Dokumen tersebut membahas perhitungan daya kebutuhan trafo dan pemilihan spesifikasi trafo untuk pabrik dengan daya kebutuhan total 7,5 MVA. Berdasarkan perhitungan, dipilih 3 trafo Schneider Electric Minera 2500 kVA yang akan dioperasikan secara paralel untuk memenuhi kebutuhan daya 7,2 MVA. Dokumen juga membahas perhitungan arus dan pemilihan kabel serta busbar untuk sistem distribusi tegangan menengah.

1. Perhitungan dan Pemilihan Trafo Pabrik
1. Perhitungan Trafo
Jumlah kebutuhan beban:
S total = 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA + 1500 kVA = 7,5 MVA
Perhitungan beban maksimum :
Daya Total = FK x S total
FK = 0,7 – 0,9 (dipilih 0,8)
Daya Total = 0,8 x 7,5 MVA
= 6 MVA
Daya Terpakai = Daya total + 20% Daya total (20% merupakan daya cadangan yang
digunakan untuk mengantisipasi adanya beban tambahan mendatang)
Daya Terpakai = 6 MVA + (20% x 6 MVA)
= 6 MVA + 1,2 MVA = 7,2 MVA
Daya Kontrak PLN yang digunakan adalah 7,1MVA
2. Pemilihan Trafo
Berdasarkan hasil perhitungan kapasitas daya terpasang diperoleh kapasitas daya
terpasang sebesar 7200 kVA. , maka sesuai standar nilai daya trafo yang tersedia di
pasaran dipilih 3 trafo dengan daya sebesar 2500 kVA kerja paralel sehingga
menghasilkan daya sebesar 7500 kVA dengan mempertimbangkan syarat paralel trafo
yaitu :
1. Tegangan kedua trafo harus sama.
2. Ratio belitan N1/N2 kedua trafo sama.
3. Impedansi kedua usahakan sama, trafo dengan kapasitas daya lebih kecil
impedansinya harus lebih besar.
4. Ratio daya trafo besar dan kecil tidak melebihi 3 : 1.
Karena daya yang tersambung diatas 200 kVA, maka trafo tidak memakai GTT
(Gardu Trafo Tiang), melainkan Gardu Distribusi. Penyediaan trafo ditanggung
pelanggan dan rugi-rugi (kVARh) pada jaringan di tanggung pula oleh pelanggan.
Berikut ini adalah hal-hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam pemesanan
transformator distribusi yang mempunyai tegangan tertinggi (untuk peralatan) 24 kV
atau kurang, baik melalui impor maupun pembelian dalam negeri.

2. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemesanan transformator antara lain :
Daya Nominal
Tegangan Input
Sistem Tegangan ( satu phasa / tiga phasa)
Rugi – rugi Nol – Load dan Load Losses
Selengkapnya. dalam SPLN 8A: 1978 (Publikasi IEC 76-1 (1976).
Berikut data spesifikasi beberapa trafo yang ada di pasaran :
Trafo 1 :
TRAFINDO
Standar : SPLN 50/97
Rated primary voltage : 20000V (20 kV)
Secondary Voltage : 400 V
Kapasitas : 2500 kVA
Tegangan Impedansi : 7%
No Load losses : 4000 W
Load Losses : 25000 W
Total Losses : 29000 W
Effciency at 75% load : 99,05 W
Noise Level : 62 dB
Keterangan lengkap lihat catalog
Trafo 2 :
Scneider Electric
Minera
Standar : EN 60076-1/10
Rated primary voltage : 15 dan/atau 20 kV
Secondary Voltage : 400 to 433 V Fasa-fasa, 231-250 V fasa-N
Kapasitas : 2500 kVA
Tegangan Impedansi : 6%

3. No Load losses : 2150 W
Load Losses : 22000 W
Total Losses : 24150 W
Effciency at 75% load : 99,23 W
Noise Level : 66 dB
Keterangan lengkap lihat katalog
Dari perbandingan trafo di atas maka dipilih trafo yang memiliki losses yang rendah
maka dalam perencanaan ini dipilih 3 Trafo Merk “Schneider Electric Minera” dengan
kapasitas daya sebesar 2500 kVA dan spesifikasi lengkap terdapat pada lampiran Katalog.

4. PENENTUAN ARUS NOMINAL UTAMA DAN
ARUS NOMINAL CABANG
Dalam perhitungan pengaman sekunder kita harus memperhatikan arus nominal untuk
masing-masing kelompok.
Arus Nominal Primer setiap trafo
IN =
KVx
VA
203
2500000
= 72,16 A KHA = 1,25 x 72,16
= 90,2 A
Untuk 2 trafo maka 90,2 x 2= 180,4
Menggunakan kabel merk Supreme N2XSEbY 3x35 mm 2
dengan KHA 173 A di
udara pada suhu keliling 30°C, standart IEC
HV
LV
Gambar I.1. Posisi HV
 Keterangan lebih lengkap lihat katalog
HV TERMINAL

5. a) Arus nominal sisi sekunder
In = KHA =1,25 x
= 4510,5 A
Menggunakan kabel NYY rm 8 x (1x185 mm2
) dipasang di udara dengan KHA terus
menerus 511 A tiap kabel pada suhu keliling 30⁰c. Jika dipasang 8 kabel maka KHAnya
menjadi 4088 A, dianggap mencukupi karena dengan pertimbangan bebab tidak menyala
100%.
Karena di parallel maka untuk busbar pada MDP = 4510 x 2 = 9020 A
Menggunakan busbar telanjang dengan 1(100x5mm) dengan KHA tiap busbar sebesar
1310A, sehingga jika menggunakan 7 batang KHAnya menjadi 9170 A.
Gambar I.2 Detail Pemasangan Di Tray Kabel
Sepatu kabel
kabel NYY185 mm
single core
18
Vinyl clap
Setiap bushing sekunder
Trafo Terdapa 8 kabel
NYY rm 185 mm2
Gambar I.3 Detail Pemasangan Kabel Sekunder

6. b) Arus cabang
Kelompok 1
Kelompok 2
Kelompok 3
Kelompok 4
Kelompok 5

7. PENENTUAN PENGHANTAR UTAMA DAN
PENGHANTAR CABANG
- Kelompok 1 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A
Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 8(1x185mm2
) dengan KHA @ sebesar
490 A dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti
2783 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.
Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,
KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2
, berat 7,12 kg/m
- Kelompok 2 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A
Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm2
) dengan KHA @ sebesar
490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti
2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.
Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,
KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2
, berat 7,12 kg/m
- Kelompok 3 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A
Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm2
) dengan KHA @ sebesar
490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti
2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.
Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,
KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2
, berat 7,12 kg/m
- Kelompok 4 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A
Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm2
) dengan KHA @ sebesar
490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti
2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.
Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,
KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2
, berat 7,12 kg/m
- Kelompok 5 : KHA = 1,25 x 2165 A = 2706 A
Menggunakan kabel merk Supreme NYY rm 6(1x185mm2
) dengan KHA @ sebesar
490 A dan faktor koreksi sebesar 0,76 pada suhu keliling 30⁰c,jika 6 kabel berarti
2234,4 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan karena beban tidak bekerja 100%.
Menggunakan busbar dengan bahan Cu telanjang jumlah batang 1 buah,
KHA = 1720A. Ukuran 2 (80x10mm) luas penampang 800mm2
, berat 7,12 kg/m

8. Perhitungan Arus Hubung Singkat (Breaking Capacity)
Psc = 500 MVA (ralat)
R (Ω) X (Ω)
a. Jaringan Sisi Atas
320
500
400 22
1
P
V
Z
15,0Cos
3
11 10..CosZR
048,010.15,0.320 3
1R
98,0Sin
3
11 10..SinZX
3136,010.98,0.320 3
1X
b. Transformator
2
32
0
2
10..
S
Vc
R
= 0,01
S
V
x
Vsc
Z
2
0
2
100
=1,49
2
2
2
22 RZX
1,49
c. Kabel Untuk 1 phasa

9. d. Busbar
Kelompok I
028,0
1080
1
5,221
A
L
RK
Kelompok 2
028,0
1080
1
5,222
A
L
RK
Kelompok 3
028,0
1080
1
5,223
A
L
RK
Kelompok 4
028,0
1080
1
5,224
A
L
RK
Kelompok 5
028,0
1080
1
5,225
A
L
RK
Kelompok I
09,02045,01KX
Kelompok 2
09,02045,02KX
Kelompok 3
09,02045,03KX
Kelompok 4
09,02045,04KX
Kelompok 5
09,02045,05KX
Arus hubung singkat pengaman utama
a. Rt = R1 + R2 + R3
= 0,048 + 0,01 + 0,16
= 0,218 Ω
Xt = X1 + X2 + X3
= 0,313 + 1,49 + 0,21
= 2,013 Ω

10. kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA19,114
5,3
400
013,2218,0.3
400
22
Arus hubung singkat pengaman cabang
a. Kelompok 1
Rt1 = Rt + R3 + Rk1
= 0,218 + 0,16 + 0,028
= 0,406 Ω
Xt1 = Xt + X3 + Xk1
= 2,013 + 0,09 + 0,21
= 2,313 Ω
kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA
22
2,3130,406.3
400
= 98,45 kA

11. b. Kelompok 2
Rt2 = Rt + R3 + Rk2
= 0,218 + 0,16 + 0,028
= 0,406 Ω
Xt2 = Xt + X3 + Xk2
= 2,013 + 0,09 + 0,21
= 2,313 Ω
kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA
22
2,3130,406.3
400
= 98,45 kA

12. c. Kelompok 3
Rt1 = Rt + R3 + Rk1
= 0,218 + 0,16 + 0,028
= 0,406 Ω
Xt3 = Xt + X3 + Xk3
= 2,013 + 0,09 + 0,21
= 2,313 Ω
kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA
22
2,3130,406.3
400
= 98,45 kA

13. d. Kelompok 4
Rt4 = Rt + R3 + Rk4
= 0,218 + 0,16 + 0,028
= 0,406 Ω
Xt4 = Xt + X3 + Xk4
= 2,013 + 0,09 + 0,21
= 2,313 Ω
kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA
22
2,3130,406.3
400
= 98,45 kA

14. e. Kelompok 5
Rt5 = Rt + R3 + Rk5
= 0,218 + 0,16 + 0,028
= 0,406 Ω
Xt5 = Xt + X3 + Xk5
= 2,013 + 0,09 + 0,21
= 2,313 Ω
kA
XR
V
ISC
22
0
.3
kA
22
2,3130,406.3
400
= 98,45 kA

16. PEMILIHAN GENSET
1. PEMILIHAN GENSET
A. Daya Yang Digunakan Genset
Kapasitas Daya = FK x Beban total terpasang x 125 %
= 0,8 x 7500 kVA x 125 %
= 7500 kVA
Berdasarkan besarnya daya genset yang digunakan dari hasil perhitungan
maka rating kinerja genset yang diambil sesuai katalog CUMMINS POWER
GENERATOR adalah 3 x 2750 kVA,karena daya kVA tersebut sudah termasuk
daya cadangan beban yang digunakan.
B. Rating Pengaman Keluaran Genset
Vx4003
kVA2500
IN = 3608,43 A
KHA = 1,25 x 3608,43 A
= 4510,5 A
Menuju panel genset menggunakan kabel NYY merk Supreme 8 x ( 1 x 300 mm2
)
berinti tunggal tiap fasa dengan KHA = 680 A. dan faktor koreksi sebesar 0,71 pada
suhu keliling 30⁰c,jika 8 kabel berarti 3862 A dianggap sudah memenuhi kebutuhan
karena beban tidak bekerja 100%.
Busbar ukuran 80 x 10 mm,dengan KHA 4600 jumlah 4 batang
Stelan maksimum Pengaman Genset = 250% x In
= 250% x 3862A
= 9655 A

17. Menggunakan Pengaman
Untuk memindahkan dari sumber PLN ke Genset digunakan ATS
2. AUTOMATIC TRANSFER SWITCH
Jika sumber dari PLN mati maka genset harus segera menyala untuk menggantikan
sumber PLN. Dan demikian juga sebaliknya apabila tiba-tiba sumber PLN kembali masuk
maka Genset harus segera OFF, karena genset dan PLN tidak boleh bekerja secara bersamaan,
jika sumber PLN dan Genset masuk secara bersamaan maka akan terjadi kerusakan. Oleh
karena itu diperlukan sistem interlocking antara PLN dan Genset. Dalam perencanaan ini alat
yang digunakan adalah ATS (automatic transfer switch). ATS merupakan alat yang dapat
mentransfer/memindah secara otomatis antara PLN dan Genset, sehingga lebih memudahkan
dalam pengoperasian karena lebih cepat dan menghindarkan terjadinya kerusakan karena
PLN dan Genset bekerja bersama-sama.

18. PERHITUNGAN SANGKAR FARADAY
Medan listrik berpengaruh dan berbahaya bagi pekerja yang bekerja pada atau dekat sekali
dengan bagian dari jaringan yang bertegangan. Pekerja dapat mempergunakan perlindungan untuk
hal tersebut seperti sangkar faraday.
Dalam perhitungan ini yang perlu diperhatikan adalah system pengaman dari sisi TR
maupun TT pada trafo. Sesuai dengan catalog yang ada jarak aman sisi tegangan tinggi adalah =
500 mm dengan perkiraan panjang tangan manusia sekitar kurang lebih 500 mm.sehingga dapat
terhitung sangkar faraday sesuai dengan dimensi trafo yang digunakan.
Dimensi trafo yang digunakan dengan data sebagai berikut :
Panjang (A) : 2250 mm
Lebar (B): 1335 mm
Tinggi (C) : 2025 mm
Sehingga diperoleh dimensi sangkar faraday terpasang sebagai berikut :
Panjang : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + panjang trafo
: ( 500 + 500 ) x 2 + 2250 mm
: 4250 mm.
Lebar : (jarak aman trafo+panjang tangan manusia) x 2 + lebar trafo
: ( 500 + 500 ) x 2 +1335 mm
: 3335 mm
Tinggi : (jarak aman trafo dengan atap) + tinggi trafo
: 1000 mm + 2025 mm
: 3025 mm

19. 2200 mm 160mm
3025mm
4250 mm
5
Gambar IV.1 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak depa
 Gambar sangkar faraday tampak atas
Gambar IV.2 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak atas
1000mm
1000 mm1000 mm
2250mm
1335 mm
4250mm
3335 mm

20. 2025mm
3025mm
4250 mm
Gambar IV.3 Detail Pemasangan Sangkar Faraday tampak samping

21. PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DAN DESAIN
CELAH UDARA PADA GARDU INDUK
Dalam kerjanya transformator tidak lepas dari kerugian salah satunya adalah panas, panas
yang berlebihan pada trafo dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan antara lain :
1) Drop tegangan.
2) Pemanasan pada minyak trafo yang berlebihan, sehingga menyebabkan turunnya
kualitas minyak trafo yang dapat mengakibatkan tegangan tembus minyak trafo turun.
Sehingga dalam kerjanya trafo menuntut sistem pendinginan yang baik, oleh karena itu sistem
pendinginannya harus mempunyai kinerja yang baik, dari berbagai macam faktor yang
mempengaruhi pendinginan salah satunya adalah sirkulasi udara, karena dalam perencanaan ini
trafo yang digunakan diletakkan dalam ruangan (indoor). Untuk itu kita harus menghitung
seberapa besar celah ventilasi yang dibutuhkan agar sirkulasi udara dapat berjalan dengan baik.
Celah ventilasi pada trafo dihitung pada saat load losses pada suhu 75o
C dengan
losses sebesar 6500 Watt = 1,5 kW hal tersebut dapat dilihat pada data trafo.
Data lain yang diketahui adalah sebagai berikut:
1) Temperatur udara masuk(t1) 20o
C
2) Temperatur udara keluar (t2) 35o
C
3) Koefisiensi muai udara
273
1
)(
4) Tinggi ruangan = 4 meter.
Dengan data diatas dapat dicari volume udara yang dibutuhkan untuk mensirkulasi panas
adalah sebagai berikut:
)1(
)(1116
860
1
12
tx
tt
Pv
V
dimana:
Pv = rugi trafo (Kw) / no load losses + load losses = 4 + 25 = 29 kW
t1 = temperatur udara masuk (o
C)
t2 = temperatur udara keluar (o
C)
α = koefisien muai udara

22. H = ketinggian ruangan (m)
sehingga:
)20.
273
1
1(
)2035(1116
29.860
xV
smV 3
38,1
Kemampuan pemanasan udara yang mengalir disepanjang tangki trafo adalah
H
v
dimana:
H=ketinggian (m)
ζ = koefisien tahanan aliran udara
Koefisien tahanan aliran udara berbeda-beda tergantung pada kondisi daripada tempat
diletakkannya trafo itu sendiri.
Kondisi tempat ζ
Sederhana
Sedang
Baik
4.....6
7.....9
9.....10 (jaringan konsen)>20
Apabila kondisi tempat dimisalkan adalah baik maka ζ = 9.
Sehingga:
9
4
v
444,0v
Maka dapat kita hitung celah ventilasi sebagai berikut:

23. qc (penampang celah udara yang masuk) :
v
V
qc :
444,0
38,1 3
sm
: 3,11 2
m
Karena udara yang keluar memiliki temperatur yang lebih tinggi daripada udara yang masuk
yang diakibatkan proses pendinginan trafo dalam ruangan sehingga terjadi pemuaian maka ventilasi
udara keluar yang dibutuhkan harus lebih besar daripada celah ventilasi udara masuk, dengan kata
lain:
CA qq
Sehingga:
CA qq .1,1
3,11.1,1Aq
2
42,3 mqA
Nilai perhitungan diatas adalah nilai minimum, sehingga pemakaian ventilasi udara bisa
memakai ukuran yang lebih besar dari ukuran perhitungan diatas.
Menurut PUIL 2000, celah udara ventilasi yang diijinkan pada Gardu Induk adalah sebesar
20 cm2
/kVA. Maka dari itu, perhitungan luas celah udara untuk ventilasi pada GI adalah sebagai
berikut :
Daya trafo = 2500 kVA
Celah udara total = 2500 x 20
= 50000 cm2
Ruangan yang digunakan sebagai tempat peletakkan transformator, mempunyai dimensi
panjang x lebar x tinggi, 7m x 5m x 4m. Celah udara ini dirancang pada dinding sisi 5m.
Celah udara seluas 50000 cm2
ini dibagi 4 celah ventilasi, 2 celah ventilasi terdapat di
dinding sisi bawah sebagai tempat masuknya udara, dan 2 celah ventilasi terdapat sisi atas
dinding sebagai tempat keluarnya udara.

24. Celah udara sisi bawah :
 Ventilasi udara sisi bawah adalah qc =3,11 2
m /3000000 cm2
.
 Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2
. 2 = 3000000 cm2
 Perancangan celah ventilasi sisi bawah ini didisain agak miring dan dipasang
kassa yang terbuat dari bahan stainless steel agar benda-benda atau hewan dari
luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.
Celah udara sisi atas :
 Ventilasi udara sisi atas adalah
2
42,3 mqA /3000000 cm2
.
 Berdimensi 1000 cm x 1500 cm = 1500000 cm2
. 2 = 3000000 cm2
 Perancangan celah ventilasi sisi atas ini didisain lebih luas dari ventilasi sisi
bawah karena udara yang memuai akibat pemanasan trafo memiliki volume yang
lebih besar daripada udara yang masuk. Selain itu, dipasang besi-besi teralis agar
benda-benda atau hewan dari luar tidak dapat masuk ke ruangan transformator.
Luas total ventilasi sebesar 6000000 cm2
. Celah ventilasi pada perancangan ini sudah
memenuhi persyaratan PUIL 2000 karena luas ventilasi minimum untuk transformator 2500 kVA
sudah terpenuhi.
 Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran gambar

25. PERHITUNGAN, PERENCANAAN, DESAIN
TIANG TM, CUT OUT, DAN ARRESTER
A. ARESTER
Arrester dipakai sebagai alat proteksi utama dari tegangan lebih.. Karena kepekaan
arrester terhadap tegangan, maka pemakainya harus disesuikan dengan tegangan sistem.
Pemilihan lightning arrester dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat isolasi dasar yang sesuai
dengan Basic Insulation Level (BIL) peralatan yang dilindungi, sehingga didapatkan perlindungan
yang baik. Pada pemilihan arrester ini dimisalkan tegangan impuls petir yang datang berkekuatan
100 KV dalam waktu 0,1μs, jarak titik penyambaran dengan transformator 5 Km.
 Tegangan dasar arrester
Pada jaringan tegangan menengah arrester ditempatkan pada sisi tegangan tinggi (primer)
yaitu 20 KV. Tegangan dasar yang dipakai adalah 20 KV sama seperti tegangan pada sistem.
Hal ini dimaksudkan agar pada tegangan 20 KV arrester tersebut masih tetap mampu
memutuskan arus ikutan dari sistem yang effektif.
 Tegangan sistem tertinggi umumnya diambil harga 110% dari harga tegangan nominal sistem.
Pada arrester yang dipakai PLN adalah :
Vmaks = 110% x 20 KV
= 22 KV, dipilih arrester dengan tegangan teraan 28 KV.
 Koefisien Pentanahan
Didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan rms fasa ke tanah dalam keadaan
gangguan pada tempat dimana penangkal petir. Untuk menetukan tegangan puncak (Vrms)
antar fasa dengan ground digunakan persamaan :
Vrms =
2
Vm
=
2
22
= 15,5 KV
Dari persamaan di atas maka diperoleh persamaan untuk tegangan phasa dengan ground
pada sistem 3 phasa didapatkan persamaan :

26. Vm(L - G) =
3
2Vrms
=
3
25,15
= 12,6 KV
Koefisien pentanahan =
KV
KV
5,15
6,12
= 0,82
Keterangan :
Vm= Tegangan puncak antara phasa dengan ground (KV)
Vrms = Tegangan nominal sistem (KV)
 Tegangan pelepasan arrester
Tegangan kerja penangkap petir akan naik dengan naiknya arus pelepasan, tetapi kenaikan
ini sangat dibatasi oleh tahanan linier dari penangkap petir.
Tegangan yang sampai pada arrester :
E =
xeK
e
..
E =
Km
KV
50006,0
400
= 133,3 KV
Keterangan :
I = arus pelepasan arrester (A)
e = tegangan surja yang datang (KV)
Eo = tegangan pelepasan arrester (KV)
Z = impedansi surja saluran (Ω)
R = tahanan arrester (Ω)

27. Z + R
2e – Eo
Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh
BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flashover dan probabilitas tembus isolator, maka
20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga e adalah :
e =1,2 BIL saluran
Keterangan :
e = tegangan surja yang datang (KV)
BIL= tingkat isolasi dasar transformator (KV)
 Arus pelepasan nominal (Nominal Discharge Current)
I =
Z adalah impedansi saluran yang dianggap diabaikan karena jarak perambatan sambaran tidak
melebihi 10 Km dalam arti jarak antara GTT yang satu dengan yang GTT yang lain berjarak antara 8
KM sampai 10 KM. ( SPLN 52-3,1983 : 11 )
R =
pemuatarus
impulskejuttegangan %100
=
KA
KV
5,2
105
= 42 Ω
I =
420
3,1334002 KVx
= 15,8 kA
Keterangan :
E = tegangan pelepasan arester (KV)
e = puncak tegangan surja yang datang
K = konsatanta redaman (0,0006)

28. x = jarak perambatan
Jatuh tegangan pada arrester dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
V = I x R
Sehingga tegangan pelepasan arrester didapatkan sesuai persamaan :
ea = Eo + (I x R)
Keterangan :
I = arus pelepasan arrester (KA)
Eo = tegangan arrester pada saat arus nol (KV)
Eo = tegangan pelepasan arrester (KV)
Z = impedansi surja (Ω)
R = tahanan arrester (Ω)
 Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)
“Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage
(tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,5 x 40 μs. Sehingga isolasi dari
peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih
tinggi dari BIL tersebut.
 Pemilihan tingkat isolasi dasar (BIL)
Harga puncak surja petir yang masuk ke pembangkit datang dari saluran yang dibatasi oleh
BIL saluran. Dengan mengingat variasi tegangan flasover dan probabilitas tembus isolator,
maka 20% untuk faktor keamanannya, sehingga harga E adalah :
e =1,2 BIL saluran
e = 1,2 x 125 KV
e = 150 KV
Basic Impuls Insulation Level (BIL) level yang dinyatakan dalam impulse crest voltage
(tegangan puncak impuls) dengan standart suatu gelombang 1,2/50 μs. Sehingga isolasi dari
peralatan-peralatan listrik harus mempunyai karakteristik ketahanan impuls sama atau lebih
tinggi dari BIL tersebut. Sehingga dipilih BIL arrester yang sama dengan BIL transformator
yaitu 125 KV

29.  Margin Perlindungan Arrester
Untuk mengitung dari margin perlindungan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
MP = (BIL / KIA-1) x 100%
MP = (125 KV/ 133,3 – 1) x 100%
= 94,5 %
Keterangan :
MP = margin perlindungan (%)
KIA = tegangan pelepasan arrester (KV)
BIL = tingkat isolasi dasar (KV)
Berdasarkan rumus di atas ditentukan tingkat perlindungan untuk tafo daya. Kriteria yang
berlaku untuk MP > 20% dianggap cukup untuk melindungi transformator .
 Jarak penempatan Arrester dengan Peralatan
Penempatan arrester yang baik adalah menempatkan arrester sedekat mungkin dengan
peralatan yang dilindungi. Jarak arrester dengan peralatan Yang dilindungi digunakan
persamaan sebagai berikut :
Ep = ea +
v
xA2
= 133,3 KV+
sm
xsKV
/300
/40002
8,3 = 26,6x
x = 0,31 m
jadi jarak arrester sejauh 31 cm dari transformator yang dilindungi.
Perhitungan jarak penempatan arrester di atas digunakan untuk transformator tiang. Namun di
wilayah Malang juga terdapat penempatan transformator di permukaan tanah dengan
menggunakan kabel tanah. Transformator diletakkan di atas tanah dan terhubung dengan
arrester yang tetap diletakkan di atas tiang melalui kabel tanah.

30. Tabel VI.1 Batas Aman Arrester
 Pemilihan Arrester
Dalam hal ini pemilihan arrester yang digunakan untuk sistem tegangan menengah yaitu
arrester katup. Arrester ini terdiri dari atas beberapa sela percik yang dihubungkan seri
dengan resistor tak-linier. Resistor tak linier mempunyai tahanan yang rendah bila dialiri arus
besar dan mempunyai tahanan yang besar saat dialiri arus kecil. Resistor tak-linier umumnya
digunakan untuk arrester yang terbuat dari bahan silikon karbid. Kerja arrester ini tidak
dipengaruhi keadaan udara sekitar karena sela percik dan resistor tak-linier keduanya
ditempatkan dalam tabung isolasi tertutup.
B. CUT OUT
Cut – Out berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus lebih. Cut – out dipasang pada
sisi primer transformator, dalam menentukan cut-out hal-hal yang perlu dipertimbangkan adalah:
Arus nominal beban untuk pemilihan rating arus kontinyu cut-out
Tegangan sistem untuk pemilihan rating tegangan
Penggunaan CO tergantung pada arus beban, tegangan sistem, type sistem, dan arus gangguan
yang mungkin terjadi.
Dalam pemilihan Cut Out, teragantung dari pemakaian trafo apakah memakai minyak atau trafo
kering. Di dalam PUIL 2000 hal 190, apabila menggunakan trafo kering, In Co dikalikan 125 %
(maksimal).

31. In CO = 130 % X
kVX
kVA
203
2500
= 93,81 A
Dari data diatas dapat dipilih CO dengan spesifikasi sebagai berikut:
Rating arus : 93,81 A
Rating tegangan : 20 kV
 Untuk Jelasnya Lihat Lampiran...................

32. PENTANAHAN BODY TRAFO, SANGKAR
FARADAY, BODY CUBICLE
Pada pentanahan body trafo, sangkar faraday,body cubicle harus mempunyai tahanan
maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan sistem pentanahan elektroda batang
tunggal dengan catatan:
Elektroda ditanam pada tanah ladang dengan tahanan jenis ( ρ ): 100 ohm/m
Luas penampang elektroda adalah 120 2
mm
2
.rL
2
.14,3120 r
14,3
120
r
mmr 18,6
Menggunakan sistem pentanahan elektroda batang tunggal
Panjang elektroda ( l ) = 35 meter
Elektroda ditanam sedalam panjang elektroda
R pentanahan = 1
4
ln
..2 a
L

1
00618,0
435
ln
35..2
100
= 4,06
Jadi, tahanan pentanahan yang diperoleh dengan sistem pentanahan elektroda batang
tunggal adalah sebesar 4,06 Ω. Sehingga memenuhi syarat PUIL.
Supaya batang elektroda tidak terlalu panjang maka dalam perencanaan pentanahan ini
metode yang digunakan adalah metodeTriangle untuk merencanakan metode pentanahan
tersebut diketahui data-data sebagai berikut:
p
L
2a
Permukaan tanah

33. Diketahui
 r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3
m)
 l (panjang elektroda) : 2 meter
 L (jarak antar elektroda): 4 meter ( 2 x panjang elektroda)
 Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang)
Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor
pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu :
k =
3
11 m
. Factor pengali untuk konfigurasi triangle.
Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang
dibutuhkan yaitu :
x =
L
L1
=
2
21
= 1,5
m =
r
l
x
ln
ln
=
3
1018,6
1
ln
5,1ln
x
=0,079
k =
3
21 m
=
3
)079,0(11
= 0,36
setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
o Rpt =
L
k
2
=
22
36,0100
o Rpt = 2,87
Dengan menggunakan metode triangle maka tidak membutuhkan elektrode yang terlalu
panjang.
 Keterangan lengkap dapat dilihat di lampiran

34. PENTANAHAN ARESTER DAN KABEL NA2XSGBY
Dalam perencanaan pentanahan ini metode yang digunakan adalah metodeTriangle untuk
merencanakan metode pentanahan tersebut diketahui data-data sebagai berikut:
Diketahui
 r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3
m)
 l (panjang elektroda) : 2 meter
 L (jarak antar elektroda): 4 meter ( 2 x panjang elektroda)
 Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang)
Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor
pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu :
k =
3
11 m
. Factor pengali untuk konfigurasi triangle.
Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang
dibutuhkan yaitu :
x =
L
L1
=
2
21
= 1,5
m =
r
l
x
ln
ln
=
3
1018,6
1
ln
5,1ln
x
=0,079
k =
3
21 m
=
3
)079,0(11
= 0,36
setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
o Rpt =
L
k
2
=
22
36,0100
o Rpt = 2,87
 Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

35. PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO, PANEL MDP
BODY GENSET PANEL GENSET
Pada pentanahan titik netral trafo, panel MDP, body Genset, dan panel genset harus
mempunyai tahanan maksimum 5 ohm. Dalam pentanahan ini menggunakan pentanahan system
Triangle.
Diketahui
 r (jari-jari elektroda) : 6,18 mm (6,18 x 10-3
m)
 l (panjang elektroda) : 2 meter
 L (jarak antar elektroda): 4 meter ( 2 x panjang elektroda)
 Tahanan jenis tanah : 100 /meter (tanah Ladang)
Untuk menghitung tahanan pentanahan maka terlebih dahulu menghitung Faktor
pengali (k) sesuai dengan metode yang dipilih yaitu :
k =
3
11 m
. Factor pengali untuk konfigurasi triangle.
Untuk menghitung factor pengali tersebut maka kita harus menghitung nilai-nilai yang
dibutuhkan yaitu :
x =
L
L1
=
2
21
= 1,5
m =
r
l
x
ln
ln
=
3
1018,6
1
ln
5,1ln
x
=0,079
k =
3
21 m
=
3
)079,0(11
= 0,36
setelah melihat data-data tersebut maka tahanan pentanahannya dapat dihitung dengan
rumus sebagai berikut:
o Rpt =
L
k
2
=
22
36,0100
o Rpt = 2,87
 Keterangan lebih lengkap dapat dilihat di lampiran

36. Pipa besi
Lubang baut
untuk sepatu
kabel
Lubang kabel
masuk
Kabel dipatri
pada sepatu
kabel
Kabel
pentanahan (BC)
Panjang pipa sesuai dengan panjang elektroda yaitu 35 meter dan ditanam sedalam panjang elektroda
Gambar IX.1 Detail pemasangan elektroda pada pipa batu

37. PEMILIHAN KOMPONEN KUBIKEL
A. Single Line Diagram Kubikel
INCOMING
IMC
Mof
ujung
Mof
ujung
METERING
CM
OUTGOING
DM1A
LBS
(SF6)
CT double
sekunder
CT double
sekunderPT
Fuse
PT
Earth
switch
(SF6)
Coupling
capacitor
Busbar20kV
Earth
switch
(SF6)
CB
(SF6)
Coupling
capacitor
Cut
Out
Arester
Mof
ujung
FEEDER
Ke incoming kubikel
pelanggan
Kubikel 20 kV adalah komponen peralatan untuk memutuskan dan menghubungkan,
pengukuran, tegangan, arus maupun daya, peralatan proteksi dan control. Didalam perencanaan ini,
pelanggan memesan daya kepada PLN sebesar 630 kVA, pelanggan ini termasuk pelanggan TM / TM
/ TR sehinga trafo milik pelanggan, rugi-rugi di tanggung pelanggan, pengukuran di sisi TT dan trafo
ditempatkan di gardu distribusi.
Kubikel terdiri dari dua unit. Pertama adalah milik PLN (yang bersegel) dan kubikel milik
pelanggan (hak pelanggan sepenuhnya). Setiap kubikel terdiri dari incoming, metering dan outgoing.
Pada perencanaan ini, kubikel pelanggan dan PLN disamakan spesifikasinya, karena selain PLN,
pelanggan juga perlu memonitoring metering milik pelanggan itu sendiri. Spesifikasi kubikel ialah:
1. Incoming : IMC
2. Metering : CM
3. Outgoing : DM1-A

38. 1. INCOMING (IMC)
Komponen pada IMC :
*LBS (load break switch),
*coupling kapasitor dan
*CT
- LBS
Ialah pemutus dan penyambung tegangan dalam keadaan berbeban, komponen berbeban terdiri
atas beberapa fungsi yaitu:
1. Earth Switch
2. Disconnect Switch
3. Load Break Switch
Untuk meng-energized, proses harus berurutan (1-2-3) dan memutus beban harus dengan urutan
kebalikan (3-2-1).
- Coupling Capasitor
Dalam penandaan kubikel membutuhkan lampu tanda dengan tegangan kerja 400 kV.
Karena pada kubikel mempunyai tegangan kerja 20 kV, maka tegangan tersebut harus
diturunkan hingga 400 V menggunakan coupling capasitor dengan 5 cincin yang
menghasilkan output tegangan
= 20 kV/5
= 400 V
- Current Transformator (CT)
Trafo yang digunakan adalah trafo dengan daya 630 kVA. Sehingga arus nominalnya
ialah:
IN =
KVx
VA
203
2500000
= 72,16 A

39. dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :
1. CT ARM / N2F
2. Single Primary Winding
3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman
4. Arus rating : 50 A / 5 A
5. Ith : 12,5 kA
6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5
7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 10P30
Lihat katalog kubikel
 Dimensi dan berat IMC :
Panjang : 375 mm
Lebar(kedalaman) : 500 mm
Tinggi : 1600 mm
Berat : 200k g (hanya panel)
 Accessories:
Motor untuk mengoperasikan saklar mekanik
Kontak Bantu
Pengunci interlock
Pemanas dengan daya elemen 150W
Enclosure atau hubungan enclosure untuk pengawatan
Phase comparator
Indicator kesalahan
Surge arrestors (hanya untuk kubikal 500 mm)
2. METERING (CM)
Terdiri atas Disconnector dan earthing switch, busbar 3 phasa, operating mecanism cs, LV circuit
isolation switch, LV fuse, 3 fuse type UTE atau DIN 6.3 A, Voltage transformer heater 150 W
(karena daerah degan tingkat kelembaban tinggi).
- Load Break Switch type CS
Dioperasikan dengan pengungkit yang terdiri atas :

40. 1. Earth switch
2. Disconnect switch
Auxiliary kontak untuk CM yaitu 10 + 2c
 lihat katalog kubikel halaman 44
- Voltage transformer
Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz
Rated voltege : 24 kV
Primary voltage : 20 kV
Secondary voltage : 100 V
Thermal power : 250 VA
Kelas akurasi : 0,5
 Lihat katalog kubikel halaman 50
- Heater 150 W
Heater digunakan sebagai pemanas dalm kubikel. Sumber listrik heater ini berdiri sendiri 220
V-AC. Difungsikan untuk menghindari flash over akibat embun yang ditimbulkan oleh
kelembaban di sekitar kubikel.
3. OUTGOING (DM1-A)
Terdiri atas:
SF1 atau SF set circuit breaker (CB with SFG gas)
Pemutus dari earth switch
Three phase busbar
Circuit breaker operating mechanism

41. Dissconector operating mechanism CS
Voltage indicator
Three ct for SF1 CB
Aux- contact on CB
Connections pads for ary-type cables
Downstream earhting switch.
Dengan aksesori tambahan:
Aux contact pada disconnector
Additional enclosure or connection enclosure for cabling from above
Proteksi menggunakan stafimax relay atau sepam progamable electronic unit for SF1 –
CB.
Key type interlock
150 W heating element
Stands footing
Surge arrester
CB dioperasikan dengan motor mekanis.
 Lihat katalog kubikel
Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :
1. CT ARJP2 / N2F
2. Single Primary Winding
3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman
4. Arus rating : 50 A / 5 A
5. Ith : 25 kA
6. Untuk metering 5 A, Burden : 720 VA , Class : 0,5
7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 5P20

42.  Pemilihan Disconnecting Switch (DS).
Disconnecting switch merupakan peralatan pemutus yang dalam kerjanya (menutup dan
membuka) dilakukan dalam keadaan tidak berbeban, karena alat ini hanya difungsikan sebagai
pemisah bukan pemutus.
Jika DS dioperasikan pada saat keadaan berbeban maka akan terjadi flash over atau
percikan-percikan api yang dapat merusak alat itu sendiri.
Fungsi lain dari disconnecting switch adalah difungsikan sebagai pemisah tegangan pada
waktu pemeliharaan dan perbaikan, sehingga dperlukan saklar pembumian agar tidak ada
muatan sisa.
Karena DS dioperasikan sebagai saklar maka perhitungannya adalah :
15,1
203
)(
kV
trafoKVA
I
15,1
203
2500
kV
kVA
I
= 82, 98 A
Sehingga dipilih DS dengan type SF 6 with earthing switch.
 Pemilihan Load Break Switch.
Kemampuan pemutus ini harus disesuaikan dengan rating nominal dari tegangan kerja,
namun LBS juga harus mampu beroperasi saat arus besar ( Ics ) tanpa mengalami kerusakan.
Cara pengoperasian LBS bisa secara manual yaitu digerakkan melalui penggerak mekanis
yang dibantu oleh sisitem pegas dan pneumatic.pemilihan LBS ditentukan berdasarkan dengan
Rating arus nominal dan tegangan kerjannya :
15,1
203
)(
kV
trafoKVA
I
15,1
203
2500
kV
kVA
I
= 82,98 A

43.  Pemilihan Current Transformer.
Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat
dipilih CT dengan perhitungan sebagai berikut :
a) Untuk incoming (IMC)
Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :
1. CT ARM / N2F
2. Single Primary Winding
3. Double Secondary Winding Untuk Pengukuran dan Pengaman
4. Arus rating : 50 A / 5 A
5. Ith : 12,5 kA
6. Untuk metering 5 A, Burden : 7,5 VA , Class : 0,5
7. Untuk proteksi 1 A, 1 VA – 10P30
b) Untuk outgoing (DM1A)
Dari hasil perhitungan maka CT yang dipilih adalah :
Transformer VRQ2-n / S1 phase to earth 50 Hz
Rated voltege : 24 kV
Primary voltage: 20 kV
Secondary voltage : 100 V
Thermal power : 250 VA
Kelas akurasi : 0,5
 Pemilihan Potential Transformer
Berdasarkan data dari trafo, dengan mengetahui tegangan kerja dan daya trafo maka dapat
dipilih PT dengan perhitungan sebagai berikut :
Transformer VRC2 / S1 phase to phase 50 Hz
Rated voltege : 24 kV
Primary voltage: 20 kV
Secondary voltage : 100 V
Thermal power : 500 VA
Kelas akurasi : 0,5

44.  Pemilihan CB
CB = 250% x Ip
= 250% x 72,16 A
= 180,4 A

45. PERENCANAAN THREE CORE TERMINATION