179
PENILAIAN KUALITAS DAYA SISTEM KELISTRIKAN
PT SAI-PASURUAN
Ferdian Ronilaya
Politeknik Negeri Malang Jalan Soekarno Hatta No. 9 Malang 65141
[email protected]
abstract
The reliability services and power quality of power system nowadays become popular in industry because of cost energy
reason, not exception for PT SAI. This company utilize control unit process to produce aluminum foil. The purpose of this
research is identifying and analyzing the power quality of PT SAI and then to find the correct and economical solution
to extinguish the source of bad power quality. After we identified, we conclude that 65% of load are AC motors, 25% of
DC motors, 8% of heater and 2% of lightning. For over voltage and under voltage, refers to IEEE 519 – 1995 standard,
PT SAI have 99% of nominal voltage. But for voltage imbalanced, refers to NEMA MG-1-1993 standard, PT SAI have
1,22%. For THD of voltage, PT SAI have 1,98%. But for THD of current, PT SAI have 34,47%. While transformer loading
between 0,47% - 29,7%.
Key words: power quality, harmonic, total harmonic distortion, voltage and current imbalanced
PENDAHULUAN
Kualitas daya listrik didefinisikan sebagai
tolok ukur kemampuan sistem untuk memberikan
pelayanan daya listrik kepada pengguna sehingga
peralatan-peralatan yang digunakan pengguna
dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi dari
peralatan tersebut secara kontinyu. Beberapa
penyebab berkurangnya kualitas daya sistem
antara lain adalah petir (lightning), switching
beban dengan daya besar, starting motor, beban
tak seimbang, harmonisa, power factor rendah dan
noise (Electromagnetic interference, EMI). Dampak
terhadap sistem itu sendiri adalah terjadinya
distorsi tegangan, distorsi arus, distorsi frekuensi,
tegangan lebih (over voltage), tegangan turun
(under voltage), ketidakseimbangan tegangan
sistem dan ketidakseimbangan beban sehingga
munculnya tegangan antara titik bintang dengan
tanah. Semua dampak-dampak tersebut sangat
merugikan (Dugan, 2007).
Di lain pihak, sumber penyebab dari
berkurangnya kualitas daya listrik salah satunya
disebabkan oleh pensaklaran dengan semi
konduktor (variable speed drives), micro komputer.
Penggunaan perangkat semi konduktor dapat
menimbulkan harmonisa, yang bisa disebut dengan
distorsi frekuensi dari gelombang tegangan dan
arus sistem.
PT. SAI adalah perusahaan yang bergerak
dalam produksi aluminium foil. Proses produksi
pokok dari perusahaan ini adalah merubah
lembaran aluminium foil dengan ketebalan tertentu
menjadi lembaran aluminium dengan ketebalan
yang semakin kecil hingga beberapa mikron saja.
Dalam proses produksi tersebut, agar diperoleh
kontinyuitas produksi yang berkelanjutan,
ketebalan aluminium foil sesuai dengan yang
diharapkan dan penggunaan tenaga listrik yang
efisien maka dibutuhkan sumber tenaga listrik
yang berkualitas.
Tujuan dari penelitian ini adalah meng-
identifikasi dan mengkaji kualitas daya listrik
PT SAI untuk kemudian dicarikan cara-cara yang
tepat dan ekonomis untuk memperbaiki kualitas
daya listrik yang telah teridentifikasikan.
METODE
Metodologi yang digunakan dalam penelitian
ini adalah diawali dengan studi literatur tentang
teori kualitas daya. Langkah yang kedua adalah
perencanaan data-data yang hendak diambil. Data-
data yang akan diambil antara lain single line
diagram sistem tenaga listrik PT SAI, data-data
beban; mencakup data-data nominal beban , data
trafo; mencakup name plate dari masing-masing
trafo, data arus, data tegangan, faktor daya,

180 Jurnal Teknik Industri, Vol. 8, No. 2, Agustus 2007: 179–187
THD tegangan, THD arus, Daya. Semua besaran
listrik tersebut di atas diukur pada sisi sekunder
trafo atau sisi tegangan rendah dari cubicle-nya
dan untuk masing-masing fasanya. Pengukuran
besaran listrik tersebut dilakukan dengan
menggunakan bantuan Power Logger. Power
Logger tersebut menggunakan PM 500 buatan
Merlin Gerlin yang feature-nya dapat digunakan
dalam pengambilan data yang telah direncanakan.
Titik pengukuran adalah pada tiap cubicle tegangan
rendah (sisi sekunder trafo distribusi). Apabila
data-data telah diperoleh maka data beban yang
telah diperoleh, diklasifikasikan dalam tabel agar
dapat lebih mudah dalam pembacaan. Data beban
dikelompokkan (dibuatkan tabel) dalam tiap trafo-
nya. Dari data beban tersebut juga dapat diketahui
jenis beban, apakah termasuk beban yang sensitif
ataukah beban yang tidak sensitif. Jenis beban juga
dapat digunakan sebagai rujukan adanya sumber
harmonisa.
Hal yang terpenting adalah masalah
pembebanan trafo. Dari data name plate trafo dapat
diketahui bagaimana seharusnya pembebanan trafo
dilakukan agar pendistribusian daya dapat berjalan
efektif dan efisien sehingga trafo dapat bekerja
optimal. Data name plate trafo ini dibandingkan
dengan daya hasil pengukuran.
Pengukuran arus dilakukan di sisi sekunder
per-fasa untuk tiap-tiap trafo. Dari data nilai arus
per fasa untuk tiap trafo dibuat nilai rata-ratanya.
Kemudian dikaji pada trafo mana saja yang
mengalami pembebanan tidak setimbang yang
berakibat pada munculnya arus netral, dan mencari
jawaban, apa penyebab ketidaksetimbangan beban/
arus tersebut
Data tegangan (line-line dan line-netral) diukur
disisi sekunder trafo. Pengukuran dilakukan tiap
30 menit sekali yang kemudian dirata-rata. Dari
data tegangan tersebut dianalisis tentang tegangan
berlebih (over voltage), tegangan kurang (under
voltage) dan tegangan tidak setimbang (voltage
imbalanced).
Parameter over voltage, sesuai dengan standard
IEEE, Recommended For Monitoring Electric
Power Quality, tegangan berlebih maksimum yang
diijinkan adalah 110% tegangan nominal. Untuk
under voltage, tegangan kurang minimum yang
diijinkan adalah sebesar 90% tegangan nominal.
Ketidaksetimbangan tegangan digunakan, standard
NEMA MG-1-1993, Rev 3 yang mensyaratkan
bahwa ketidaksetimbangan tegangan tidak boleh
melebihi 1%. Ada pula yang mensyaratkan sebesar
5%. Untuk penelitian ini dipilih 5%.
Pengukuran faktor daya juga dilakukan pada
sisi sekunder tiap-tiap trafo. Disyaratkan besar
faktor daya minimum adalah 0,85. Jika lebih
kecil dari 0,85 akan meningkatkan cost energy
perusahaan yang bersangkutan. Data THD
tegangan diperoleh dengan menggunakan Power
Logger. THD tegangan diukur pada PCC (point
of common coupling) seperti yang disyaratkan
oleh standard IEEE 519-1992. Untuk tegangan
nominal di bawah 69 KV, THD tegangan tidak
boleh melampaui 5%.
Pengukuran THD arus sama dengan THD
tegangan. Untuk penentuan THD arus agar sesuai
dengan standar dilakukan beberapa langkah
tambahan. Antara lain, harus diketahui MVA
hubung singkat untuk tiap trafo. Dari MVA hubung
singkat tersebut dicari arus hubung singkatnya,
kemudian arus hubung singkat tersebut dibagi
dengan arus beban. Hasilnya untuk kemudian
disesuaikan dengan standard IEEE 519-1992.
Data daya berguna untuk penentuan kapasitas
pembebanan trafo. Menurut standard SPLN II
1995, sebaiknya trafo dibebani antara 50–85%.
Tapi ada standard lain , standard NEMA, yang
menganjurkan agar pembebanan trafo berkisar
antara 35–65%. Penulis memakai standar NEMA
TP-1.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sesuai dengan standard IEEE 1159 – 1995
(Recommended For Monitoring Electric Power
Quality) bahwa tegangan berlebih adalah kenaikan
tegangan efektif (RMS) AC 110% lebih besar dari
tegangan nominal pada frekuensi nominal sistem.
Data tegangan hasil pengukuran dapat
diketahui bahwa untuk tiap-tiap trafo tidak pernah
terjadi tegangan berlebih. Atau dalam kata lain,
tegangan sistem tidak pernah melampaui 110%
dari tegangan nominalnya. Kenaikan tegangan
terbesar adalah sebesar 104,1% yang terjadi pada
trafo 9 pada sekitar jam 23:00 WIB pada tanggal
26 Juli 2008. Jadi, untuk parameter kenaikan
tegangan (over voltage) masih dalam limit yang

Ronilaya: Penilaian Kualitas Daya Sistem Kelistrikan PT SAI-Pasuruan 181
telah ditentukan, yaitu tidak boleh lebih dari
110%.
Tegangan kurang (undervoltage) adalah
penurunan tegangan lebih kecil 90% dari tegangan
nominalnya. Dari data pengukuran tegangan
menunjukkan bahwa tegangan tidak pernah
mengalami penurunan di bawah 90%. Hal ini
mempunyai arti bahwa sistem tegangan yang
dipunyai oleh PT Supra Aluminium ditinjau dari
under voltage, masih dalam batas standard yaitu
tidak boleh di bawah 90%. Dari pengukuran,
tegangan kurang paling kecil adalah sebesar 94,9%
terjadi pada trafo 2 sekitar pukul 19:00 tanggal 14
Juli 2008. Penyebab tegangan turun antara lain
adalah karena beban yang besar sehingga beban
‘menarik’ arus yang lebih besar sehingga tegangan
drop saluran juga semakin besar.
Gangguan listrik padam (sustained interuptions)
yang dimaksudkan di sini adalah tegangan bernilai
nol untuk periode melebihi 1 menit. Sering kali
gangguan listrik padam ini terjadi karena intervensi
manusia dalam rangka perbaikan. Dari data yang
didapat selama pengukuran belum pernah terjadi
gangguan listrik padam.
Ketidaksetimbangan tegangan yang berlebihan
akan menjadi masalah bagi motor induksi tiga fasa.
Ketidaksetimbangan tegangan mengakibatkan
arus yang mengalir pada stator motor induksi
menjadi tidak sama sehingga rugi-rugi akan
semakin besar dan akibatnya efisiensi motor akan
berkurang. Ketidaksetimbangan tegangan juga
berdampak pada sistem proteksi dari sistem daya
secara keseluruhan. (D. Martzloff, 1990)
PT SAI dalam menjalankan proses produksinya
banyak memanfaatkan VSD (variable speed
drives) untuk mengatur kecepatan motor DC-
nya. Ketidaksetimbangan tegangan akan sangat
berpengaruh pada kinerja VSD ini. Mengacu
kepada standard NEMA MG-1-1993, Rev 3 bahwa
ketidaksetimbagan tegangan dinyatakan dengan:
% Voltage unbalanced=
Deviasi max. tegangan rata-rata
Tegangan rata-rata
Ketidaksetimbangan tegangan disyaratkan
untuk tidak lebih dari 1%. Sebagai contoh, mengacu
kepada hasil pengukuran pada trafo 1 pukul 17:00,
tegangan saluran fasa R, S dan T berturut-turut
adalah 600, 596, 602. Maka tegangan rata-ratanya
adalah
Tegangan rata-rata =
600+596+602
= 599,33 volt
3
Deviasi Max. = 602 – 596 = 6 volt
% Voltage unbalanced =
6
× 100% = 1%
599,33
Ketidaksetimbangan tegangan tertinggi adalah
1,9% yang terjadi pada trafo 4. Sedangankan
ketidaksetimbangan tegangan terendah adalah
0,78% terjadi pada trafo 8. Ketidaksetimbangan
tegangan rata-rata dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Ketidaksetimbangan Tegangan Rata-rata
Trafo
% Voltage Imbalanced
Rata-rata
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1.10
1.27
1.53
1.51
1.38
1.11
1.14
1.14
0.96
1.17
1.11
Gambar grafik yang menunjukkan jumlah
statistik ketidaksetimbangan tegangan berdasarkan
kelompok% voltage imbalanced kurang dari 1%
dan yang lebih dari 1% untuk pengukuran tiap 30
menit ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Grafik jumlah statistik % voltage
imbalanced

182 Jurnal Teknik Industri, Vol. 8, No. 2, Agustus 2007: 179–187
Harmonisa timbul karena adanya beban non-
linier yang berinteraksi dengan sistem suplai (Dugan,
2007). Oleh karenanya dibutuhkan batasan-batasan
agar harmonisa tidak mempengaruhi sistem daya
yang nantinya dapat mengganggu kinerja peralatan
listrik. Batasan atau limit tentang harmonisa telah
dibuat diantaranya adalah IEEE standard 519-
1992. Untuk end users, IEEE standard 519-1992
membatasi injeksi arus harmonisa pada PCC (Point
Of Common Coupling).(Kay, 1996)
Pengambilan data THD, alat ukur Power
Logger ditempatkan pada PCC tersebut, yaitu
pada cubicle-nya. Hasil pengukuran menunjukkan
bahwa % THD tegangan tertinggi adalah 8% yang
terjadi pada trafo 5. Hal ini dapat dimaklumi
karena beban untuk trafo 5 adalah motor DC yang
kecepatan putarnya dikontrol oleh VSD yang mana
VSD ini adalah sumber harmonisa. Sedangkan
% THD tegangan yang mempunyai nilai yang
kecil dikarenakan tipe beban pada trafo yang
bersangkutan tidak atau menginjeksikan arus
harmonisa yang kecil. Seperti yang terjadi pada
trafo 7 yang mana mempunyai beban motor-motor
induksi 3 fasa.
Secara rata-rata, % THD tegangan secara
keseluruhan untuk pengambilan data tiap 30 menit
yang melampaui batas yang diijinkan menurut
standard IEEE 519–1992 ditunjukkan pada
Tabel 2.
Gambar 2. Grafik% rata-rata THD tegangan
Arus
Total Harmonic Distortion) THD Arus
Secara umum, distorsi arus didefiniskan
dengan perbandingan antara arus harmonisa total
dengan arus fundamentalnya yang biasanya dalam
Tabel 2. % THD Tegangan Rata-Rata
Trafo
THD
(%)
THD aktual rata-rata
%
Standard R S T
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
1.88
1.78
3.65
2.77
2.71
2.4
0.81
1.45
1.88
1.55
0.6
1.852
2.03
3.787
2.894
2.565
2.439
0.804
1.504
2.289
1.561
0.567
1.727
1.988
3.884
2.68
2.783
2.282
0.823
1.445
2.115
1.441
0.61
Tabel 3. Standar THD Arus
Vn (< 69 KV)
I
SC
/I
L
h < 11 11 ≤ h < 17 17 ≤ h < 23 23 ≤ h < 35 h ≤ 35 THD
< 20
20 – 50
50 - 100
100 - 1000
>1000
4
7
10
12
15
2
3.5
4.5
5.5
7
1.5
2.5
4
5
6
0.6
1
1.5
2
2.5
0.3
0.5
0.7
1
1.4
5
8
12
15
20

Ronilaya: Penilaian Kualitas Daya Sistem Kelistrikan PT SAI-Pasuruan 183
persen. Sama dengan distorsi tegangan, akan tetapi
perbedaannya terletak pada pengukuran% THD
arus berdasarkan arus hubung singkat maksimum
dan arus maksimum yang ‘ditarik’ oleh beban
(Dugan, 2007). Tabel 3 menunjukkan standar THD
arus berdasarkan publikasi IEEE 519-1992.
Prosedur untuk memperoleh arus hubung
singkat adalah sebagai berikut:
1. Tentukan arus hubung singkat tiga fasa pada PCC.
Dengan cara pendekatan, untuk memperolehnya
adalah

SC trafo
SC
MVA KVA
I = = A
3 ×KV ×1000 3 ×KV ×Z(%)
Z (%) adalah impedansi trafo dalam p.u.
2. Cari daya KW rata-rata untuk selang waktu
tertentu.
3. Carilah arus permintaan beban dan pf rata-rata
dengan cara

L
KW
I =
3 ×KV ×pf
4. Dan sekarang rasio hubung singkat dapat
ditentukan.
Analisis data menunjukkan bahwa THD arus
yang masih memenuhi standard IEEE 519-1992
adalah trafo 7, 8 dan 11. Sedangkan untuk trafo
yang lain masih belum sesuai dengan standard.
Nilai THD arus untuk trafo yang masih belum
memenuhi standard Gambar grafik% THD arus
aktual rata-rata ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Grafik % rata-rata THD arus
Kesetimbangan Arus (Beban)
Kesetimbangan arus untuk tiap fasanya
menunjukkan kesetimbangan beban. Memang
mustahil untuk memperoleh kesetimbangan arus
100%. Akan tetapi diusahakan agar kesetimbangan
beban diperhatikan benar karena jika tidak akan
berakibat pada ketidaksetimbangan tegangan
sistem. Selain itu pada titik netral akan muncul
arus netral yang apabila sistem tidak ditanahkan
secara benar akan mengakibatkan lonjakan
tegangan pada salah satu fasanya.
Tabel 4 menunjukkan data arus per fasa untuk
masing-masing trafo. Dari data ini akan diperoleh
informasi trafo mana saja yang mengalami
pembebanan tidak setimbang.
Tabel 4. Data Arus Per Fasa Untuk Masing-Masing Trafo
Trafo
Rata-rata Arus (A)
R S T
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
204.80
36.04
134.86
75.82
92.61
418.39
161.93
203.27
337.67
0.00
180.76
201.50
49.22
137.67
75.20
97.62
431.21
156.97
201.67
360.87
4.57
164.95
200.30
47.17
134.43
75.69
96.24
434.44
167.11
190.26
421.80
3.49
169.98

184 Jurnal Teknik Industri, Vol. 8, No. 2, Agustus 2007: 179–187
Gambar 4. Grafik rata-rata arus tiap trafo
Gambar 4 memperlihatkan bahwa ketidak-
setimbangan arus yang mengalir pada trafo yang
terbesar terjadi pada trafo 9. Ketidaksetimbangan
arus yang terendah terjadi pada trafo 4. Sedangkan
trafo 10 mengalami pembebanan yang sangat
ringan sehingga arusnya kecil.
Ketidaksetimbangan arus disini diakibatkan
oleh beban-beban satu fasa atau perbedaan
impedansi saluran untuk masing-masing saluran.
Bisa juga terjadi karena beban tiga fasa itu sendiri
yang mempunyai impedansi yang tidak setimbang
mengingat bahwa pada trafo 9 terdapat beban
heater. Sedangkan pada trafo 4, bebannya adalah
motor DC yang mendapat suplai dari tegangan
AC yang telah disearahkan dengan menggunakan
power converter tiga fasa. Sehingga arusnya relatif
sama untu k tiap fasanya.
Faktor Daya
Faktor daya merupakan besaran yang
berdampak langsung terhadap energy cost. PT
PLN akan memberikan penalti apabila sebuah
perusahaan mengkonsumsi daya reaktif yang
melebihi dari batas yang ditentukan. Atau dengan
kalimat lain, PT PLN akan memberikan denda
berupa sejumlah uang apabila faktor daya sistem
daya buruk. Disyaratkan bahwa faktor daya tidak
boleh lebih kecil dari 0,85. Hal ini cukup beralasan
karena jika faktor dayanya buruk, maka rugi-rugi
daya akan semakin besar. Sehingga PT PLN juga
akan mengalami kerugian secara finansial.
Faktor daya dirumuskan dengan perbandingan
antara daya aktif (W) dengan daya semu (VA).
Semakin besar daya aktif dibandingkan dengan
daya reaktif (VAR), faktor daya semakin baik.
Beban-beban yang menyebabkan besarnya daya
reaktif adalah motor-motor AC dan Trafo yang
tidak berbeban atau berbeban sangat ringan. Tidak
dapat dipungkiri bahwa industri membutuhkan
motor-motor sebagai sumber penggerak mekanis.
Pengambilan data faktor daya dilakukan
dengan menggunakan Power Logger. Pengukuran
dilakukan pada cubicle pada sisi tegangan rendah
yang jumlahnya adalah 11 buah (11 trafo). Tabel 5
menunjukkan faktor daya rata-ratanya.
Tabel 5. Faktor Daya Rata-rata
Trafo Faktor Daya
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
0.65
0.28
0.33
0.32
0.18
0.66
0.68
0.60
0.23
0.92
0.65
Gambar 5. Grafik faktor daya untuk masing-masing
trafo
Dari Gambar 5 dapat diketahui bahwa faktor
daya yang berada di atas 0,85 terjadi pada trafo
10.
Pembebanan Trafo
Trafo yang dibebani kurang (under load) akan
tidak efektif karena daya beban jauh di bawah
nilai kapasitas dari trafo itu sendiri. Selain tidak
ekonomis, hal ini akan memberikan kontribusi
pada memburuknya faktor daya sistem.(Iglesias,
2002) Sedangkan jika dibebani berlebih, maka akan
mengakibatkan suhu trafo yang akan semakin

Ronilaya: Penilaian Kualitas Daya Sistem Kelistrikan PT SAI-Pasuruan 185
tinggi sehingga life time trafo akan semakin pendek.
Dan dampak lain adalah kekuatan isolasi minyak
juga semakin berkurang sehingga penggantian
minyak trafo harus dilakukan dalam jangka waktu
yang agak dipercepat.
Menurut SPLN II tahun 1995 bahwa
disyaratkan pembebanan trafo berada pada
kisaran 50–85% . Tetapi ada standard lain, NEMA
TP-1, yang mensyaratkan agar pembebanan trafo
berkisar antara 35–65%. Standard acuan yang
dipakai penulis adalah standard NEMA TP-1.
Pembebanan yang teringan dialami oleh trafo
10, yaitu dalam kisaran di bawah 2%. Hal ini tentu
akan sangat merugikan baik ditinjau dari segi teknis
maupun ekonomis. Dari segi teknis, pembebanan
yang sangat ringan akan memperburuk faktor
daya sistem dan menambah rugi-rugi daya (power
losses). Ditinjau dari segi ekonomis, tagihan
rekening listrik akan menjadi besar.
Tabel 6 menunjukkan pembebanan rata-
rata untuk masing-masing trafo, sedangkan
grafik pembebanan rata-rata dapat dilihat pada
Gambar 6.
Tabel 6. Pembebanan Rata-Rata Masing-Masing Trafo
Trafo Pembebanan (%)
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
T10
T11
7.61
52.91
25.59
16.47
29.37
11.24
13.69
26.33
0.47
18.55
Gambar 6. Grafik Pembebanan Rata-Rata Masing-
Masing Trafo
Dari Gambar 6 dapat dilihat secara jelas bahwa
dari 10 trafo, 9 trafo yang mengalami
under load
di bawah 50%. Trafo 10 mengalami pembebanan
yang sangat ringan. Dan juga dari gambar 6 dapat
diketahui bahwa tidak ada trafo yang mengalami
over load.
Tinjauan Aspek Ekonomis
Kajian ekonomis yang dimaksud dalam
penelitian ini adalah seberapa besar rugi-rugi daya
yang dialami perusahaan secara garis besar, yang
mana rugi-rugi daya tersebut menyangkut efisiensi
penyaluran tenaga listrik dan yang tak kalah
pentingnya adalah menyangkut biaya tagihan
energi listrik. Idealnya, kita menginginkan bahwa
energi yang terbaca pada KWH meter adalah energi
yang hanya digunakan oleh beban. Akan tetapi hal
ini tidak mungkin karena adanya rugi-rugi daya
baik di saluran maupun di peralatan itu sendiri.
Rugi-rugi daya dinyatakan dengan satuan Watt
atau Kilo Watt. (Sentosa, 2006)
Tabel 7. Data Beban Terpasang dan Rugi-Rugi Masing-Masing Trafo
Trafo
Daya Trafo
(KVA)
Beban
Terpasang
(KW)
Rugi-rugi *
(KW)
Tembaga Besi Total
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
400
400
400
400
1000
1000
1000
1000
400
630
250
268,56
268,56
186,55
482,63
293,695
476,43
637,89
109,95
275,68
4,6
4,6
4,6
4,6
12,1
12,1
12,1
12,1
4,6
6,5
0,93
0,93
0,93
0,93
2,3
2,3
2,3
2,3
0,93
1,3
5,53
5,53
5,53
5,53
14,4
14,4
14,4
14,4
5,53
7,8
* Sumber Data: SPLN 50, 1982

186 Jurnal Teknik Industri, Vol. 8, No. 2, Agustus 2007: 179–187
Titik tolak dalam pembahasan kajian ekonomis
ini adalah manajemen pembebanan yang kurang
optimal. Yang dimaksud manajemen pembebanan
yang kurang optimal di sini adalah pembebanan
transformator dimana pembebanan transformator
yang terlampau ringan dan pembagian beban satu
fasa untuk masing-masing fasa R, S dan T yang
tidak seimbang sehingga mengalir arus pada netral.
Mengalirnya arus pada netral mengakibatkan
rugi-rugi daya, besarnya tergantung pada tingkat
ketidaksetimbangan beban dan besar tahanan
pentanahan sistem
Dari pembahasan telah diketahui bahwa
rata-rata trafo mengalami pembebanan yang
terlampau ringan. Hal ini merugikan karena
dengan pembebanan yang terlalu ringan akan
mengakibatkan efisiensi trafo akan rendah. Tabel
7 menunjukkan besar daya beban terpasang pada
masing-masing trafo.
Dari tabel 7 dengan mengambil faktor daya sama
dengan, terlihat bahwa kapasitas trafo dengan daya
terpasang berselisih cukup signifikan. Dengan kata
lain, trafo mengalami pembebanan yang terlalu
ringan. Jika salah satu trafo dikurangi, misalnya
trafo 10, dan beban-beban yang tersambung ke
trafo 10 sebelumnya di gabungkan ke trafo yang
lain, maka rugi-rugi tembaga dan rugi besi dapat
dikurangi. Rugi-rugi daya pada trafo 10 adalah
5,53 KW. Maka energi yang dapat “diselamatkan”
dalam jangka satu bulan adalah
Energy saving = 5,53 KW × 5 jam × 30 hari = 829,5
KWH (saat WBP)
Energy saving = 5,53 KW × 19 jam × 30 hari =
3152 KWH (saat LWBP)
Tarif per-KWH untuk golongan I-3 daya 2180 KVA
adalah Rp 439,00. Maka nilai rupiahnya adalah (829,5
× Rp439) + (3152 × Rp439) = Rp1.747.878,50. Jika
dalam jangka waktu 1 tahun nilai rupiahnya adalah
Rp20.974.542,00. Bisa dihitung apabila trafo yang
dikurangi berjumlah 2 trafo.
Namun pertimbangan yang harus mendapat
perhatian lebih adalah dalam pengalihan beban
trafo yang akan dikurangi, harus memperhatikan
kelompok jenis beban trafo yang akan mendapat
beban tambahan. Dan apabila mungkin, melakukan
pengajuan untuk mengurangi daya kontrak ke
PLN.
Tabel 8 menunjukkan rugi-rugi karena
arus netral. Arus netral timbul karena
ketidaksetimbangan beban. Dari keseluruhan
trafo, rugi-ruginya adalah sekitar 1,471 KW. Energi
yang terbuang dalam satu bulan adalah
1,471 KW × 24 jam × 30 hari = 1059,012
KWH. Energi ini cukup untuk memberikan suplai
energi ke konsumen rumah tangga tarif R1 450 VA
sebanyak 3 pelanggan. Bisa dibayangkan apabila
tahanan pentanahannya lebih besar lagi dan terjadi
ketidaksetimbangan beban. Energi hanya terbuang
percuma tanpa memberikan manfaat.
SIMPULAN
Beban motor ini akan mempengaruhi faktor
daya sistem. Dan sebanyak 25% adalah beban yang
sensitif, yaitu beban yang dikontrol oleh Power
Converter. Analisis menunjukkan bahwa tegangan
di PT SAI tidak mengalami over voltage maupun
under voltage. Tegangan rata-rata berkisar 99,9%.
Tabel 8. Rugi-rugi Karena Arus Netral
Trafo
Arus (A) Arus
Netral (A)
Rugi-rugi
(W)*IR IS IT
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
36.03
107.40
91.51
73.14
561.6
167.30
196.86
338.76
0
167.07
49.22
109.42
91.05
75.97
557.76
162.52
195.36
363.52
4.7713
152.81
47.17
107.62
92.24
76.40
563.52
175.10
181.13
425.26
3.71
156.85
31.48
4.716
12.26
13.93
7.43
19.98
27.96
4.97
4.99
18.94
485.70
10.89
73.74
95.16
27.07
195.80
383.27
12.10
12.23
175.88
Total Rugi-rugi 1471.8
* Dari pengukuran tahanan pentanahan didapat sebesar 0,49 ohm

Ronilaya: Penilaian Kualitas Daya Sistem Kelistrikan PT SAI-Pasuruan 187
Sedangkan ketidakseimbangan tegangan rata-rata
1,22%. Jika mengacu pada standard NEMA MG-
1-1993, nilai ini belum sesuai dengan standard
tersebut, yaitu kurang dari 1%. Ketidaksetimbangan
tegangan tertinggi terjadi pada trafo 3 sedangkan
yang terendah pada trafo 9.
Parameter penting dalam analisis
data pengukuran arus antara lain adalah
ketidaksetimbagan beban/arus. Dari data dan
analisis data diperoleh informasi bahwa trafo
yang mengalami pembebanan yang paling tidak
seimbang adalah trafo 10. THD arus yang tertinggal
terjadi pada pada trafo 3. Hal ini sangat beralasan
karena pada trafo 3 terdapat power converter
sebagai drive dari motor DC sedangkan THD arus
yang terendah terjadi pada trafo 7. Hal ini karena
beban terpasang pada trafo 7 sedikit atau tidak
melibatkan beban yang berpotensi menghasilkan
distorsi frekuensi (harmonisa). Sesuai dengan
Standard IEEE 519-1992 untuk THD tegangan
secara rata-rata mempunyai nilai 1,98% dari nilai
≤ 5% yang dipersyaratkan sedangkan untuk THD
arus mempunyai nilai rata-rata 34,47% dari nilia
≤ 15% yang dipersyaratkan.
Faktor daya yang diijinkan sesuai dengan
standar SPLN adalah 0.85. Setelah pengukuran
dapat disimpulkan bahwa faktor daya rata-rata
secara keseluruhan adalah masih dibawah nilai
0,85. Hal ini tentu akan menyebabkan inefisiensi
pendistribusian tenaga listrik perusahaan. Dari
hasil pengukuran juga didapatkan fakta bahwa 11
trafo yang ada di PT SAI mengalami pembebanan
yang terlalu ringan. Trafo yang terbebani paling
ringan adalah Trafo 10 yaitu sebesar 0.47%.
DAFTAR PUSTAKA
D. Martzloff, François, 1990. Monitoring Power Quality,
Gaithersburg.
Dugan, Roger C., 2007. Electrical Power System Quality,
Mc Graw-Hill.
Iglesias et al, 2002. Power Quality In European Electricity
Supply Networks”, 1
st
Edition, Euroelectric,
Brussels.
Kai, M. Chan, 1996. Power Quality Refference Guide,
Ontario.
Sentosa, Julius. Pengaruh Ketidakseimbangan Beban
Terhadap Arus Netral dan Losses pada Trafo
Distribusi dalam Jurnal Teknik Elektro Vol. 6
No. 1, Maret 2006.