1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Permintaan energi termasuk energi listrik di Indonesia cenderung meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Berdasarkan data statistik dari PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN), sejak tahun 2008 permintaan akan energi listrik terus meningkat dengan rata-rata 7,5% dari tahun ke tahun. Dalam rangka memenuhi permintaan listrik di berbagai daerah maka diperlukan pembangunan jaringan listrik mulai dari pembangunan Gardu Induk (GI) sebagai sumber tenaga listrik maupun saluran transmisi sebagai media distribusi listrik. Salah satu program yang akan dilaksanakan PT.PLN adalah rencana pembangunan Gardu Induk di Ketahun beserta jaringan transmisinya sebesar 70 kV mulai dari Gardu Induk Ketahun sampai Giri Mulya Kabupaten Bengkulu Utara. Rencana pembangunan program ini tentunya membutuhkan informasi perkiraan biaya. Perkiraan biaya ini dapat dilakukan salah satunya melalui optimasi berdasarkan informasi-informasi yang terkait seperti panjang jalur, jumlah menara, tipe menara, panjang penghantar dan harga perkiraan besarnya pembangunan menara dan penghantar. Penelitian ini menitikberatkan optimasi biaya pembangunan saluran transmisi berupa Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV Gardu Induk Ketahun hingga Giri Mulya. Salah satu metode optimasi yang menarik untuk diterapkan dalam penentuan perkiraan biaya untuk pembangunan jalur transmisi ini yaitu metode programma linear. Menurut Martin (1969), pada metode programma linear nilai dari suatu fungsi dapat dimaksimumkan maupun diminimumkan. Proses memaksimumkan maupun meminimumkan fungsi ini didasarkan pada kendala yang secara fungsional diwujudkan dalam persamaan syarat batas. Adapun nilai minimum maupun maksimum secara fungsional diwujudkan dalam persamaan fungsi tujuan. Hannuksela (2011) melakukan penelitian mengenai estimasi perhitungan biaya untuk pembangunan saluran transmisi seperti pengadaan material, komponen transmisi, dan lainnya.. Namun pada penelitian tersebut kondisi topografi tidak
25
Embed
BAB I PENDAHULUAN - etd.repository.ugm.ac.idetd.repository.ugm.ac.id/downloadfile/79167/potongan/S1-2015... · pembangunan Gardu Induk di Ketahun beserta jaringan transmisinya sebesar
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Permintaan energi termasuk energi listrik di Indonesia cenderung meningkat
pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk.
Berdasarkan data statistik dari PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN), sejak tahun
2008 permintaan akan energi listrik terus meningkat dengan rata-rata 7,5% dari tahun
ke tahun. Dalam rangka memenuhi permintaan listrik di berbagai daerah maka
diperlukan pembangunan jaringan listrik mulai dari pembangunan Gardu Induk (GI)
sebagai sumber tenaga listrik maupun saluran transmisi sebagai media distribusi
listrik. Salah satu program yang akan dilaksanakan PT.PLN adalah rencana
pembangunan Gardu Induk di Ketahun beserta jaringan transmisinya sebesar 70 kV
mulai dari Gardu Induk Ketahun sampai Giri Mulya Kabupaten Bengkulu Utara.
Rencana pembangunan program ini tentunya membutuhkan informasi perkiraan
biaya. Perkiraan biaya ini dapat dilakukan salah satunya melalui optimasi
berdasarkan informasi-informasi yang terkait seperti panjang jalur, jumlah menara,
tipe menara, panjang penghantar dan harga perkiraan besarnya pembangunan menara
dan penghantar. Penelitian ini menitikberatkan optimasi biaya pembangunan saluran
transmisi berupa Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV Gardu Induk
Ketahun hingga Giri Mulya.
Salah satu metode optimasi yang menarik untuk diterapkan dalam penentuan
perkiraan biaya untuk pembangunan jalur transmisi ini yaitu metode programma
linear. Menurut Martin (1969), pada metode programma linear nilai dari suatu fungsi
dapat dimaksimumkan maupun diminimumkan. Proses memaksimumkan maupun
meminimumkan fungsi ini didasarkan pada kendala yang secara fungsional
diwujudkan dalam persamaan syarat batas. Adapun nilai minimum maupun
maksimum secara fungsional diwujudkan dalam persamaan fungsi tujuan.
Hannuksela (2011) melakukan penelitian mengenai estimasi perhitungan biaya
untuk pembangunan saluran transmisi seperti pengadaan material, komponen
transmisi, dan lainnya.. Namun pada penelitian tersebut kondisi topografi tidak
2
menjadi parameter dalam perhitungan biaya. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan
untuk mengetahui estimasi total biaya yang dibutuhkan pada pengadaan jalur
transmisi berdasarkan kondisi topografi menggunakan programma linear. Penelitian
ini menggunakan kedua persamaan pada programma linear dengan fungsi tujuan
dibuat minimum karena besarnya biaya untuk pembangunan jalur transmisi ini
diharapkan seminimal mungkin, sedangkan syarat batas yang digunakan dalam
optimasi berupa jarak antar menara sebagai konstanta pengali dan jumlah menara
sebagai variabelnya serta total jarak pada setiap kelas kelerengan sebagai nilai
persamaan syarat batas. Semua persamaan optimasi ini diselesaikan dengan Metode
Simplex.
I.2. Rumusan Masalah
Terdapat 2 rumusan masalah yang disampaikan dalam penelitian ini yaitu :
1. Bagaimana mendapatkan jumlah menara dan jumlah panjang penghantar
dengan menyusun model optimasi untuk memperkirakan besarnya biaya
yang dibutuhkan pada pembangunan jalur tansmisi SUTT 70 kV Ketahun -
Giri Mulya berdasarkan kondisi topografi menggunakan metode
programma linear.
2. Bagaimana menyelesaikan model optimasi yang telah disusun ini dengan
menggunakan programma linear yang diselesaikan dengan metode simplex.
I.3. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan optimasi jumlah menara transmisi,
panjang penghantar transmisi, dan total biaya untuk pengadaan transmisi SUTT 70
kV dengan menggunakan programma linear berbasiskan kondisi kelerengan
topografi di sepanjang jalur transmisi SUTT 70 kV dari kecamatan Ketahun hingga
kecamatan Giri Mulya Propinsi Bengkulu.
I.4. Manfaat
Penelitian ini diharapkan mempunyai beberapa manfaat untuk peneliti maupun
praktisi. Manfaat penelitian ini untuk peneliti diharapkan dapat digunakan sebagai
referensi apabila akan dilakukan penelitian yang serupa dan juga dapat dijadikan
3
sebagai salah satu proses pembelajaran dalam penggunaan metode programma linear.
Sedangkan manfaat penelitian ini untuk praktisi diharapkan dapat digunakan untuk
pertimbangan dan pengambilan keputusan dalam pembangunan jalur transmisi SUTT
70 kV.
I.5. Batasan Masalah
Batasan-batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah
1. Pemodelan untuk penentuan jumlah menara, panjang penghantar, dan total
biaya pembangunan jalur tranmisi didasarkan pada data kelerengan
sepanjang jalur transmisi.
2. Data kelerengan sepanjang jalur transmisi diturunkan berdasarkan peta
situasi sepanjang jalur tranmisi.
3. Data harga tiap tipe menara dan penghantar diasumsikan berdasarkan studi
pustaka Hannuksela (2011) untuk penentuan total biaya pembangunan jalur
transmisi.
4. Penentuan kelas-kelas kelerengan jalur transmisi yang akan digunakan
sebagai dasar pemodelan dibuat dengan mengacu kelas-kelas kelerengan
pada USSSM.
5. Model optimasi diselesaikan dengan menggunakan metode simplex.
6. Aspek pembiayaan yang dioptimasi hanya meliputi pembiayaan pengadaan
pembangunan jalur transmisi berupa pengadaan menara dan penghantar
sedangkan aspek biaya pemetaan tidak dilibatkan, hanya digunakan sebagai
data.
I.6. Tinjauan Pustaka
Penelitian yang telah dilakukan oleh Heckman (2006) mengenai optimasi yang
menggunakan metode simplex menyimpulkan bahwa metode tersebut dapat
digunakan untuk mencari nilai yang optimal dalam suatu persamaan yang linier.
Penelitian tersebut senada dengan penelitian yang dilakukan oleh Kaviari (2002).
Penelitian yang dilakukan oleh Kaviari (2002) terkait penggunaan metode simplex
untuk optimasi. Pada penelitian tersebut, Kaviari menyimpulkan bahwa metode
programma linier yaitu metode simplex memberikan kemudahan untuk mencari
4
bobot pengukuran optimal pada persoalan optimasi desain orde dua yang memenuhi
syarat biaya minimal dan syarat ketelitian. Sementara Szabo dan Kovacs (2008)
menyimpulkan bahwa metode simplex membutuhkan 2n – 3n iterasi dengan n adalah
jumlah variabel.
Adapun penelitian yang telah dilakukan Lumantono dkk. (2012) mengenai
jalur transmisi SUTT 150 kV di sekitar Kabupaten Gresik dan Kota Surabaya,
menjelaskan bahwa keadaan kondisi permukaan tanah yang tidak rata akan
menyebabkan tiang menara mempunyai perbedaan tinggi antara satu dengan yang
lainnya. Pada kondisi seperti ini perhitungan lendutan diklasifikasikan menjadi dua
jenis berdasarkan kondisi menara penyangga pada saluran penghantar, yaitu menara
yang tingginya sama dan menara yang tingginya berbeda. Salah satu hasil dari
penelitian ini yaitu perhitungan lendutan transmisi SUTT 150 kV untuk dua menara
yang sama tinggi sebesar 1,4 m – 6,683 m dan untuk dua menara yang berbeda tinggi
(h = 1m) antara 0,9 m – 6,2 m.
Migiantoro (2002) dalam penelitiannya menyimpulkan bahwa semakin
panjang jarak span diantara dua menara, maka semakin tinggi nilai lendutan yang
terjadi. Pada menara ke-30 yang merupakan span dengan jarak terpanjang (482.1 m),
nilai lendutan mencapai nilai maksimum yaitu 19.00015 m untuk konduktor
Alluminium Concuctor Steel Reinforced (ACSR).
Penentuan jumlah menara berdasarkan panjang jalur transmisi pernah
dilakukan oleh Kusnadi (2008) dalam penelitiannya mengenai sistem pakar
perencanaan jalur saluran transmisi dan dimensi pondasi. Kusnadi (2008) merancang
bangun desain dan prototipe sistem pakar pada SUTT. Salah satu yang
diperhitungkan dalam prototipe tersebut adalah jumlah menara yang didapatkan dari
panjang jalur transmisi SUTT dibagi dengan jarak antar menara yang minimal
menurut Standar Perusahaan Listrik Negara (SPLN) kemudian ditambahkan dengan
satu konstanta.
Standar Nasional Indonesia (SNI) 04-6918-2002 mengenai Ruang bebas dan
Jarak Bebas Minimum pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran
Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) mempunyai dasar penetapan jarak gawang
dasar. Jarak gawang dasar atau jarak antar menara minimum yang diperbolehkan
untuk SUTT 66 kV untuk menara baja adalah sebesar 300m.
5
Penelitian mengenai estimasi perhitungan biaya untuk pembangunan saluran
transmisi pernah dilakukan oleh Hannuksela (2011). Penelitian tersebut bertujuan
memodelkan biaya yang dibutuhkan untuk pengadaan material, pengadaan
komponen transmisi, dan pembangunan saluran transmisi tegangan tinggi.
Perhitungan biaya tersebut mempertimbangkan perbedaan tipe menara, penghantar,
kabel optis bawah tanah, dan komponen lain yang lebih kecil seperti insulator dan
spacer.
Penelitian yang dilakukan oleh Heckman (2006), Kaviari (2002), serta Szabo
dan Kovacs (2008) berisi tentang penggunaan metode simplex untuk mencari nilai
optimal dan proses perhitungan. Penelitian tersebut dapat digunakan sebagi acuan
dalam proses perhitungan yang dilakukan, sedangkan penelitian lainnya yang
ditinjau berisi tentang pengaruh beda tinggi dan jarak terhadap lendutan. Adapun
penelitian yang dilakukan Hannuksela (2011) digunakan sebagai bahan pustaka
dalam penentuan pengadaan biaya pada penelitian ini. Penelitian-penelitian tersebut
digunakan sebagai rujukan dalam pertimbangan penentuan jarak antar menara, model
optimasi, serta perhitungan biaya pengadaan menara dan penghantar. Berdasarkan
penelitian-penelitian yang telah ditinjau ini maka dilakukan optimasi desain jalur
transmisi SUTT berdasarkan pengaruh topografi dengan menggunakan metode
simplex untuk mencari jumlah menara dan panjang penghantar yang optimal.
I.7. Landasan Teori
I.7.1. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV
Menurut SNI 04-0225-2000 mengenai Persyaratan Umum Instalasi Listrik
(PUIL) 2000, saluran transmisi adalah saluran listrik yang merupakan bagian dari
suatu instalasi, biasanya terbatas pada konstruksi udara. Secara umum terdapat dua
saluran transmisi yaitu saluran udara (overhead lines) dan saluran kabel tanah
(underground cable). Saluran udara menyalurkan tenaga listrik melalui kawat-kawat
yang dihubungkan antar menara atau tiang transmisi dengan perantara isolator-
isolator, sedangkan saluran kabel tanah menyalurkan tenaga listrik melalui kabel-
kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah. Saluran transmisi yang digunakan
dalam penelitian ini adalah saluran udara.
6
Berdasarkan besar tegangan listrik yang disalurkan, saluran transmisi udara
terbagi atas dua, yaitu:
1. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT), mempunyai tegangan listrik di
atas 35 kV sampai dengan 230 kV.
2. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET), mempunyai tegangan
diatas 230 kV
Saluran transmisi terdiri dari empat komponen utama yaitu menara transmisi,
isolator gantung, kawat penghantar, dan kawat tanah. Keuntungan dari saluran udara
adalah mudah dalam perbaikan dan relatif lebih murah dalam pembangunan saluran
transmisi, namun kekurangan dari saluran udara adalah kondisi yang terpengaruh
cuaca dan faktor alam disekitarnya. Penelitian ini merupakan pembangunan saluran
transmisi untuk 70 kV sehingga saluran transmisi tersebut merupakan bagian dari
SUTT.
Menara transmisi merupakan struktur penopang saluran transmisi yang terbuat
dari berbagai material seperti baja, kayu, dan beton dan bisa berupa menara atau
tiang. Penggunaan material dalam pembuatan menara transmisi tergantung dari
penggunaannya. Menara yang terbuat dari baja biasa digunakan untuk SUTET
sedang tiang yang terbuat dari baja , beton, dan kayu umumnya digunakan di SUTT
dibawah 70 kV.
Penggunaan menara transmisi berbeda sesuai dengan fungsinya. Berikut adalah
jenis menara transmisi sesuai dengan fungsinya :
1. Dead end tower, yaitu menara akhir yang dipasang dekat Gardu Induk (GI).
2. Section tower, yaitu menara penyekat antar sejumlah menara penyangga
untuk memudahkan saat pembangunan (penarikan kawat)
3. Suspension tower, yaitu menara penyangga
4. Tension tower, yaitu menara penegang yang dipasang ketika jalur transmisi
belok
5. Transposision tower, yaitu menara penegang yang digunakan sebagai
tempat untuk melakukan perubahan posisi kawat
6. Gantry tower, menara berbentuk portal yang digunakan pada persilangan
antara dua jalur transmisi
7
7. Combined tower, menara yang digunakan oleh dua buah jalur transmisi
dengan tegangan yang berbeda
Menara yang digunakan jika jalur transmisi lurus akan berbeda dengan menara
yang digunakan jika jalur transmisi belok. Bahkan besar sudut belok suatu jalur
mempunyai jenis menara yang berbeda pula. Jenis menara yang dimaksud tersaji
dalam tabel dibawah ini :
Tabel I.1. Jenis menara SUTT 70 kV (PLN, 2007)
Jenis Menara Fungsi Sudut
AA Menara Penyangga 0° - 3°
BB Menara Penegang atau menara penyekat 3° - 20°
CC Menara Penegang 20° - 40°
DD Menara Penegang 40° - 60°
EE Menara Penegang 60° - 90°
FF Menara Penegang >90°
GG Menara Penegang untuk posisi kawat
I.7.2. Penghantar SUTT 70 kV
Penghantar merupakan salah satu dari komponen-komponen utama saluran
transmisi. Untuk saluran transmisi udara, penghantar yang digunakan adalah kawat
penghantar dengan jenis yang biasa digunakan adalah tembaga (Cu) atau aluminium
(Al). Menurut Hutauruk (1985) kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai
jenis sebagai berikut
1. AAC (All Aluminium Conductor) yaitu kawat penghantar yang sleuruhnya
terbuat dari aluminium
2. AAAC (All Aluminium Alloy Conductor) yaitu kawat penghantar yang
seluruhnya terbuat dari campuran aluminium
3. ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced) yaitu kawat penghantar
aluminium berinti kawat baja
4. ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced) yaitu kawat penghantar