Simulasi sistem distribusi 20 kV pada dua jalur penyulang untuk mempelajari operasi sistem distribusi, pendeteksian gangguan, dan pengalihan beban menggunakan PLC dan SCADA. Simulasi ini bertujuan memberikan pemahaman praktis tentang aplikasi kontrol dan monitoring sistem distribusi tenaga listrik.

1. 1. Judul
Simulasi Sistem Distribusi 20 kV pada GI Srondol Penyulang SRL 01 dan
SRL 04
2. Pendahuluan
Sejalan dengan perkembangan teknologi, dimana ketergantungan terhadap
tenaga listrik semakin tinggi, maka penelitian dan pengembangan baru dalam
bidang kelistrikan, elektronika, telekomunikasi dan aplikasi komputer dalam
sistem kelistrikan semakin banyak dilakukan. Salah satu diantaranya adalah
dalam bidang sistem pengaturan dan proteksi yang utamanya ditujukan untuk
memperoleh pengelolaan energi yang aman dengan mutu yang baik.
Sistem pengaturan tersebut berkembang mulai dari sistem pengaturan
konvensional dimana tiap-tiap sub-sistem (seperti jaringan distribusi)
memerlukan operator disusul kemudian dengan sistem pengaturan berbasis
komputer agar sistem konvensional tersebut dapat dipantau dan diawasi secara
terpusat dari jarak jauh (SCADA). Sistem pengaturan secara terintegrasi dimana
sub-sistem tidak memerlukan operator lain yang berarti fungsi operator diambil
alih oleh operator control center.
Dalam usaha ikut mengembangkan sistem pengaturan tersebut diatas sekaligus
menyelesaikan tugas akhir pada Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Semarang, kami akan membuat Simulasi Sistem
Distribusi 20 kV Pada GI Srondol Penyulang SRL 01 dan SRL 04.
Pembuatan proyek Tugas Akhir ini bertujuan untuk memberikan wawasan dan
sekaligus sebagai alat peraga pembelajaran bagi adik-adik kelas Program Studi
Teknik Listrik. Sehingga proyek kami ini berguna untuk adik-adik kelak
kemudian hari.
3. Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai adalah :
a. Mengerti dan memahami aplikasi dari PLC,

2. b. Mengerti dan memahami Supervisory Control Automatic Data Aqousation
(SCADA),
c. Mengoperasikan sistem kontrol SCADA, dan
d. Memberikan gambaran mengenai kondisi sebenarnya yang ada di lapangan.
Adapun manfaat yang tercapai dengan adanya alat tersebut adalah :
a. Bagi penulis sendiri, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu
aplikasi PLC dalam banyak hal tidak terbatas pada satu aplikasi saja.
b. Sebagai bahan penunjang praktik di laboratorium PLC Teknik listrik
Politeknik Negeri Semarang.
4. Pembatasan Masalah
Pada sistem ini ada tiga bagian yang perlu mendapat perhatian yaitu :
1. Sistem distribusi tenaga listrik 20 kV,
2. Gangguan-gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi (OCR, GFR), dan
3. Pengoperasian pengalihan beban apabila terjadi gangguan disalah satu
tempat.
5. Tinjauan Pustaka
1. Sistem Jaringan Distribusi 20 kV
Tenaga listrik dibangkitkan dalam pusat-pusat listrik separti PLTA,
PLTU, PLTG, PLTP, dan PLTD kemudian disalurkan melalui saluran
transmisi berlanjut ke Gardu Induk untuk diturunkan tegangannya melalui
transformator penurun tegangan menjadi tegangan menengah atau jaringan
distribusi primer. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan
distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 kV.
Masalah utama dalam operasi sistem distribusi adalah bagaimana
mengatasi gangguan dengan cepat karena gangguan yang terbanyak dalam
sistem tenaga listrik terdapat dalam jaringan distribusi tegangan menengah
atau disebut juga jaringan distribusi primer. Ada beberapa bentuk sistem
distribusi yang umum dipergunakan untuk menyalurkan dan mendistribusikan
tenaga listrik yaitu : sistem radial, sistem ring, dan sistem spindel.
Dalam pembuatan alat ini kami mengambil bentuk sistem jaringan
Ring. Sistem ini disebut rangkaian loop, karena saluran primer yang
menyalurkan daya sepanjang daerah beban yang dilayaninya membentuk

3. suatu rangkaian tertutup. Pada bagian-bagian tertentu dari sistem rangkaian
tertutup dipasang peralatan pemisah/penghubung guna melokalisir gangguan
yang mungkin terjadi pada sistem.
2. PLC (Progamable Logic Control)
Programmable Logic Controller atau yang biasa disebut PLC adalah
suatu alat Control yang menggunakan perintah Logic yang bekerja secara
digital, memiliki memori yang dapat diprogram, menyimpan perintah-
perintah untuk melakukan fungsi khusus untuk mengontrol berbagai jenis
mesin atau proses melalui modul analog atau digital input/output.
Pada prinsipnya PLC bekerja melalui modul input yang menerima
data-data berupa sinyal melalui peralatan input luar yang dapat berupa
sakelar, tombol, dan sensor dari sistem yang dikontrol. Data-data masukan
yang masih berupa sinyal analog akan diubah oleh modul input menjadi
sinyal digital. Selanjutnya oleh unit prosesor sentral atau CPU (Central
Processing Unit) yang ada di dalam PLC, sinyal digital itu diolah sesuai
dengan program yang telah dibuat dan disimpan di dalam memorinya.
Selanjutnya CPU mengambil keputusan dan memberikan perintah melalui
modul output dalam bentuk sinyal digital. Kemudian oleh modul output
sinyal digital tersebut diubah kembali menjadi sinyal analog untuk
menggerakkan peralatan output luar yang dapat berupa relay, kontaktor,
solenoid valve, heater, atau alarm yang nantinya dapat beroperasi secara
otomatis sesuai sistem yang dikontrol.
PLC TWIDO adalah salah satu pruduk dari perusahaan PT. Schneider
Electric, untuk type dari PLC twido, terdari dari 2 type yaitu :
1. PLC TWIDO Compact
2. PLC TWIDO Modular
Seperti terlihat pada gambar dibawah ini adalah merupakan gambar dari type
dari PLC TWIDO Modular dan Compact.

4. Gambar 1 PLC TWIDO Modular dan Compact
Keunggulan PLC dibanding sistem konvensional antara lain:
1. Relatif mudah untuk melakukan perubahan pada strategi kontrol yang
akan diterapkan, karena logika kontrol yang digunakan diwujudkan dalam
bentuk perangkat lunak.
2. Jumlah relai yang diperlukan sangat dikurangi.
3. Lebih mudah untuk menginstalasinya karena pengkabelannya sederhana.
4. Lebih mudah untuk menemukan kesalahan dan kerusakan karena PLC
memiliki fasilitas self-diagnosis.
5. Secara umum biaya yang diperlukan lebih kecil, baik dari segi biaya
pengadaan maupun pemeliharaan.
6. Tahan bekerja terus menerus dalam lingkungan kerja yang umum
dijumpai di pabrikpabrik, misalnya temperatur tinggi, tekanan tinggi,
kelembaban tinggi, atau beracun. Ukuran PLC biasanya dinyatakan
dengan jumlah input dan output yang dapat ditangani serta kapasitas
memori programnya. PLC mikro biasanya hanya memiliki beberapa I/O
saja, sementara tipe mini memiliki puluhan I/O. PLC tipe rack memiliki
jumlah I/O ratusan atau bahkan ribuan.

5. Komponen Dasar PLC
Gambar 2 Komponen dasar PLC
PLC tersusun atas beberapa komponen dasar, yaitu:
a. CPU (Central Processing Unit), yaitu otak dari PLC yang mengerjakan
berbagai operasi, antara lain mengeksekusi program, menyimpan dan
mengambil data dari memori, membaca kondisi/nilai input serta
mengatur nilai output, memeriksa adanya kerusakan (self diagnistic),
serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain.
b. Input, merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar
yang memberikan masukan kepada CPU. Perangkat luar input dapat
berupa tombol, switch, sensor ataupun piranti ukur lainnya.
c. Output, merupakan bagian PLC yang berhubungan dengan perangkat luar
yang memberikan keluaran dari CPU. Perangkat luar output dapat berupa
lampu, katup (valve), motor dan lain-lain.
d. Memori, yaitu tempat untuk menyimpan program dan data yang akan
dijalankan dan diolah oleh CPU. Dalam PLC memori terdiri atas memori
program untuk menyimpan program yang akan dieksekusi, memori data
untuk menyimpan nilai-nilai hasil operasi CPU, nilai timer dan counter,
serta memori yang menyimpan nilai kondisi input dan output.
Kebanyakan PLC sekarang memiliki satuan memori dalam word (16 bit).
e. Fasilitas komunikasi (Programming Device), yang membantu CPU
dalam melakukan pertukaran data dengan perangkat lain, termasuk juga
berkomunikasi dengan komputer untuk melakukan pemrograman.
f. Catu daya, untuk mensuplai daya kepada semua komponen dalam PLC.
Biasanya catu daya PLC adalah 220 VAC atau 24 VDC.

6. 3. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)
SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control And Data Acquisition
yang mengandung pengertian sekumpulan peralatan yang bekerja membentuk
suatu kesatuan dan bekerja bersama-sama yang saling berkomunikasi untuk
menjalankan fungsi pengukuran, kontrol, dan permintaan/pengiriman data.
SCADA digunakan untuk membantu mendapatkan sistem pengoperasian yang
optimum dengan kenyataan yang ada dilapangan yang berupa kekurangan
maupun kelebihan yang terdapat pada suatu sistem. SCADA terdiri dari
perlengkapan hardware dan software. Secara umum fungsi dari SCADA adalah:
1. Akuisi Data merupakan proses penerimaan data dari peralatan dilapangan
2. Konversi Data, merupakan proses konversi data-data dari lapangan ke dalam
format standart.
3. Pemrosesan Data, menganalisa data yang diterima untuk dilaporkan kepada
operator.
4. Supervisory Control, yang memungkinkan operator untuk mengendalikan
peralatan-peralatan di lapangan.
Fungsi khusus dari Sistem SCADA :
1. Telekontrol berfungsi melakukan perintah Remote Control (Open /Close)
terhadap peralatan yang berada di lapangan.
2. Telesignaling berfungsi mengumpulkan data status dan alarm (Open, Close,
power Supply fault, indikasi relay atau parameter lainnya) yang dianggap
perlu, yang dapat membantu operator dalam memonitor peralatan yang
berada dilapangan. Dengan ini diharapkan gangguan pada bagian tertentu
dapat dideteksi lebih cepat karena pemantauan dari pusat kontrol dan
diketahui dalam waktu yang real time.
3. Telemetering berfungsi mengukur beban yang terpasang pada alat ukur
tenaga listrik (Arus, Tegangan, Daya Aktif, dll) dan semua peralatan yang
berada di lapangan. Hasil pemantauan ini, selain digunakan sebagai pencatat
data pengoperasian alat juga dapat digunakan dalam kaitannya untuk
melakukan Remote Control.
6. Diskripsi Kerja
Dalam perancangan Simulasi Sistem Distribusi 20 kV pada GI Srondol
Penyulang SRL 01 dan SRL 04. Simulasi distribusi memiliki dua jalur
penyulang berbeda yang dibatasi dengan LBS NO(Normally Open) serta

7. disediakan perangkat inject arus yang berfungsi memberikan arus gangguan.
Apabila pada salah satu penyulang diberi inject arus (yang mengkondisikan
penyulang tersebut mengalami gangguan arus lebih), maka relay proteksi akan
bekerja dan keadaan ini akan dimonitor oleh PLC serta ditampilkan pada
SCADA. Melalui tampilan status inilah operator dapat melakukan tindakan
pengendalian misal melakukan pengalihan beban. Urutan kerja simulasi sistem
distribusi secara umum adalah sebagai berikut:
1. Catu daya dinyalakan dan simulasi bekerja dalam keadaan Sistem Distribusi
Normal tanpa gangguan. Keadaan tiap bagian dimonitor oleh PLC dan
SCADA sebagai status secara terus menerus (real time).
2. Salah satu penyulang diberi inject arus pada bagian tertentu. Pemutus/
penghubung (relay proteksi dan kontaktor) akan secara otomatis bekerja. PLC
dan SCADA akan menerima status gangguan pada bagian tersebut.
3. Melalui SCADA atau sistem kendali, operator (dalam hal ini mahasiswa)
memberi perintah agar pemutus/penghubung yang terdapat pada ujung bagian
yang mengalami gangguan me-reclose
4. Apabila arus gangguan masih ada maka pemutus/penghubung tidak dapat
reclose, setelah beberapa kali mencoba reclose dan gagal maka terjadi lock
out dan status inipun dimonitor oleh SCADA
5. Operator melakukan pengalihan beban
6. Apabila arus gangguan sudah dihilangkan maka operator melakukan
pemulihan sistem.
7. Metodologi
Metode yang digunakan dalam pembuatan Proyek Tugas Akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Metode literatur digunakan untuk memperoleh informasi serta dasar teori
yang diperoleh dari buku, internet, majalah elektronik yaitu sebagai studi
pustaka yang akan mendukung pembuatan proyek akhir.
2. Wawancara
Metode wawancara dilakukan untuk menambah masukan serta tambahan
pengetahuan dari dosen pembimbing dan pihak lain yang berpengalaman
dalam bidang yang terkait.

8. 3. Studi Lapangan (Observasi)
Metode studi lapangan digunakan untuk memperoleh informasi dan data-data
dari hasil pengamatan yang dapat mendukung dalam pembuatan proyek
akhir.
4. Metode analisis
Metode analisis digunakan untuk menganalisis data dan menghitung data
yang diperoleh.
5. Metode diskusi
Metode ini dilakukan dengan rekan-rekan sesama mahasiswa guna
mendapatkan masukan sekaligus koreksi dan pembanding.
8. Tata Kala
Bulan
Tahun
Tahun 2012
Kegiatan 2011
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli
Studi Literatur
Studi Lapangan
Pengajuan
Proporsal
Perancangan bahan
Pembuatan benda
kerja
Pengujian benda
kerja
Pembuatan Laporan
Ujian Pendadaran

9. 9. Anggaran
No. Nama Barang Satuan Jumlah Harga (Rp.)
1. Rellay MCGG Buah 2 *)
2. Rellay LVTR Buah 2 *)
3. Rellay 12 Vdc dan Soket Buah 9 90.000,-
4. Rellay 110 Vdc dan Soket Buah 12 1.020.000,-
5. Rellay 220 Vac dan Soket Buah 3 195.000,-
6. Rellay 3 kontak 110 Vac Buah 4 600.000,-
7. Inject Arus Buah 1 800.000,-
8. Power Supply 12 V Buah 1 250.000,-
9. Power Supply 110 V Buah 1 650.000,-
10. MCB 3 Phase, 6 A Buah 1 165.000,-
11. Lampu Indikator Buah 11 77.000,-
12. Terminal Blok Pack 1 500.000,-
13. Pemisah Terminal Buah 30 60.000,-
14. Rel Omega Meter 4 60.000,-
15. Kabel Dak 32 X 45 Meter 5 95.000,-
16. Push Button Buah 6 90.000,-
17. Selector Switch Buah 1 17.500,-
18. Skun U 1,5 Pack 2 31.000,-
19. Skun I 1,5 Pack 2 70.000,-
20. NYAF 4 x 1, 1,5mm Meter 2 16.500,-
21. NYAF 1 x 1, 1,5mm merah Roll 1 180.000,-
22. NYAF 1 x 1, 1,5mm Biru Roll 1 180.000,-
23. NYAF 1 x 1, 1,5mm Hitam Roll 1 180.000,-
24. Panel Meter Buah 9 270.000,-
25. Maket Buah 1 300.000,-
Jumlah 5.897.000,-
*) Masih mengajukan permohonan bantuan/hibah/peminjaman ke PT. PLN (Persero)
Distribusi Jateng dan DIY