BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kehidupan masyarakat saat ini sangat tergantung pada ketersediaan tenaga listrik untuk mendukung kelancaran aktivitas sehari-hari dan mendorong perkembangan sektor industri. Sementara itu pertumbuhan penduduk, kemajuan ekonomi, dan perkembangan industri menyebabkan meningkatnya kebutuhan tenaga listrik. Sistem distribusi sebagai bagian dari sistem tenaga listrik memegang peranan penting penting dalam penyampaian tenaga tenaga listrik ke konsumen. Jaringan distribusi merupakan bagian dari sistem yang paling dekat dengan pelanggan/konsumen. Ditinjau dari volume fisiknya, jaringan distribusi pada umumnya lebih panjang dibandingkan dengan jaringan
transmisi dan jumlah jumlah
gangguannya juga paling tinggi dibanding jumlah gangguan pada saluran transmisi. Jaringan
distribusi seperti diketahui terdiri dari dari jaringan tegangan
menengah (JTM) dan jaringan tegangan rendah (JTR). Adapun gangguan yang terjadi bisa bersifat kontemporer atau pun permanen. Gangguan pada sistrem distribusi, khususnya gangguan pada penyulang sangat berpengaruh pada proses penyaluran yang menyebabkan tidak tersalurnya energi listrik dengan baik. Dampak gangguan yang dirasakan oleh pihak PT PLN (Persero) berupa kehilangan kesempatan menjual tenaga listrik dan memburuknya citra PLN. Sementara dampak yang dirasakan oleh konsumen berupa pemadaman listrik dan resiko kerusakan peralatan elektronik. Oleh karena itu, perlu dilakukan analisis dengan metode Root Cause Analysis (RCA) dan upaya problem solving .
1
Dengan diketahui akar penyebab gangguan dan akibat dari gangguan tersebut, diharapkan dapat meminimalisir gangguan dengan problem solving .
1.2 Rumusan Masalah
Adapun yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana cara mengidentifikasi gangguan pada penyulang. 2. Bagaimana penggunaan metode Root Cause Analysis (RCA).
1.3 Ruang Lingkup
Agar pembahasan tidak terlalu meluas,maka dari itu, ruang lingkup dibatasi hanya gangguan pada penyulang Pengayoman, penyulang Hertasning Baru, dan penyulang Adhyaksa.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini, yaitu : 1. mengidentifikasi akar penyebab gangguan pada penyulang. 2. Mengetahui penggunaan metode Root Cause Analysis (RCA).
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini,yaitu : 1. Teridentifikasinya penyebab gangguan pada penyulang. 2. Tercapainya penggunaan metode Root Cause Analysis (RCA).
2
3. Teranalisisnya penyebab gangguan pada penyulang menggunakan metode Root Cause Analysis (RCA).
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Sistem Distribusi
Sistem menurut Jogiyanto (1989 :2), “System adalah suatu jaringan kerja dari prosedur-prosedur yang saling berhubungan, berkumpul bersama-sama untuk melakukan suatu kegiatan untuk menyelesaikan suatu sasaran terntetu”. Sedangkan distribusi menurut
Winardi (1989), “ Distribsui merupakan
sekumpulan perantara yang terhubung erat antara satu dengan yang lainnya dalam kegiatan penyaluran produk- produk kepada konsumen (Pembeli)”. Dari kedua pendapat di atas, dapat disimpulkan bahwa sistem distribusi adalah suatu jaringan kerja yang terhubung erat antara satu dengan yang lainnya dalam kegiatan penyaluran produk-produk kepada konsumen, dalam hal ini berkaitan dengan tenaga listrik dari sumber tenaga ke konsumen. Jaringan distribusi terdiri dari jaringan distribusi tegangan menengah (JTM) dan jaringan distribusi tegangan rendah (JTR). Jaringan distribusi menengah mempunyai tegangan antara 3 Kv hingga 20 Kv. Pada saat ini, PLN hanya mengembangkan jaringan distribusi tengangan menengah 20 kV. Jaringan distribusi jaringan menengah sebagian besar berupa saluran udara tengan menengah dan kabel tanah.
4
2.2 Jaringan Tegangan Menengah
Pada pendistribusian tenaga listrik ke pengguna tenaga listrik di suatu kawasan, penggunaan sistem Tegangan Menengah sebagai jaringan utama adalah upaya utama menghindarkan rugi-rugi penyaluran (losses) dengan kualitas persyaratan tegangan yang harus dipenuhi oleh PT PLN Persero selaku pemegang Kuasa Usaha Utama sebagaimana diatur dalam UU ketenagalistrikan No 30 tahun 2009.
Gambar 2.1 Jaringan Tegangan Menengah
Konstruksi JTM ini dapat dikelopokkan menjadi 3 maca konstruksi,yaitu sebagai berikut : 2.2.1
Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) adalah sebagai konstruksi
termurah untuk penyaluran tenaga listrik pada daya yang sama. Konstruksi ini terbanyak digunakan untuk konsumen jaringan Tegangan Menengah yang digunakan di Indonesia. Ciri utama jaringan ini adalah penggunaan penghantar
5
telanjang yang ditopang dengan isolator pada tiang besi/beton. Penggunaan penghantar telanjang, dengan sendirinya harus diperhatikan faktor yang terkait dengan keselamatan ketenagalistrikan seperti jarak aman minimum yang harus dipenuhi penghantar bertegangan 20 kV tersebut antar fasa atau dengan bangunan atau dengan tanaman atau dengan jangkauan manusia.
2.2.2
Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM) Untuk lebih meningkatkan keamanan dan keandalan penyaluran tenaga
listrik, penggunaan penghantar telanjang atau penghantar berisolasi setengah pada konstruksi jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah 20 kV, dapat juga digantikan dengan konstruksi penghantar berisolasi penuh yang dipilin. Isolasi penghantar tiap Fase tidak perlu di lindungi dengan pelindung mekanis. Berat kabel pilin menjadi pertimbangan terhadap pemilihan kekuatan beban kerja tiang beton penopangnnya.
2.2.3
Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM)
Konstruksi SKTM ini adalah konstruksi yang aman dan andal untuk mendistribusikan tenaga listrik Tegangan Menengah, tetapi relatif lebih mahal untuk penyaluran daya yang sama. Keadaan ini dimungkinkan dengan konstruksi isolasi penghantar per Fase dan pelindung mekanis yang dipersyaratkan. Pada rentang biaya yang diperlukan, konstruksi ditanam langsung adalah termurah bila dibandingkan dengan penggunaan konduit atau bahkan tunneling (terowongan beton).
6
2.3 Jaringan Tegangan Rendah
Jaringan Distribusi Tegangan Rendah adalah bagian hilir dari suatu sistem tenaga listrik. Melalui jaringan distribusi ini disalurkan tenaga listrik kepada para pemanfaat / pelanggan listrik. Mengingat ruang lingkup konstruksi jaring distribusi ini langsung berhubungan dan berada pada lingkungan daerah berpenghuni, maka selain harus memenuhi persyaratan kualitas teknis pelayanan juga harus memenuhi persyaratan aman terhadap pengguna dan akrab terhadap lingkungan. Konfigurasi Saluran Udara Tegangan Rendah pada umumnya berbentuk radial.
Gambar 2.2 Jaringan Tegangan Rendah
2.3.1
Jenis Konstruksi Jaringan Tegangan Rendah
Jenis konstruksi Jaringan Tegangan Rendah terdiri dari : • Saluran Udara Tegangan Rendah Kabel pilin • Saluran Udara Tegangan Rendah Bare Conductor • Saluran Kabel tanah Tegangan Rendah
7
2.4 Jenis Gangguan Sistem Distribusi
Gangguan sistem distribusi khususnya saluran udara dapat dikelompokkan menjadi : 1. Gangguan Temporer Gangguan jenis ini bisa hilang dengan sendirinya atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dengan sumber tegangannya. Tetapi, jenis gangguan ini apabila tidak dapat hilang dengan segera, baik hilang dengan sendirinya atau hilang karena bekerjanya sistem proteksi, akan menjadi gangguan yang bersifat permanen.
2. Gangguan Permanen Gangguan yang bersifat permanen, tindakan yang dilkakukan adalah perbaikan atau menyingkirkan penyebab gngguan tersebut. Jadi, penyebab gangguan yang sudah diketemukan dihilangkan sebelum jaringan dinormalkan kembali. 2.5 Penyebab Gangguan
Kondisi
gangguan
system
distribusi
primer
dibedakan
berdasarkan
penyebabnya. Penjelasannya sebagai berikut :
8
2.5.1
Penyebab Eksternal Sumber gangguan yag terjadi pada system distribusi di atas tanah/saluran
udara sebagian besar karena pengaruh luar. Menurut SPLN 52-3, 1983 sumber gangguan menurut intensitasnya: 1. Angin dan pohon. 2. Petir. 3. Kegagalan atau kerusakan dan saluran. 4. Manusia 5. Hujan dan cuaca. 2.5.2
Penyebab Internal Secara umum, gangguan yang disebabkan oleh faktor internal adalah
gangguan yang bersifat permanen. Misalkan spesifikasi peralatan yang tidak sesuai dengan standar yang ditentukan, pemasangan yang tidak sesuai prosedur, dank arena usia pakai pertalatan yang sudah melewati batas pemakaian. Gangguan yang disebabkan karena faktor internal dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu : 1. Gangguan Sistem Gangguan sistem merupakan gangguan pada jaringan distribusi primer 20 kV yang disebabkan oleh gangguan dari sistem pembangkit tenaga listrik atau gangguan yang terjadi pada saluran transmisi tegangan tingi, pada umumnya, jika terjadi gangguan sistem akan berdampak pada bagian dan wilayah yang cukup luas.
9
2. Gangguan Jaringan Gangguan jaringan merupakan gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi primer 20 kV yang berakibat pada terputusnya pasokan daya listrik dari pusat-pusat pembangkit tenaga listrik ke daerah-daerah terntentu. Secara umum penyebab gangguan jaringan adalah : a. Gangguan peralatan. Gangguan ini dapat terjadi karena kerusakan kabel instalasi yang terdapat pada gardu hubung, ketidaksempurnaan joniting , mauun karena faktor usia pakai perlatan yang sudah melewati batas. b. Gangguan akibat penyulang lain. Pada keadaan ini, jumlah penyulang yang bekerja lebih dari satu saluran. c. Gangguan makhluk hidup. Umumnya gangguan ini hanya bersifat sementara dan penyebabnya dapat segera diatasi
2.6 Gangguan-gangguan pada Sistem Distribusi
Adapun macam-macam gangguan pada sistem distribusi adalah sebagai berikut: 2.6.1
Gangguan Hubung Singkat
Gangguan hubung singkat dapat terjadi antar fasa (3 fasa atau 2 fasa) atau 1 fasa ke tanah dan sifatnya bisa temporer atau permanen.
10
a. Hubung singkat permanen : Hubung singkat pada kabel, belitan trafo, generator, dan tembusnya isolasi. b. Hubung singkat kontemporer : Flashover karena sambaran petir, flashover dengan pohon, dan tertiup angin.
2.6.2
Gangguan Beban Lebih
Gangguan beban lebih terjadi karena pembebanan sistem distribusi yang melebihi kapasitas sistem yang terpasang. Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus-menerus dapat merusak peralatan.
2.6.3
Gangguan Tegangan Lebih
Gangguan tegangan lebih termasuk gangguan yang sering terjadi pada saluran distribusi.
Berdasarkan
penyebabnya,
gangguan
tegangan
lebih
dapat
dikelompokkan menjadi dua,yaitu: a. Tegangan Lebih Power Frekuensi : Pada sistem distribusi hal ini biasanya disebabkan oleh kesalahan pada AVR atau pengatur tap pada trafo distribusi. b. Tegangan Lebih Surja : Gangguan ini biasanya disebabkan oleh surja hubung atau surja petir. Dari ketiga jenis gangguan tersebut, gangguan yang paling sering terjadi dan berdampak sangat besar bagi sistem distribusi ialah gangguan hubung singkat.
11
2.7 Alat Pengaman Sistem Distribusi
Sistem proteksi pada sistem tenaga harus dapat mendeteksi terjadinya gangguan pada sistem tenaga dan kemudian mengisolasi daerah dimana gangguan tersebut terjadi. Tugas sistem proteksi itu dapat dilaksanakan oleh rele. Rele proteksi sebagai berikut: 1. Rele adalah suatu peralatan yang digunakan untuk mengontrol suatu rangkaian listrik secara tidak langsung dengan menggunakan perubahan yang terjadi pada rangkaian tersebut atau rangkaian yang lain. 2. Rele proteksi adalah suatu rele yang digunakan untuk memperoleh penghubungan dan/atau pemutusan secara otomatis suatu peralatan atau bagian sistem listrik dari sumber daya pada suatu kondisi tertentu yang dapat menyebabkan kerusakan atau bahaya pada peralatan atau sistem tersebut. 2.7.1
Rele Proteksi
Adapun jenis-jenis rele proteksi ialah sebagai berikut : 1. Rele Arus Lebih (Over Current Relay)
Gambar 2.3 Konstruksi Over Current Relay
12
Rele ini bekerja dengan menggunakan arus sebagai besaran ukur. Rele akan bekerja jika arus mengalir melampaui batas tertentu yang telah ditetapkan. Batas tersebut disebut setting relay. 2. Rele Tegangan Lebih (Over Voltage Relay) Rele ini bekerja dengan menggunakan tegangan sebagai besaran ukur. Rele ini akan bekerja jika terjadi kenaikan tegangan melebihi kapasitas dari sistem. 3. Rele Jarak ( Distance Relay) Rele bekerja dengan besaran tegangan dan arus sebagai besaran yang diukur. Untuk jenis tertentu, rele juga menggunakan besaran sudut fasa sebagai besaran ukur. Dengan membandingkan tegangan dan arus, akan diperoleh impedansi. Dengan adanya hubungan linear antara impedansi saluran dan jarak saluran, rele dapat bekerja berdasarkan lokasi gangguan. 4. Rele Arah Rele bekerja dengan menggunakan arus dan tegangan sebagai besaran ukur. Rele mempunyai kemampuan untuk membedakan arah aliran daya. Rele arah hanya bekerja untuk satu arah yang telah ditentukan terlebih dahulu. Pemakaian rele ini pada sistem proteksi saluran selalu bersama-sama dengan rele lain seperti rele arus lebh atau rele jarak. Fungsi penggunaan rele arah adalah untuk memperoleh selektifitas proteksi karena arah daya pada keadaan gangguan dapat datang dari kedua sisi saluran seperti pada jaringan loop dan grid.
13
5. Rele Diferensial (Differencial Relay) Prinsip kerja rele diferensial adalah membandingkan besaran arus yang ada di kedua sisi peralatan yang diproteksi. Bila perbedaan besaran anatara kedua sisi tersebut melebihi suatu harga tertentu yang telah ditentukan, maka rele akan bekerja. 6. Rele Gangguan Tanah (Grounding Fault Relay) Rele gangguan tanah digunakan untuk mendeteksi arus gangguan satu fasa ke tanah yang terjadi pada sisi hilir dan gardu induk. Besar nilai arus gangguan tanah tergantung pada cara pentanahan titik netral dan hubungan trafo yang dipakai. Pengaturan rele gangguan tanah tidak tergantung pada arus beban maksimum sistem. Faktor-faktor yang menjadi pembatas penentuan pengaturan relegangguan tanah adalah ketidakseimbangan bebn arus kapasitif pada sistem dan ketelitian trafo arus terhadap burden (daya semu dalam VA) yang terhubung pada sekundernya. 2.7.2
Pemutus Daya (PMT)
Pemutus daya dipasang pada saluran utama pada gardu induk sebagai pengaman utama jaringan dan dilengkapi dengan alat pengaman rele arus lebih, rele gangguan tanah, dan rele penutup balik. Tugas satu PMT adalah sebagai berikut: a. Mampu menghantarkan arus beban penuh secara terus-menerus tanpa terjadi overheat atau kerusakan pada PMT.
14
b. Mampu membuka dan menutup saluran pada keadaan tak berbeban. c. Mampu membuka dan menutup saluran pada arus beban normal. d. Mampu membuka dan menutup saluran pada keadaan hubung singkat pada besar arus hubung singkat tertentu.
2.7.3
Penutup Balik (Recloser)
Gambar 2.4 Recloser
Recloser merupakan salah satu alat dalam pengamanan sistem distribusi jaringan tegangan menengah (20 KV) untuk menganalisa adanya gangguan yang bersifat temporer atau gangguan permanen. Saat jaringan 20 kV terjadi gangguan recloser akan bekerja yakni dengan
memutus aliran daya listrik kemudian menganalisa apakah gangguan
tersebut temporer atau permanen. Reaksi
yang dilakukan recloser terhadap
gangguan yang ada : 1. Jika
gangguan
yang
terjadi
bersifat sementara, maka recloser akan
15
memutus aliran daya beberapa saat kemudian menyambungkan lagi aliran daya yang terputus. 2. Bila gangguan yang terjadi bersifat permanen, maka recloser akan lock out setelah recloser tersebut mengalami atau melakukan siklus operasi kerjanya dalam mendeteksi gangguan yang ada. 2.7.4
Fuse Cut Out (FCO)
Gambar 2.5 Fuse Cut Out
FCO merupakan sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang berbeban pada jaringan
distribusi
yang
bekerja
dengan
cara
meleburkan
bagian
dari
komponennya ( fuse link ) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan dengan ukurannya. Disamping itu, FCO merupakan peralatan proteksi yang bekerja apabila terjadi gangguan arus lebih. Alat ini akan memutuskan rangkaian listrik yang satu dengan yang lain jika dilewati arus yang melewati kapasitas kerjanya. Prinsip kerjanya ialah ketika terjadi gangguan arus, maka, fuse cut out akan putus dan tabung ini akan lepas dari pegangan atas menggantung di udara, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke sistem.
16
2.7.5
Lightning Arrester
Gambar 2.6 Lightning Arrester
Lighning arrester adalah suatu alat proteksi yang berfungsi untuk melindungi instalasi listrik, peralatan listrik, dan alat elektronik dari lonjakan tegangan yang besar atau tegangan lebih (over voltage) yang biasanya terjadi ketika ada sambaran petir. Ketika terjadi tegangan lebih, lightning arrester akan mengalirkan tegangan tersebut ke bumi, sehingga lonjakan tegangan tersebut tidak sampai merusak berbagai peralatan listrik.
2.7.6
Load Break Switch (LBS)
Gambar 2.7 Load Break Switch
17
Load Break Switch merupakan saklar atau pemutus arus tiga fasa
untuk
penempatan di luar ruas pada tiang pancang yang dikendalikan secara elektronis. LBS juga merupakan sebuah sistem penginterupsi hampa yang terisolasi oleh gas SF6 dalam sebuah tangki baja anti karat dan disegel. Sistem kabelnya yang fullinsulated dan sistem pemasangan pada tiang pancang yang sederhana yang membuat instalasi lebih cepat dengan biaya rendah.
2.8 Metode Root Cause Analysis
Root Cause Analysis (RCA) adalah metode yang berguna untuk menganalisis akar masalah dari suatu insiden yang telah terjadi. Menemukan akar masalah merupakan kata kunci. Sebab, tanpa mengetahui akar masalahnya, suatu insiden tidak dapat ditanggulangi pada berulangnya kejadian yang sama di kemudian hari. Untuk lebih lanjutnya akan dibahas pada bab selanjutnya. Metode Root Cause Analysis yang digunakan pada penelitian ini merupakan metode dengan cara menganalisis akar penyebab gangguan dari penyulang. Pertama, peneliti mengumpulkan informasi dan pemahaman terkait dengan gangguan yang terjadi pada penyulang. Setelah itu, dari informasi dan data gangguan, peneliti melakukan pembuatan diagram faktor penyebab yang berbentuk fishbone chart yang memuat faktor penyebab,yaitu hal-hal yang berkontribusi terhadap adanya gangguan tersebut baik kesalahan manusia, , faktor lingkungan atau gangguan alam. kegagalan komponen dan peralatan.
18
Setelah diketahui faktor-faktor yang terkait dengan terjadinya gangguan, dilakukan identifikasi akar penyebab. Peneliti mengidentifikasi alasan mengapa faktor penyebab tertentu ada atau terjadi. Misalkan, gangguan adanya gangguan pada komponen. Komponen mengalami kerusakan karena pemasangan yang salah. Maka, perlu diadakan pengawasan ketika akan diadakan pemasangan komponen atau peralatan agar terhindar dari kesalahan pemasangan. contoh lain, terjadinya arus gangguan lebih besar dari kemampuan alat untuk mengamankan arus gangguan. Hal ini biasa terjadi karena adanya sambaran petir yang menghasilkan arus yang sangat besar dan tidak dapat dihitung.
Gambar 2.8 Fishbone Chart
Setelah melewati tahap identifikasi, dilakukan pencarian rekomendasi dan implementasi. Pencarian rekomendasi bertujuan rkan informasi dan pengalaman terhadap persitiwa gangguan tersebut. untuk mencegah atau meminimalisir akan terulangnya kejadian serupa berdasa Setelah menemukan rekomendasi, nantinya dapat diimplementasikan ke lapangan pada lokasi-lokasi yang mengalami gangguan.
19
