  digunakan  kabel  tanah XLPE  dengan  luas  penampang  240  ({mm}^2)  dengan menggunakan  konfigurasi  spindle yang tersambung pada GH 404.
e-ISSN : 2715-5064
T ABEL II DATA ARUS GARDU DISTRIBUSI PENYULANG KURIKULUM
Pada tabel 2 merupakan data beban arus setiap gardu distribusi di  penyulang  kurikulum  di  sisi  tegangan  380  V,  sehingga dengan data tersebut dapat dihitung beban arus di sisi tegangan 20 Kv.
Pada Gardu CD29A :
𝑖 𝑝 = 𝑣 𝑠 .𝑖 𝑠 𝑣 𝑝 𝑖 𝑝 = 380.330 20000 𝑖 𝑝 = 6,27 𝐴
Hasil  perhitungan  arus  primer  di  penyulang  Kurikulum  lebih lengkap dapat dilihat pada tabel 3.

## T ABEL III DATA ARUS BEBAN DI SISI PRIMER
Pada tabel 3. merupakan data beban arus setiap gardu distribusi di  penyulang  kurikulum  di  sisi  tegangan  primer  (20  kV), sehingga  dengan  data  tersebut  didapatkan  arus  di  setiap segmen, yaitu sebagai berikut :
IA= i1 + i2 + i3 + i4 + i5 + i6 + i7 + i8+ i9 + i10 + i11 + i12 + i13 + i14 + i15 + i16 + i17 + i18 + i19 + i20 + i21 + i22 + i23 IA= (6,27 + 7,37 + 6,46 + 7,35 + 9,88 + 7,14 + 11,24 + 4,69 + 9,17 + 9,72 + 8,43 + 1,63 + 1,14 + 6,15 + 5,35 + 5,37 + 4,61 + 6,7 + 2,69 + 1,93 + 5,37 + 5,8 + 6,17) A IA = 139,49 A
Dimana IA merupakan arus segmen pada penyulang, dimana IA  adalah  penjumlahan  arus  pada  setiap  gardu  dari  gardu pertama sampai gardu terakhir pada penyulang tersebut.  Dan kemudian  kita  mencari  drop  tegangan  dan  rugi  tegangan persegmen dengan perhitungan sebagai berikut :
p = 3i 2 R𝑙 Dimana:
i = 139,49 Ampere (tabel 4.4)
R = 0,125 Ω/km (tabel 3.1)
l = 1,309 km (tabel 4.4) p = 3x139,49 2 x 0,125 x 1,309 p = 9551,18 Watt p =  9,551 kW dan drop tegangan persegmen.
∆V = √3(I. R. l. cos 𝜑 + I. X. l sin 𝜑) V
e-ISSN : 2715-5064
∆ V = 53,17

## Dimana:
i = 139,49 Ampere (tabel 4.4)
R = 0,125 Ω/km (tabel 3.1)
l = 1,309 km (tabel 4.4)
X = 0,097 Ω/km (tabel 3.1) Cos 𝜑 = 0,85 sin 𝜑 = 0,65
Hasil  perhitungan  rugi  rugi  dan  drop  tegangan  persegmen  di penyulang Kurikulum lebih lengkap dapat dilihat pada tabel 4.
T ABEL IV

## RUGI RUGI DAN DROP TEGANGAN DI SETIAP SEGMEN
KURIKULUM
Nama Gardu Panjang Segmen (M) Arus Persegm en (A) ∆V Rugi Rugi (Kw) cd29a 1309 139,49 53.17 9,551 cd322 1389 133,22 53.9 9,244 cd67 1289 125,85 47.23 7,579 cd222 1239 119,39 43.06 6,622 cd12a 1211 112,04 39.75 5,7 cd364 1266 102,04 37.7 4,943 cd81 1398 95,02 38.72 4,733 cd331 1298 83,78 31.69 3,416 dk6 1237 79,09 28.52 2,9 cd144 1152 69,92 23.57 2,111 cd223 1239 60,2 21.71 1,683 cd354 1289 51,77 19.43 1,295 dk7 1267 50,14 18.52 1,194 dk8 1238 49 17.67 1,114 kj153 1397 42,85 17.46 0,961 cd318 1280 37,5 14.07 0,675 cd243 1098 32,13 10.26 0,425 cd179 1198 27,52 9.6 0,34 cd303 1085 20,82 6.59 0,176 cd304 1239 18,13 6.53 0,152 cd183 1266 16,2 3.46 0,124 cd302 1098 10,83 3.46 0,048 cd13p 1198 6,17 2.15 0,017 total rugi rugi (kW) 64,851 total drop tegangan (V) 550,74
Dengan mengikuti perhitungan pada penyulang akademi maka kita mendapatkan data penyulang report sebagai berikut :
T ABEL V
RUGI RUGI DAN DROP TEGANGAN DI SETIAP SEGMEN PENYULANG REPORT Nama
Gardu Beban (A) Arus Rata Rata sekunder (A) Ar us dis isi pri m er 20 k V (A ) panj ang pers agm en (m) R S T Arus pers egm en sisi Prim er (A)
∆V Ru gi ru gi (K W ) CD36 2 1 0 2 3 5 1 9 5 213 4, 04 114, 23 120 9 40, 19 4.3 1 CD29 D 3 8 7 5 6 8
5 0 5 486 9, 23 110, 19 118 9 38, 12 4.1 4 CD29 B 3 3 2 3 4 6 3 9 1 356 6, 76 100, 96 123 1 36, 41 3.5 0 CD29 C 3 5 3 2 3 6 3 1 6 301
5, 71 94,2 110 9 30, 38 2.6 8 CD35 3 1 8 3 2 9 3 4 0 329
6, 25 88,4 9 125 4 32, 43 2.6 2 CD37 5 1 0 0 1 1 3 1 7 4 387 7, 35 82,2 4 138 9 33, 27 2.7 8 CD35 A 8 6 1 0 6 9 1 94 1,
78 74,8 9 109 3 23, 93 1.7 7 CD36 2 1 2 5 1 3 5 1 4 0 133 2, 52 73,1 1 113 8 24, 22 1.7 5 KJ79 2 8 7 2 4 5 3 6 0 297 5, 64 70,5 9 103 9 21, 32 1.4 7 CD34 8 5 5 4 9 6 2 55 4, 54 64,9 5 110 9 20, 95 1.3 0 CD35 6 1 6 3 2 2
3 1 6 2 182 3, 45 60,4 1 992 17, 53 1.1 2 KJ81 4 0 0 3 5 1 4 8 8 413 7, 84 56,9 6 103 2 17, 2 1.0 2 KJ16 1 4 3 7 5 0 3 4 3 4 458 8, 7 49,1 2 113 1 16, 27 0.8 0 KJ13 5 1 7 5 1 8 2 1 8 8 181 3, 43 40,4 2 111 7 13, 15 0.5 0 KJ12 1 3 5 5 3 9
5 3 3 0 360 6, 84 36,9 9 118 9 12, 79 0.4 4 CD30 5 2 3 4 3 9 6 3 5 4 328 6, 23 30,1 5 112 3 9,9 0.2 5
CD36
1 6 4 8 0 4 8 64 1, 21 23,9 2 129 9 6,0
4 0.2 8 CD83 2 4 4
1 9 2
3 9 1 275 5, 22 22,7 1
983 6,5
2 0.1 9
KJ80 3 8 4 3 5 8 4 8
8 410
7, 79 17,4 9 110 2 5,6 4 0.1 3 DK30 4 2 6 4 2 9 5 1 9 458 8, 7 9,7 119
9 3,3 8 0.0 4
∆ V = √ 3(139,49.0,125.1,309.0,85 + 139,49.0,097.1,309.0,65)
e-ISSN : 2715-5064
Nama Gardu
Beban (A) Arus Rata Rata sekunder (A) Ar us dis isi pri m er 20 k V (A ) panj ang pers agm en (m) R S T Arus pers egm en sisi Prim er (A) ∆V
Ru gi ru gi (K W ) CD12
P 2 0 3 0 2 3 159 0, 4 1 107 8 0,3 1 0,0 00 4
CD13 4 0 3 5 3 0 374 0,
6 0,6 103 6
0,8 0,0 00 1 gh404 128 0 TOTAL
263 21 41 3, 75 31, 08 T ABEL VI

## DROP TEGANGAN DAN RUGI RUGI DI PENYULANG KURIKULUM DAN RAPORT
Penyulan g ∑∆V (total drop voltage) (V) persentase drop Total rugi rugi (kW) Kurikulu m 550,74 2,7% 64,85 1 Raport 413,75 2,06% 31,08
Setelah  dilakukan  pecah  penyulang  dengan  penyulang  baru yaitu Akademi yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Maka didapatkan nilai drop tegangan beserta rugi-rugi dayanya di setiap penyulang :
T ABEL VII

## DROP TEGANGAN DAN RUGI DAYA SETELAH DILAKSANAKAN PENCAH PENYULANG
Penyulan g ∑∆V (total drop voltage) (V) persentase drop Total rugi rugi (kW) Kurikulu m 273,18 1,3% 23,2 4 Raport 173,79 0,8% 11,4 4 Akademi 286,44 1,4 % 21,3 9

## IV. KESIMPULAN
Dalam  penurunan  drop  tegangan  penyulang  20  kV  dengan metode  pecah  beban  penyulang  Kurikulum  di  PT.  PLN (Persero) simpulan yang dapat diambil adalah :
1. Pecah  beban  dilakukan  dikarenakan  drop  tegangan dipenyulang Kurikulum dan Raport sudah melebihi standar SPLN  :  72  :  1982  yaitu  2%  yang  telah  ditentukan, penyulang Kurikulum sebesar 2,7% dan penyulang Raport sebesar  2,06%.  Setelah  dilakukan  pecah  beban  dan penambahan  penyulang  baru  (Akademi),  drop  tegangan pada  penyulang  Kurikulum  sebesar  1,3%,  penyulang Raport  sebesar  0,8%,  dan  penyulang  Akademi  sebesar 1,4 % .
2. Total  rugi  rugi  jaringan  pada  penyulang  Kurikulum sebelum  pecah  beban  64,85  kW,  dan  penyulang  Raport 31,08 kW. Setelah dilakukan pecah beban, total rugi  rugi pada  penyulang  Kurikulum  23,24  kW,  penyulang  Raport 11,44 kW, dan penyulang Akademi 21,39 kW.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] SPLN  70-4 PT. PLN (Persero). 1992. KHA Kabel Pilin Tegangan Rendah.. [2] Hamles Leonardo Latupeirissa. JURNAL SIMETRIK VOL 7, NO.
2,  DESEMBER  2017  PENGARUH  KETIDAKSEIMBANGAN  BEBAN TERHADAP  ARUS  NETRAL  DAN  LOSSES  DAYA  PADA  TRAFO DISTRIBUSI GARDU KP-01 DESA HATIVE KECIL. Dari  https://ejournal- polnam.ac.id/index.php/JurnalSimetrik/article/view/43/4 [3] SNI 0225:2011/AMD 1 : 2013 Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2011 (PUIL 2011) AMANDEMEN 1 dari https://maryonoam.wordpress.com/wp-content/uploads/2017/01/sni-puil- 2011-amandemen-bagian-5-52-dan-bagian-7.pdf [4] ANALISIS DROP TEGANGAN PADA JARINGAN
TEGANGAN  RENDAH  PT.  PLN  (Persero)  ULP  KUTACANE  dari https://eprints.pancabudi.ac.id/id/eprint/56/1/ARIOLA.pdf [5] ANALISA  PERBAIKAN  DROP  TEGANGAN  JTR  DENGAN MENGGUNAKAN  METODE  TRAFO  SISIP  DAN  UPRATING  KABEL BERBASISSIMULASI ETAP 12.6.0 DI PT. PLN (PERSERO) UP3 LUBUK PAKAM ULP PERBAUNGAN. Dari https://eprints.pancabudi.ac.id/id/eprint/20/1/AHMAD%20%20ZULFADLI.p df [6]
SPLN    72  :  1982  PT.  PLN  (Persero).  SPESIFIKASI  DESAIN. UNTUK. JARINGAN TEGANGAN MENENGAH (JTM) DAN JARINGAN TEGANGAN RENDAH (JTR).