I. Dokumen membahas berbagai cara untuk mengatur dan menstabilkan tegangan listrik pada sistem transmisi dan distribusi daya, termasuk penggunaan regulator tegangan, penyeimbangan beban, peningkatan kapasitas konduktor, dan pemasangan kapasitor. II. Salah satu cara yang dijelaskan adalah memasang regulator tegangan pada gardu induk untuk mengatur tegangan secara otomatis berdasarkan perubahan beban. III. Pemasangan kapas

1. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
Dasar Konversi Energi Listrik
Regulasi Tegangan
Regulasi tegangan adalah bagaimana pengaturan tegangan baik dari Gardu Induk,
saluran transmisi ataupun pada pembangkit. Regulasi tegangan erat kaitannya dengan Drop
Tegangan atau Susut tegangan. Susut Tegangan adalah besarnya tegangan yang diakibatkan
oleh arus yang mengalir pada suatu media yang punya impedansi. Untuk sistem satu arah
besarnya susut tegangan sama dengan arus dikalikan resistansi hantaran tersebut, sedangkan
pada saluran bolak balik besarnya susut tegangan merupakan fungsi dari arus beban dan
cosinus sudut impedansi dari beban. Pada jaringan distribusi primer, susut tegangan dan rugi
daya sebagian besar terjadi di saluran dan transformator. Oleh karena itu dalam perencanaan
sistem harus dipilih saluran dan transformator yang bisa menghantarkan arus beban tanpa
menyebabkan susut tegangan yang berlebihan dan dengan temperatur/suhu yang aman.
Berbagai faktor bisa menyebabkan susut tegangan. Biasanya faktor utama susut
tegangan adalah jenis material, peralatan maupun konstruksi jaringan tersebut. Efektivitas
kerja yang diinginkan dari sebuah salurna distribusi adalah jika saluran distribusi tersebut
mempunyai kontinuitas dalam menyalurkan daya listrik dan punya tingkat keandalan yang
tinggi, rugi daya dan susut tegangan yang rendah. Untuk memenuhi kriteria tersebut harus
diperhatikan beberapa penyebab susut teganggan dan rugi daya pada saluran distribusi
tersebut antara lain adalah tegangan sistem, frekuensi, faktor daya, keandalan dan faktor
beban.
Dalam sistem penyaluran tenaga listrik berbagai upaya dilakukan untuk memperkecil
nilai susut tegangan dan rugi daya yang terjadi pada saluran distribusi. Hal ytersebut mutlak
dilakukan karena merugikan perusahaan penyedia tenaga listrik dan pelanggan/konsumen
dari listrik itu sendiri.
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 1

2. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
Beberapa langkah untuk mengatasi hal tesebut antara lain :
1.Penggunaan generator regulasi tegangan
2.Memasang Voltage regulator pada Gardu Induk
3.Penyeimbangan beban yang ada
4.Memperbesar penampang konduktor
5.Mengganti sistem satu fasa menjadi multi fasa
6.Membangun gardu induk dan feeder baru
7.Meningkatkan besar tegangan primer
8.Memasang voltage regulator, kapasitor seri maupun shunt pada feeder
I. Penggunaan generator regulasi tegangan
Dalam sistem tenaga listrik yang dilayani langsung oleh sumber pembangkit, maka
penurunan tegangan secara mudah dapat diatasi dengan mengatur eksitasi generator. Eksitasi
akan mengalisrkan arus DC pada generator yang berputar sehingga pengarunya ada pada
teganag out put yang dihasilkan, apabila ketika dipasang beban tegangan menurun maka akan
dialirkan arus yang lebih besar sehingga tegangan dapat naik kembali dan begitu sebaliknya.
Dalam praktikya di lapangan bahwa suatu sistem yang punya jaringan distribusi yang sangat
panjang akan mengakibatkan tegangan pada ujung penerima mengalami penurunan yang
cukup rendah dibawah standar. Hal ini tentu saja dapat diatasi dengan membangun suatu
pembangkit baru pada daerah dimana tegangan sudah dibawah standar pelayanan. Namun
demikian perlu dipertimbangkan dari segi efektif dan efisiennya, mengingat biaya investasi
sebuah pembangkit sangat mahal.
II. Memasang voltage regulator pada gardu induk
Regulator tegangan atau yang biasa disebut voltage regulator adalah otto trafo dimana
lilitan primer dan lilitan sekunder dihubungkan menjadi satu selanjutnya pada gambar
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 2

3. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
dibawah ini terlihat bahwa ditambahkan peralatan yang mengatur tegangan keluaran,sehingga
tegangan keluaran akan diatur pada nilai yang tetap sesuai kemampuan sadapannnya untuk
bebagai nilai tegangan masukan yang bervariasi.
Dalam praktek pemasangan regulator dapat dipasang diatas tiang sedangkan regulator
dengan kapasitas tertentu dimana beratnya sudah tidak memungkinakan lagi dipasang diatas
tiang maka dipilih konstruksi pemasangan diatas tanah. Regulator pada gardu induk
beroperasi secara otomatis mengatur tegangan berdasarkan perubahan beban menggunakan
On Load Tap Changer (OLTC). Beberapa cara pemasangan regulator tegangan pada gardu
induk antara lain dengan cara :
1.Menyatu dengan transformer dan bekerja atas dasar perubahan beban
2.Dipasang terpisah pada sisi sekunder transformator tenaga, pada incoming feeder
yang menuju bus bar
3. Dipasang pada out going feeder
III. Penyeimbangan beban
Pengaruh beban yang tidak seimbang pada masing-masing fasa sangat besar, karena
kondisi tersebut pada hantaran netral mengalir arus yang nilainya tidak terukur dan sangat
merugikan dalam sistem perusahaan penyedia listrik. Pada fase yang berbeban berat, nilai
jatuh tegangan akan lebih besar dibandingkan fasa yang berbeban ringan. Untuk memperkecil
nilai rugi tersebut selalu diupayakan langkah-langkah pengukuran beban secara real time,
terutama pada saat beban puncak, untuk data pelaksanaan perataan beban. Dengan adanya
keseimbangan beban maka dapat dihasilkan :
1.Arus pada setiap fasa mendekati harga yang sama
2.Susut tegangan di masing-masing fasa akan sama
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 3

4. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
IV. Memperbesar penampang hantaran/konduktor
Ukuran penampang konduktor mempengaruhi terhadap besar kecilnya nilai susut
tegangan maupun rugi daya yang terjadi. Oleh karena itu dalam merencanakan saluran
distribusi harus diperhatikan besar kecilnya penampang hantaran yyang akan dipasang dan
harus disesuaikan dengan program jangka panjang. Memperbesar penampang penghantar
saluran berarti mengurangi besarya nilai impdansi saluran tersebut, sehingga untuk bena yang
sama pada masing-masing fasa nilai susut tegangannya akan semakin kecil.
V. Mengganti sistem satu fasa menjadi multi fasa
Metode ini menggunakan perbandingan susut tegangan antara satu fasa dan tiga fasa.
VI. Membangun gardu induk dan feeder baru
Metode perbaikan dengan cara membangun gardu induk atau feeder baru ini pada
dasarnya sama dengan memindahkan beban ke sumber yang baru. Dengan penambahan
jaringan baru maka kemampuan penyaluran arus akan lebih besar, sehingga susut tegangan
susut tegangan dapat diperkecil.
VII. Meningkatkan besarnya tegangan primer
Untuk nilai impedansi yang tetap pada suatu saluran transmisi maka memperbesar
tegangan kirim akan berdampak kepada ujung tegangan penerima menjadi lebih besar
sehingga regulasi tegangan menjadi lebih baik.
VIII. Memasang voltage regulator, kapasitor seri maupun shunt pada feeder
Akibat dari suatu susut tegangan adalah besarnya nilai tegangan suatu titik pada ujung
terima akan lebih kecil daripada tegangan ujung kirim. Regulator yang dipasang pada
masing-masing feeder incoming ataupun out going akan memperbaiki tegangan ke arah
beban. Peralatan pengatur tegangan dirancang untuk menjaga secara otomatis suatu nilai
tegangan tertentu yang akan bervariasi terhadap perubahan beban yang ada. Pada saat beban
bertambah peralatan pengatur tegangan akan memperbesar tegangan keluaran pada gardu
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 4

5. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
induk untuk mrngkompensasi bertambahnya susut tegangan pada saluran distribusi.
Pemasangan kapasitor akan membuat sumber daya reaktif yang dapat membangkitkan
maupun menyerap daya reaktif diluar batas toleransi. Daya reaktif adalah daya yang tidak
menghasilkan kerja dan selalu tersimpan dalam sistem yaitu dalam bentuk energi magnetis.
Untuk daya reaktif yang berlebihan maka faktor daya akan rendah sehingga mempengaruhi
susut tegangan.
Memasang kapasitor secara seri juga dapat digunakan untuk memperbaiki tegangan
pada jaringan tenaga listrik dengan cara berusaha mengurangi susut tegangan dengan
mengkompensasi komponen induktif yang terjadi pada jaringa tersebut. Susut tegangan
akibat impdansi jaringan dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
Vd = I (RL cos Ø + XL sin Ø)
Dengan dipasangnya kapsitor seri maka persamaannya berubah menjadi berikut :
Vd = I RL cos Ø + I (XL - XC) sin Ø
Apabila (XL - XC) = 0, maka besarnya susut tegangan hanya akan dipengaruhi oleh
tahanan saluran saja sehingga nilainya lebih kecil daripada tanpa dipasang kapasitor. Untuk
pemasangan kapasitor shunt pada jaringan akan dijelaskan gambar berikut. Dari gambar
diatas dapat dinyatakan bahwa pemasangan shunt kapasitor akan memberikan dampak
sebagai berikut :
1.Mengurangi komponen arus induktif yang bersifat mengikuti tegangan.
2.Menambah level tegangan pada sisi beban.
3.Memperbaiki regulasi tegangan
4.Mengurangi rugi-rugi daya aktif = I2 R karena berkurangnya arus.
5.Mengurangi rugi-rugi daya reaktif = I2 X karena berkurangnya arus.
6.Menambah besarnya faktor daya pada sisi sumber.
7.Mengurangi KVA pada sumber
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 5

6. Muhammad Kennedy Ginting, 120402057 2013
Kapasitor shunt yang dipasang pada jaringan distribusi akan memperbaiki tegangan
pada titik dimana kapasitir tersebut dipasanag menuju ke arah sisi sumber tegangan.
Kapasitor menggambarkan adanya arus yang mendahului tegangan dan arus ini mengalir
melalui reaktansi seri pada jaringan yang mengakibatkan adanya kenaikan tegangan pada titik
pemasangan kapasitor yang besarnya sama dengan reaktansi jaringan dikalikan arus
kapasitor. Prosentase kenaikan tegangan pada titik pemasangan adalah :
%V = (capacity of capacitor KVA) (d) (X) (10) (KV)2
dimana :
d = panjang jaringan
X = reaktansi jaringan pada satuan panjang
Dasar Konversi Energi Listrik
Page 6