## ANALISIS PENGARUH BEBAN PUNCAK FEEDER TERHADAP EFISIENSI TRANSFORMATOR 31,5 MVA DAN 60 MVA
Arvian Widya Mukti 1)
1) Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Semarang Jl. Kasipah No 12 Semarang - Indonesia e_mail : mukti.arvian@gmail.com

## ABSTRACT
The efficiency of a transformer is, among other things, determined by the magnitude of the load that increases from month to month as well as from year to year. Therefore we need a study on the optimization of transformer efficiency, in this case carried out on the substation of 150 KV Srondol  Semarang,  In  the  study  can  be  determined  the  optimal  transformer  efficiency  in accordance with the influence of peak load on the feeder. Efficiency often becomes a benchmark for transformer performance. The ideal transformer efficiency is when the power capacity of the transformer  is  equal  to  the  power  absorbed  by  the  load,  It  is  necessary  to  further  analyze  the factors  affecting  the  efficiency  and  treatment  or  action  changes  to  keep  the  transformer performance to be good and optimal.
Keywords : substation, transformer, losses, feeder load, efficiency

## ABSTRAK
Effisiensi suatu transformator antara lain ditentukan oleh besarnya beban yang meningkat baik  dari  bulan  ke  bulan  maupun  dari  tahun  ke  tahun.  Oleh  karena  itu  diperlukan  suatu  studi mengenai optimalisasi efisiensi transformator , dalam hal ini dilaksanakan pada Gardu Induk 150 KV Srondol Semarang, pada studi tersebut dapat ditentukan effisiensi transformator yang optimal sesuai  dengan  pengaruh  beban  puncak  pada feedernya .  Efisiensi  kerap  kali  menjadi  suatu  tolak ukur  unjuk  kerja  transformator.  Efisiensi  transformator  yang  ideal  adalah  ketika  kapasitas  daya transformator  sama  dengan  daya  yang  terserap  oleh  beban,  maka  perlu  analisis  lebih  lanjut mengenai  faktor  –  faktor  yang  mempengaruhi  perubahan  efisiensi  dan treatment atau  tindakan untuk menjaga kinerja transformator tersebut menjadi baik dan optimal.
Kata kunci : gardu induk, transformator, beban feeder, efisiensi.

## 1. PENDAHULUAN
Energi  listrik  memegang  peranan  yang sangat  penting    di    dalam    menunjang    segala aktivitas  masyarakat,    sehingga    penyaluran
energi    listrik  diperlukan    untuk    mensuplai beban-beban    yang    ada.  Transformator  dalam sistem transmisi diperlukan  dalam  penyaluran energi    listrik    yang    dapat    mentransformasi
http://jurnal.unimus.ac.id
tegangan  dari  level  tegangan  tinggi  menjadi level  tegangan  yang  lebih  rendah  ( step down ).
Oleh  karena  itu  unjuk  kerja  transformator tersebut  perlu  dijaga  dan  dipelihara  dengan melihat beberapa parameter yang ada.
Seiring dengan waktu banyak masyarakat  yang  komplain  terhadap  naiknya harga pembayaran rekening listrik, padahal hal yang  menyebabkan  terjadinya  kenaikan  harga rekening  listrik  itu  di  akibatkan  oleh  beberapa rugi  dari  beban  yang  mempengaruhi  effisiensi transformator.  Yang  dampaknya  terhadap trasformator  menjadi  mudah  panas  dan mengakibatkan  drop  tegangan  yang  besar sehingga  suplai  daya  dari  PLN  menjadi  besar yang  membuat power  provider sama-sama rugi.
Bisa  dilihat  dari  bebagai  kerugian  yang di  alami  oleh  PT  PLN  yang  diantaranya kerugian yang di akibatkan oleh rugi-rugi yang terjadi  pada  teransformator,  sebagai  contoh: rugi  yang  disebabkan  oleh  bergesekannya molekul partikel-partikel pada inti transformator  akibat  perubahan  flux  magnet atau  yang  disebut  histerisis,  ada  juga  akibat induksi  pada  inti  transformator  atau eddy current ,  dan  juga  rugi-rugi  tembaga.  Dan sebagai  alternatif  dari  permasalahan  tersebut PT  PLN  menyuplai  daya  lebih  besar  yang mengakibatkan PLN rugi.
Beberapa  penelitian  dilakukan  seperti analisa effisiensi transformator daya 20 MVA dan  estimasi  gardu  induk  150  KV  Jember untuk perkembangan beban feeder . Dari hasil analisa  diperoleh  bahwa  pada  keadaan effisiensi maksimal aliran daya trafo 20 MVA pada siang hari adalah 6,293313079 MVA dan
pada  malam  hari  adalah  9,171572756  MVA dengan  nilai  effisiensi  =  88,83340979%  saat siang hari dan 88,83400525% saat malam hari, sedang  effisiensi  nominalnya  yaitu  sebesar 99,91341995 % (Dodi Setiabudi, 2006).
Penelitian untuk memperoleh karateristik  beban  puncak  yang  terjadi  dalam beberapa  periode  dan  menganalisa  kapasitas daya  transformator  untuk  mendistribusikan beban.  Berdasarkan  hasil  analisa  diperoleh factor  beban  pada  tanggal  01  juni  2013 sebesar  80,4%  berdasarkan  beban  puncak sebesar 39 MW dan pada tanggal 30 Juni 2013 diketahui  beban  puncak  sebesar  71%  dengan beban puncak mencapai 36 MW. Dari seluruh perhitungan  Faktor  Beban  Trafo  II  Gardu Induk  Bogor  Baru  dari  tanggal  01  Juni  –  30 Juni  2013  diketahui  beban  tertinggi  sebesar 87%  dengan  beban  puncak  sebesar  34  MW yang  terjadi  pada  pukul  10.00.  (Try  Lestari, 2013).
Transformator  merupakan  suatu  alat listrik yang digunakan untuk mentransformasikan  daya  atau  energi  listrik dari  tegangan  tinggi  ke  tegangan  rendah  atau sebaliknya,  melalui  suatu  gandengan  magnet dan berdasarkan prinsip induksi – elektromagnet. Transformator digunakan secara  luas,  baik  dalam  bidang  tenaga  listrik maupun elektronika. Penggunaan
transformator dalam sistem tenaga memungkinkan  terpilihnya  tegangan  yang sesuai dan ekonomis untuk tiap tiap keperluam misalnya  kebutuhan  akan  tegangan  tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.
Dalam  bidang  tenaga  listrik  pemakaian transformator dikelompokan menjadi :
http://jurnal.unimus.ac.id
 Transformator daya.
 Transformator distribusi.
 Transformator pengukuran
(transformator arus dan transformator tegangan)
Beban  transformator  pada  sisi  sekunder atau  pada  lingkaran  kedua  selalu  berubah  – ubah  baik  di  siang  hari  maupun  malam  hari, hal  ini  dapat  dilihat  dari  data  arus  siang maupun malam hari yang selalu berubah ubah.
Dengan menggunakan persamaan tegangan :
V 1 = E 1 + I 1 x Z 1 (1) E 2 = V 2 + I 2 x Z 2 (2)
Dimana :
Z 1 = R 1 + jX 1 ; = + (3) Z 2 = R 2 + jX 2 ; = + (4)
Perbandingan antara E
2 dan E 1 menghasilkan nilai transformasi K:
K = (5)
Perhitungan  menentukan  nilai  arus primer diperoleh menggunakan persamaan :
I 1 =   = K x I 2 (6)
Rugi  berbeban  terjadi  akibat  tahanan pada  rangkaian  dialiri  arus  beban  karena  rugi ini  terjadi  pada  belitan  trafo  yang  terbuat  dari tembaga  maka  rugi  berbeban  sering  disebut
rugi  tembaga  yang  ditimbulkan  sebagai  akibat dari  mengalirnya  arus  beban  pada  kawat belitan. Rugi tembaga besarnya selalu berubah tergantung  kepada  beban  yang  diberikan,  rugi ini  mencapai  nilai  maksimum  pada  saat  beban puncak.
Sedangkan  untuk  mengetahui  rugi  inti pada trafo dapat dihitung melalui persamaan :
Daya  masukan  (Pinput)  transformator dapat dinyatakan menurut persamaan :
Pinput = x V 1 x I 1 x cos ɸ (watt ) (7)
Sedangkan  daya  keluaran  atau  output yang  di  manfaatkan  oleh  beban  dapat dinyatakan menurut persamaan :
Poutput = x V 2 x I 2 x cos ɸ (watt )  (8)
Dengan  demikian  rugi  –  rugi  total transformator  dapat  dihitung  besarnya  dengan menggunakan persamaan :
Rugi  –  rugi  Total  =  daya  masukan  – daya keluaran.
Untuk setiap mesin atau peralatan listrik, efisiensi  ditentukan  oleh  besarnya  rugi  –  rugi yang  terjadi selama  operasi  normal  dari  mesin atau  peralatan  tersebut.  Efisiensi  dari  mesin  – mesin  berputar  umumnya  berkisar  antara  50% -  60%  karena  adanya  rugi  –  rugi  gesekan  dan angin.  Akan  tetapi,  karena  transformator  tidak memiliki  bagian  yang  bergerak  atau  berputar, maka rugi – rugi ini tidak akan muncul.Meskipun demikian, efisiensi transformator dapat dihitung dengan cara yang sama  untuk  menghitung  efisiensi  mesin  – mesin yang lain. Efisiensi mesin secara umum dirumuskan oleh persamaan :
Efisiensi = (9)
http://jurnal.unimus.ac.id
Daya  masukan  transformator  digunakan untuk  mensuplai  daya  keluaran  ditambah semua  rugi  –  rugi  yang  terjadi  didalam transformator. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa :
Pinput = Poutput + Rugi Dengan  menuliskan  kembali  rumus dasar untuk efisiensi diperoleh :
Efisiensi = (10)

## 2. METODE PENELITIAN

## A. Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian  dilakukan  di  Gardu  Induk Srondol  yang  masuk  dalam  Unit  Transmisi
Jawa Bagian Tengah Area Pelaksana
Pemliharaan  Semarang.  Objek  penelitian adalah  dua  transformator    berkapasitas  31,5 MVA dan 60 MVA yang menjadi ketersediaan pada  Gardu  Induk  tersebut  guna  menyuplai beberapa  feeder  yang  diatur  oleh  unit Distribusi.  Waktu  pengambilan  data  adalah terhitung  1  bulan  (bulan  februari  -  maret) dikarenakan  pencatatatan  beban  puncak  oleh operator  Gardu  Induk  tersebut  adalah  pukul 10:00 (asumsi beban puncak industri) dan pada pukul  16:00  (asumsi  beban  puncank  rumah tangga).

## B. Variabel Penelitian
Variabel  adalah  sesuatu  yang  berbeda  atau bervariasi. Sebuah konsep disebut variabel jika ia  menampakkan  variasi  pada  obyek-obyek yang  ditunjuknya.  Peneliti  mendefinisikan variabel  sebagai  data  yang  digunakan  dalam observasi pendukung untuk tercapainya penelitian.  Waktu  yang  diambil  untuk  data
penelitian  adalah  selama  satu  bulan.  Dalam penelitian kali ini data-data tersebut diklasifikasikan  ke  dalam  beberapa  variabel sebagai berikut:
a. Variabel Bebas ( Independent Variable )
Variabel  yang  nilainya  mempengaruhi variabel lainnya, yaitu variabel terikat.
1. Data  arus  beban  puncak  pada  dua feeder transformator  berkapasitas  31,5  MVA dan 60 MVA.
2.
Tegangan dan impedansi nominal yang tertera pada name plate transformator.
a.Variabel Terikat ( Dependent Variable )
Variabel  yang  nilainya  tergantung  dari
nilai vaiabel lainnya
1. Efisiensi transformator.
2. Arus  primer  dan  rugi  –  rugi total pada transformator.
b. Variabel Pendukung
Variabel  yang  dalam  penelitian  ini diposisikan sebagai pendukung atau pelengkap pengolahan data oleh Peneliti.
1. Teori
tranformator &
Perhitungannya.
2. Teori  dan  fungsi  tap  changer (OLTC) serta perhitungannya. 3. Name  plate spesifikasi  kedua transformator

## C. Langkah  –  langkah  dalam  pengambilan data
Dalam penyusunan penelitian kali ini, maka langkah-langkah  dalam  pengambilan  data sebagai berikut :
1) Tahapan Persiapan
a. Meminta ijin dan Melakukan koordinasi ke PT. PLN (Persero) Gardu Induk http://jurnal.unimus.ac.id
Srondol  selaku  penanggung  jawab  aset  pada peralatan  gardu  induk  maupun  transmisi  di wilayah tersebut.
2) Pelaksanaan
a. Mengumpulkan  data  beban
puncak  feeder  incoming  pada  transformator  1, 60 MVA Gardu Induk Srondol.
b. Mengumpulkan  data  dan
referensi  terkait  metode  perhitungan  efisiensi dan komponennya pada transformator.
c. Menghitung  efisiensi  pada
transformator  berdasarkan  data  beban  puncak pada feeder incoming trafo tersebut.
d. Menghitung  besaran  arus pada  sisi  primer  sesuai  rumusan  berdasarkan data perhitungan dari sisi sekunder.
e. Membandingkan  data  hasil
hitungan  rumus  besaran  arus  primer  dengan data real arus primer pada ampere meter panel incoming.
f. Menganalisa  deviasi  yang muncul  pada  besaran  arus  primer  tersebut  dan menganalisa  efisiensi  transformator  setelah dilakukan penghitungan dari sekian data beban puncak dalam kurun waktu 1 bulan.
g. Memberikan saran dan masukan  kepada  user  /  pemilik  aset  dalam rangka  optimalisasi  kinerja  transformator  dan bahan sharing knowledge .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Arus nominal pada transformator
Transformator  sebagai  salah  satu  peralatan vital  dalam  sistem  penyaluran  tenaga  listrik khususnya  pada  sub  sistem  jawa  tengah  area semarang  memiliki  peranan  penting  dalam
terjaganya  kualitas  sistem  tenaga  listrik. Kestabilan  tegangan,  continue/terus  menerus, dll,  menjadi  parameter  dalam  baik/buruknya kualitas penyaluran tenaga listrik tersebut.
Unjuk  kerja  transformator  perlu  dijaga sebagai  upaya  peningkatan  keandalan  sistem tenaga  listrik.  Sebagai  contoh  kapasitas transformator,  tiap  transformator  memiliki kapasitasnya  sebagai  tolak  ukur  sampai nominal  brapa  trafo tersebut  mampu  dibebani. Beban nominal tersebut menjadi batasan untuk arus  outputan  pada  transformator.  Sebagai contoh transformator pada gardu induk srondol memiliki  kapasitas  31,5  MVA  dan  60  MVA, maka  perhitungan  arus  nominal  di  sisi  primer maupun sisi sekunder adalah :
Transformator 1 : Rating tegangan  : 150/20 kV Kapasitas daya /S : 60 MVA
Maka  arus  nominal  pada  transformator tersebut adalah :
Menghitung Ip (arus nominal pada sisi primer)
Ip = S / (V. √3)
Ip = 60.000 kVA / (150 kV . 1,732) Ip = 230,95 A
Menghitung Is (arus nominal pada sisi sekunder)
Is = S / (Vs. √3)
Is = 60.000 kVA / (20 kV . 1,732) Is = 1732,1 A
Transformator 2 :
Rating tegangan : 150/20 kV Kapasitas daya /S : 31,5 MVA http://jurnal.unimus.ac.id
Maka  arus  nominal  pada  transformator tersebut adalah :
Menghitung Ip (arus nominal pada sisi primer)
Ip = S / (V. √3) Ip = 31.500 kVA / (150 kV . 1,732) Ip = 121,25 A Menghitung Is (arus nominal pada sisi sekunder)
Is = S / (Vs. √3) Is = 31.500 kVA / (20 kV . 1,732)
Is = 909, 35 A Dari  perhitungan  tersebut  maka  dapat diketahui  bahwa  beban  nominal  transformator 1  di  sisi  sekunder  adalah  909,  35  Ampere sedangkan  beban  nominal  transformator  2  di sisi sekunder nya adalah 1732,1 A. Namun atas dasar pertimbangan life time / faktor usia serta rugi  –  rugi  yang  timbul  maka  pembebanan pada  suatu  transformator  dibatasi  hingga  ±  80 %  dari  beban  nominalnya.  Walaupun  ada beberapa  transformator  di  wilayah  semarang yang  sudah  bisa  dikatakan  hampir overload karena  kebutuhan  beban  yang  tinggi  hingga memaksa transformator tersebut untuk mencapai beban nominal nya.

## B. Analisis Perhitungan Arus Litrik di Sisi Primer
Beban  transformator  di  sisi  sekunder selalu  berubah  –  ubah,  hal  tersebut  dapat dilihat pada data beban puncak transformator 1 dan 2. Sehingga perhitungan untuk transformator  berkapasitas  31,5  MVA  adalah sebagai berikut ; Data transformator : Kapasitas : 31,5 MVA
Tegangan primer : 150 kV Tegangan sekunder : 20 kV Arus nominal primer : 121,25 A Arus nominal sekunder : 909,35 A Impedansi : 18,21 % : 0,1821 pu Maka
Z B1 = (Sisi TT) Z B1 = = 714,28 Ω (Sisi TT)
Z B2 = (Sisi TR)
Z B2 = = 12,69 Ω     (Sisi TR)
Hasil perhitungan diatas diubah kembali menjadi  sistem  per  unit  menjadi  besaran  ohm mengingat  nilai  per  unit  dikalikan  nilai  dasar, maka :
Z 1 (Ohm) = Z 1 (pu) X Z b1
= 0,1821 X 714,28
= 130,07 Ω (sisi TT)
Z 2 (Ohm) = Z 2 (pu) X Z b2 = 0,1821 X 12,69 = 2,31 Ω (sisi TR)
Dengan demikian
V 1
= E 1 + I 1 X Z 1
E 1 = V 1 - I 1 X Z 1
= 150000 V – 121,25 A X  130,07 Ω = 150000 – 24839,27
= 134229,01 V E 2 = V 2 + I 2 X Z 2 = 20000 V + 909,35 A X  2,31 Ω
http://jurnal.unimus.ac.id
= 20000 + 3310,03
= 22100, 59 V
Sehingga nilai transformasi dari transformator adalah :
K = =
= 0,16
Maka arus primer dapat dihitung seperti dibawah ini :
Untuk  transformator  berkapasitas  31,5
MVA,  dimana  arus  sekunder  pada  tanggal  6 februari 2017 pukul 10.00 ketika beban puncak industri  adalah  392  Ampere,  maka  arus  di  sisi primer adalah :
Ip - R  = K X Is = 0,16 X 392 = 62,72 A Ip - S  = K X Is = 0,16 X 395 = 63,2 A
Ip - T  = K X Is = 0,16 X 401 = 64,16 A

## C. Penentuan Posisi Tap
Pada data beban puncak di Gardu Induk Srondol  posisi tap tidak  dicantumkan,  padahal hal  ini  menjadi  penting  karna  menentukan perhitungan  arus  listrik  di  sisi  primer  menjadi valid. Sebagai contoh arus listrik di sisi primer sesuai perhitungan adalah :
Fasa R : 62,72 A
Fasa S : 63,2 A Fasa T : 64,16 A
Sedangkan  sesuai  data  log  sheet  gardu induk adalah :
Fasa R : 55 A Fasa S : 55 A
Fasa T : 56 A
Dengan  demikian  perlu  dihitung  posisi tap  dan  penyesuaian  nilai  tegangan  primer sebagai bahan dasar validasi perhitungan.
Penentuan nilai K sesuai log sheet :
Ip = K X Is K = K = K = 0,14
Asumsi  V 2 nilainya  tidak  berubah  karna OLTC  merubah  ratio  kumparan  di  sisi  primer saja  dan  tegangan  di  sisi  sekunder  tetap. Dengan  demikian  kita  dapat  menghitung  E 2 dengan arus sekunder real nya adalah :
E 2 = V 2 + I 2 X Z 2 = 20000 V + 392 A X  2,31 Ω = 20000 + 905,52 = 20905,32 V
E 1 = E 1 = E 1 = 149323.71 V Dengan demikian E 1 = V 1 - I 1 X Z 1 V 1 = E 1 + I 1 X Z 1
= 149323,71 V + 55 A X  130,07 Ω = 149323,71 + 7153,85 = 155477,56
http://jurnal.unimus.ac.id
Sesuai  data  name  plate  transformator dan  mencocokan  pada  hasil  V 1 tersebut  tap berada  pada  posisi  10  dengan  nominal tegangan  155477,56  ketika  data  beban  puncak sekunder dicatatkan di jam 10.00 hari tanggal 6 februari 2017.

## D. Perhitungan arus listrik di sisi primer dengan pengaruh OLTC
Data transformator : Kapasitas : 31,5 MVA Tegangan primer : 155769 V Tegangan sekunder : 20000 V Arus primer : 55 A Arus nominal sekunder : 392 A Impedansi : 18,21 % : 0,1821 pu
Maka
Z B1 = (Sisi TT)
Z B1 = = 770,28 Ω
(Sisi TT)
Z B2 = (Sisi TR)
Z B2 = = 12,69 Ω (Sisi TR)
Hasil perhitungan diatas diubah kembali menjadi  sistem  per  unit  menjadi  besaran  ohm mengingat  nilai  per  unit  dikalikan  nilai  dasar, maka :
Z 1 (Ohm) = Z 1 (pu) x Z b1 = 0,1821 x 770,28
= 140,26 Ω (sisi TT)
Z 2 (Ohm) = Z 2 (pu) x Z b2 = 0,1821 x 12,69 = 2,31 Ω (sisi TR)
Dengan demikian V 1 = E 1 + I 1 x Z 1 E 1 = V 1 - I 1 x Z 1
= 155769 V – 55 A x  140,26 Ω = 155769 – 11267,3
= 148054,7 V E 2 = V 2 + I 2 x Z 2
= 20000 V + 392 A x  2,31 Ω = 20000 + 1426,88 = 20905,52 V Sehingga nilai transformasi adalah :
K =
=
= 0,14
Maka arus primer dapat dihitung seperti dibawah ini :
Ip - R = K x Is = 0,14 x 392 = 55 A Ip - S = K x Is = 0,14 x 395 = 55 A Ip - T = K x Is
= 0,14 x 401 = 56 A
Dengan  demikian  hasil  diatas  sudah sesuai  dan  valid  dengan  data  log  sheet  beban arus  transformator  berkapasitas  31,5  MVA tanggal  6  februari  2017  pukul  10.00  atau
http://jurnal.unimus.ac.id
perakaman  oleh  operator  di  Gardu  Induk Srondol.
E. Analisis Perhitungan Daya Masukan dan Keluaran Transformator di sisi Primer maupun Sekunder
P Input   = x V 1 x I 1 x Cos 
= x 155,769 x 55 x 0,85
= 12612,77 Kilo Watt
P Output  = x V 2 x I 2 x Cos 
= x 20 x 392 x 0,85
= 11542,04 Kilo Watt
Maka  pada  transformator  Gardu  Induk Srondol dengan kapasitas 31,5 MVA memiliki daya  input  sebesar  12612,77  kW,  daya keluaran nya sebesar 11.542,04 kW.
Sedangkan  rugi  –  rugi  totalnya  dapat  di hitung dengan :
Rugi – rugi total   =  daya  masukan  (p input) – daya keluaran (p output)
= 12612,77 – 11542,04 = 1070,73 Kilo Watt F. Analisis Perhitungan Efisiensi Tranformator
Dari analisa perhitungan daya masukan, perhitungan daya keluaran dan rugi – rugi  total  transformator  dapat  ditentukan  nilai efisiensi  dengan  menggunakan  persamaan dibawah ini :
Efisiensi=
x 100%
= x 100% = 91 % Sehingga efisiensi transformator kapasitas 31,5 MVA sesuai data beban puncak tanggal  6  februari  2017  pukul  10.00  (beban puncak  industri  &  pendidikan)  dan  karena pengaruh  adanya  kinerja  dari  OLTC  yang berfungsi  menjaga  kestabilan  tegangan  di  sisi sekunder maka efisiensi nya adalah 91 %.

## G. Effisiensi Nominal Pada

## Transformator
Dalam  analisis  perhitungan  pada keadaan  nominal  ini,  cara  yang  digunakan sama dengan cara sebelumnya, sebagai berikut:
Dari  data  transformator  berkapasitas 31,5 MVA diperoleh data sebagai berikut :
Kapasitas : 31,5 MVA Tegangan Primer : 150 kV Tegangan Sekunder : 20 kV Arus Primer : 121,25 A Arus Sekunder : 909,35 A Impedansi : 18,21 % = 0,1821 pu Cos  : 0,85
P Input   = x V 1 x I 1 x Cos  = x 150 x 121,25 x 0,85
= 26775,63 Kilo Watt
P Output  = x V 2 x I 2 x Cos 
= x 20 x 909,35 x 0,85
= 26774,90 Kilo Watt
Efisiensi
=
x 100%
http://jurnal.unimus.ac.id
= x 100% = 99,99 %

## H. Analisa Perhitungan Daya
Jika  pernyataan  fasor  untuk  tegangan dan arus diketahui, perhitungan daya nyata dan reaktif  dapat  diselesaikan  dalam  bentuk kompleks  sehingga  dari  keadaan  optimal effisiensi  dapat  dihitung  besarnya  aliran  daya pada keadaan optimal :
Sout
=  Vs x Is = Pout + j Qout Untuk transformator 1, 60 MVA adalah :
Pout = x V 2 x I 2 x Cos 
= x 20 x 564 x 0,85
= 16606,42 Kilo Watt
Cos  = 0,85
Cos 2  + Sin 2  = 1
Sin 2  = 1 - Cos 2 
Sin 2  = 1 – (0,85) 2
Sin 2  = 1 – 0,7225
Sin 2  = 0,2775
Sin  =
Sin 2  = 0,53
Qout = x V 2 x I 2 x Cos  = x 20 x 564 x 0,53
= 10354,59 KVAR Sout = Pout + j Qout
= 16606,42 + j 10354,59 = 19570,14 < 31,94’ KVA = 19,57 MVA
Untuk  transformator  2,  31,5  MVA adalah :
Pout = x V 2 x I 2 x Cos 
= x 20 x 428 x 0,85 = 12602,03 Kilo Watt Qout = x V 2 x I 2 x Cos 
= x 20 x 428 x 0,53
= 7857,73 KVAR Sout
= Pout + j Qout
= 12602,03 + j 7857,73 = 14851,09 < 31,94’ KVA = 14,85 MVA
Meskipun dalam kenyataanya transformator  masih  dapat  dibebani  mencapai maksimal  pada  kapasitasnya,  akan  tetapi  lebih baik  dioperasikan  pada  keadaan  optimal effisiensinya.  Dimana  pada  keadaan  optimal tersebut aliran daya bebannya di transformator 1  adalah  19,57  MVA  dan  transformator  2 adalah  14,85  MVA  sehingga  diharapkan  pada kapasitas  transformator  60  MVA  dan  31,5 MVA  masa  pakainya  dapat  lebih terjamin  dan handal. Dari Name Plate pada Transformator 1 di Gardu Induk Srondol diperoleh data sebagai
berikut : Kapasitas : 60 MVA Tegangan Primer : 150 kV Tegangan Sekunder : 20 kV Arus Primer : 230,95 A Arus Sekunder : 1732,1 A Impedansi : 12,07 % = 0,1207 pu Cos  : 0,85
http://jurnal.unimus.ac.id
Dari Name Plate pada Transformator 1 di Gardu Induk Srondol diperoleh data sebagai berikut : Kapasitas : 31,5 MVA Tegangan Primer : 150 kV Tegangan Sekunder : 20 kV Arus Primer : 121,25 A Arus Sekunder : 909,35 A Impedansi : 18,21 % = 0,1821 pu Cos 
: 0,85

## I. Penentuan Posisi Tap.
Dalam  perekaman  data  beban  puncak pada  Gardu  Induk  Srondol  tidak  disertakan atau  dicantumkan  posisi  tap,  padahal  dalam perhitungan  arus  listrik  di  sisi  primer,  posisi tap memiliki pengaruh terhadap nilai tegangan nominal  karna  adanya  tambahan  kumparan bantu  dalam  On  Line  Tap  Changer  (OLTC) tersebut.  Sehingga  banyak  terjadi  ketidak cocokan  arus  primer  sesuai  perhitungan dengan  data  perekaman  pada  metering  yang dibahas  oleh  jurnal  –  jurnal.  Hal  ini dikarenakan  tegangan  nominal  atau  tegangan pada  kumparan  utama  lah  yang  di  jadikan dasar perhitungan.

## J. Effisiensi Transformator.
Efisiensi  transformator  dalam  penelitian ini  dihitung  berdasarkan  data  beban  puncak pada  pukul  10.00  dan  16.00  sesuai  SOP  pada Gardu  Induk  Srondol.  Parameter  perhitungan pada effisiensi ini tidak menggunakan tegangan nominal nya akan tetapi menggunakan tegangan primer pada
transformator  yang  telah  dipengaruhi  oleh kinerja  On  Line  Ta  Changer  (OLTC)  yang berfungsi  sebagai  Penstabil  tegangan  di  sisi sekunder/Incoming,  Perubahan  Tap  ini  juga akan  merubah  ratio  pada  transformator sehingga tegangan primer tersebut nominalnya berubah  sesuai  junlah  tap  karna  mendapatkan tambahan dari kumparan bantu.

## K. Analisa Grafik
Dari tabel posisi tap dan efisiensi  diatas dapat  disimpulkan  dan  dibuat  analisanya kedalam  gambar  grafik.  Grafik  tersebut menggambarkan  hubungan  beban  puncak terhadap  posisi  tap,  dan  hubungan  beban puncak  terhadap  effisiensi  nya.          grafik    - grafik  tersebut  antara  lain  dijelaskan  dalam gambar berikut.
Gambar  1. grafik  hubungan  beban  dan  posisi tap pada transformator 1
Gambar 2. grafik hubungan beban dan posisi tap pada transformator 2
Gambar 3. grafik hubungan beban dan effisiensi pada transformator 1
Gambar 4. grafik hubungan beban dan effisiensi pada transformator 2
Pada gambar 4.1 didapatkan hubungan perbandingan beban puncak terhadap posisi tap pada transformator no 1 berkapasitas 60 MVA adalah sebanding, begitu pun juga yang terlihat pada  grafik  no  4.2.  pada  transformator  2 berkapasitas 31,5 MVA. Dari data trend beban puncak,  ketika  trend  nya  naik  maka  posisi  tap cenderung rendah/turun begitu juga sebaliknya.  Maka  hal  tersebut  sesuai  dengan hukum  ohm.  Arus  berbanding  terbalik  dengan tegangan. Karna posisi tap ini fungsinya untuk menjaga  kestabilan  tegangan  di  sisi  sekunder, maka ketika arus naik, tegangan turun dan tap otomatis  akan  naik  pada  posisi  yang  lebih tinggi.
Pada  gambar  4.3  dan  4.4  menunjukan hubungan beban puncak terhadap effisiensinya pada  transformator  no  1  dan  2.  Tidak  seperti
hubungan  beban  puncak  terhadap  posisi  tap, hubungan beban puncak terhadap effisiensinya justru  berbanding  terbalik  atau  ketika  beban tersebut  mengalami  trend  meningkat  maka nominal  effisiensi  nya  justru  malah  semakin kecil.  Hal  ini  dikarenakan  semakin  besar  arus pada sisi sekunder maka rugi – rugi total pada transformator  tersebut  bertambah  sehingga mempengaruhi sisi effisiensinya.

## 4. PENUTUP

## A. KESIMPULAN
Kesimpulan dari Analisa Pengaruh Beban Puncak pada Transformator berkapasitas 31,5 MVA dan 60 MVA adalah :
1. Suatu  tranformator  tenaga  dan  On Load  Tap  Changer  (OLTC)  adalah  satu kesatuan dalam hal kualitas penyediaan tenaga listrik yaitu stabilitas tegangan di sisi sekunder atau  konsumen.  Oleh  karena  itu  posisi  tap menjadi  penting  dalam  fungsinya  menjadi parameter  perhitungan  arus  listrik  di  sisi primer  dan  effisiensi  suatu  transformator menjadi valid.
2. Deviasi  arus  listrik  di  sisi  primer dikarenakan
pada perhitungannya menggunakan tegangan nominal pada transformator  dan  mengabaikan  kinerja  On Load  Tap  Changer  (OLTC),  namun  demikian karna  adanya  On  Load  Tap  Changer  (OLTC), tegangan  nominal  transformator  akan  berubah sesuai  posisi  tap  nya.  maka  dilakukan penentuan posisi tap terlebih dahulu.
3. Perhitungan  effisiensi  didapatkan  dari nominal  ratio  pada  transformator,  bukan penyerapan  penuh  pada  kapasitas  daya  nya  di sisi  sekunder.  Pada  transformator  2  mencapai
http://jurnal.unimus.ac.id
harga  paling  effisien  96,26  %  ketika  beban puncak rata – rata di sisi sekunder sebesar 303 Ampere  pada  tanggal  16  februari  2017.  Dan pada transformator 1 sebesar 99,25 % di beban puncak  rata  –  rata  nya  sebesar  321  ampere pada tanggal 9 februari 2017.
4. Kapasitas  daya  ketika  kondisi  beban maksimum  rata  –  rata  transformator  1  sebesar 19,57  MVA  dari  kapasitas  daya  nominalnya sebesar  60  MVA.  Dan  pada  transformator  2, kapasitas  daya  yang  terserap  sebesar  14,85 MVA  dari  kapasitas  daya  nominalnya  sebesar 31,5  MVA.  Hal  ini  dikarenakan  kebutuhan beban  pada  wilayah  srondol  masih  cenderung rendah.  Bisa  saja  seiring  waktu  kebutuhan beban  akan  meningkat  dan  berdampak  pada kondisi  beban  transformator  yang full  load sehingga  umur  transformator  juga  bisa  jadi berkurang.
5. Dari analisis grafik pada  penelitian ini didapatkan  hubungan  beban  puncak  terhadap posisi tap nya sebanding, dan hubungan beban puncak  terhadap  effisiensinya  berbanding terbalik.

## DAFTAR PUSTAKA
Edminister,  Joseph  A. Rangkaian  Listrik  2 .
Jakarta : Erlangga, 1984.
Kadir, Abdul. Transformator . UI-Press, 2010.
Lestari, Try. Evaluasi Pembebanan
Transformator  II  60  MVA  150/20  KV Gardu Induk Bogor Baru . Teknik Elektro,
2013.
Linsley,  Trevor. Instalasi  Listrik  Tingkat
Lanjut 3 . Jakarta: Erlangga, 2004.
Marnata,  Benson. Analisis  Biaya  Trafo  Akibat Rugi  –  Rugi  Daya  Total  Dengan  Metode Nilai  Tahunan  (Annial  Worth  Method) . Teknik  Elektro  Universitas  Indonesia, 2011.
Pusat  Pendidikan  dan  Pelatihan.  PT  PLN (Persero). O&M  Peralatan  Gardu  Induk,
Transformator Daya Setiabudi, Dodi. Analisa Efisiensi Transformator  Daya  20  MVA  Gardu Induk 150 KV Jember Trehadap
Perkembangan  Beban  Feeder .  Teknik Elektro Universitas Jember, 2006.
Sumanto. Teori  Transformator .  Yogyakarta  : Andi Ofset, 1991.
Symmetrical Components 1 & 2
28 th Hands  On  Relay  School  March  14  –  18, 2011  –  Washington  State  University Pullman  Washington  By.  Stephen  E.
Marx, P.E.; Bonneville Power
Administration  - Malin, Oregon
Analysis  of  Faulted  Power  Systems -  By.  Paul M. Anderson