Jurnal JEETech: Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology https://ejournal.
ft-undar.
id/index.
php/jeetech DOI: https://doi.
org/10.
32492/jeetech.
e-ISSN: 2722-5321 p-ISSN: 2964-7320 Analysis of Load Diversion Due to aCS Cable Breaks in the Bandar Jaya Lampung Distribution System Khoirul, 2 I Made Wartana, 1Irrine Budi S 1,2,3 Magister Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional Malang.
Indonesia com@gmail.
com, 2mwartana@lecturer.
id, 3irrine@lecturer.
Article Info
ABSTRACT
Article history:
The electric power distribution system is the final component that is connected to consumers in the energy transmission chain.
This distribution system is particularly vulnerable lightning strikes that can cause conductor cables to The 20 kV distribution network of the Rambutan Feeder, under Bandar Jaya ULP in Lampung, experienced a lightning strike that resulted in the disconnection of the aCS cable, leading to a power outage in the service The geographical conditions of the Lampung region, which has a high isokeraunic level, contribute significantly to the likelihood of lightning-related Based on real data, this study analyzes the impact of disturbances caused by lightning strikes on Feeder and proposes mitigation strategies to minimize the effects of resulting power outages.
Analysis using ETAP shows that the recomendation to divert the load sypply to the arimbi feeder is able to maintain the bus voltage at a rating of 19,86 KV.
Received: 17 September 2025 Revised: 26 September 2025 Accepted: 18 November 2025 Keyword:
Distribution System
aC-S
Lightning Strike
ETAP
Mitigation Copyright A 2025 Jurnal JEETech.
All rights reserved.
Corresponding Author:
Irrine Budi Sulistiawati Magister Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional Malang.
Indonesia Email: irrine@lecturer.
Sistem distribusi tenaga listrik merupakan komponen terakhir yang terhubung ke konsumen dari sisi penyaluran energi listrik.
Sistem distribusi rentan mengalami sambaran petir yang mengakibatkan putusnya kabel penghantar.
Jaringan distribusi 20 kV Penyulang Rambutan.
ULP Bandar Jaya Lampung, mengalami sambaran petir dan mengakibatkan putusnya kabel aCS sehingga terjadi pemadaman listrik di wilayah layanan.
Kondisi geografis Lampung dengan tingkat isokeraunik yang tinggi turut berkontribusi terhadap potensi terjadinya gangguan sambaran petir tersebut.
Menggunakan data real, penelitian ini melakukan analisa dampak gangguan yang disebabkan oleh sambaran pada penyulang dan melakukan strategi mitigasi untuk meminimalkan dampak pemadaman yang diakibatkan dari gangguan tersebut.
Analisis menggunakan ETAP menunjukkan rekomendasi pengalihan suplai beban ke penyulang arimbi mampu menjaga tegangan bus berada pada rating 19,86 kV.
Pendahuluan Sistem distribusi tenaga listrik merupakan bagian dari jaringan penyaluran energi listrik yang meneruskan aliran dari saluran transmisi tegangan tinggi menuju ke pelanggan dengan kapasitas tertentu yang disalurkan .
Sistem distribusi yang handal akan memberi pengaruh yang besar pada keberlangsungan pasokan energi listrik di konsumen.
Jika kita melihat struktur hierarki sistem distribusi, maka sistem ini merupakan titik akhir dalam rangkaian penyaluran energi listrik sampai kepada konsumen atau pelanggan akhir.
Namun, meski terletak paling ujung dalam rangkaian suplay energi listrik, sistem distribusi memiliki banyak kompleksitas di dalamnya seperti proses operasional, model jaringannya, gangguan yang terjadi, nilai ekonomis, yang menarik untuk dilakukan analisa dan mengkaji studi kasus yang ada .
Selain itu peranan system distribusi yang berperan langsung dalam kualitas pelayanan energi listrik, tidak dapat terhindarkan dengan adanya gangguan yang terjadi pada sistemnya.
Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Analisis keandalan sistem distribusi semakin menarik perhatian terutama tertuju pada jaringan distribusi yang paling sering mengalami kegagalan.
Dalam sebuah studi, menurut .
94 % dari total durasi pemadaman (SAIDI) dan 92 % dari jumlah kejadian pemadaman (SAIFI) berasal dari sistem distribusi, bukan dari sistem transmisi atau pembangkitan.
Sedangkan menurut .
sebagian besar pemadaman listrik disebabkan oleh kegagalan sistem distribusi akibat kegagalan peralatan.
Gangguan pada sistem distribusi ini, meskipun berskala lokal, dapat menyebabkan pemadaman yang luas dan berdampak langsung terhadap kehidupan masyarakat serta aktivitas ekonomi .
Gangguan pada sistem distribusi tidak hanya mempengaruhi keandalan pasokan listrik, tetapi juga berkontribusi pada peningkatan biaya operasional dan pemeliharaan yang ditanggung oleh pemasok atau PLN.
Kabel di dalam sistem distribusi tenaga listrik, berfungsi sebagai saluran utama untuk menyaluran arus listrik dari gardu distribusi ke konsumen atau pelanggan.
Kualitas kabel memberi pengaruh besar pada keandalan, efisiensi, dan keselamatan sistem distribusi .
Kabel yang tidak memenuhi standar teknis dan mutu dapat menimbulkan berbagai jenis gangguan, mulai dari peningkatan rugi-rugi daya, panas berlebih, hingga kegagalan sistem total seperti pemutusan jaringan distribusi.
Menurut .
salah satu penyebab utama kegagalan pada sistem distribusi adalah kerusakan kabel akibat kualitas material yang buruk, seperti tingkat kemurnian logam kabel rendah, ketebalan isolasi yang tidak seragam, serta lemahnya ketahanan terhadap kondisi lingkungan ekstrem.
Kualitas kabel memegang peranan vital dalam menjamin keandalan sistem distribusi listrik .
Kabel yang tidak memenuhi standar kualitas dapat menjadi penyebab utama kerusakan fisik maupun gangguan fungsional dalam jaringan distribusi.
Salah satu bentuk gangguan yang paling serius adalah putusnya kabel kabel, yang dapat langsung mengakibatkan pemadaman jaringan secara tiba-tiba di wilayah layanan terkait.
Gangguan yang cukup memberi dampak besar pada sistem distribusi adalah petir.
Gangguan yang tidak dapat dikontrol adalah petir .
Petir merupakan kejadian alam yang terjadi karena pelepasan energi yang sangat besar, bersifat acak dan intersitas terjadinya bervariasi sehingga menjadikan tantangan untuk mitigasi dan pengendalian.
Karakteristik petir yang berdurasi singkat dan tidak bisa diprediksi mendorong banyak penelitian terkait bagaimana mengontrol atau mencegah kejadiannya.
Hal yang harus diperhatikan adalah besarnya tegangan dan besar arus yang dihasilkan oleh sambaran petir dapat menyebabkan kerusakan serius pada peralatan listrik, mulai dari koagulasi jaringan hingga kerusakan permanen pada isolator dan konduktor, bahkan mampu mengancam keselamatan jiwa .
Tingkat isokeraunik, yang merepresentasikan rata-rata hari guntur per tahun di suatu lokasi geografis, merupakan parameter krusial dalam memahami frekuensi dan distribusi sambaran petir .
Lampung, khususnya di Penyulang Rambutan ULP Bandar jaya berada pada dataran rendah sepanjang sungai way seputih dan way pengubuan, merupakan daerah persawahan dengan ketinggian antara 50-500 mdpl dan mempunyai tingkat isokeraunik yang tinggi.
Penelitian yang dilakukan oleh .
melakukan analisa komparatif peta kerapatan petir terkait tingkan keraunic, hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat keraunik memberi kontribusi memberi pengaruh pada frekuensi terjadinya petir sehingga investigasi lebih lanjut perlu dilakukan.
Dalam kondisi real di penyulang Rambutan ULP Bandar Jaya, telah terjadi sambaran petir pada kabel aCS hingga putus dan mengakibatkan padamnya listrik .
Investigasi dari kondisi lapangan kejadian seperti ini banyak terjadi.
Dalam penelitian ini, berdasar pada terjadinya pemadaman pada sistem distribusi akan dilakukan mitigasi dan analisa terkait dengan kejadian tersebut.
Komponen yang mempengaruhi metode lokasi gangguan seperti sistem tidak seimbang, efek kapasitansi, pembangkitan terdistribusi, dan topologi distribusi terkait dengan penjelasan metode tersebut mengadaptasi pada data real yang ada .
II.
Metode Penelitian Sistem Distribusi Sistem distribusi merupakan bagian dari penyaluran daya listrik yang dibangkitkan oleh generator di pembangkitan hingga konsumen .
Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Gambar 1.
Sistem Distribusi Gambar 1 menunjukkan sistem penyaluran tenaga listrik secara keseluruhan, dari pembangkit hingga ke konsumen .
Rating tegangan pada sistem distribusi di tahap ini, biasanya sudah diturunkan dari level transmisi .
kV/150 kV/70 kV) menjadi tegangan menengah .
kV), sebelum akhirnya diturunkan lagi ke tegangan rendah .
4kV/0.
22kV).
Gangguan Petir Pada Sistem Petir merupakan fenomena alam yang memiliki potensi destruktif cukup besar, khususnya sistem distribusi listrik.
Kilatan petir yang memiliki energi tinggi dapat mengakibatkan lonjakan tegangan transien yang merusak peralatan, mengakibatkan pemadaman listrik dan kerugian finansial yang besar .
Dampak petir pada sistem distribusi listrik meliputi kerusakan isolasi, kegagalan transformator, dan gangguan operasional yang serius, sehingga perlu dilakukan mitigasi risiko .
Gangguan petir pada sistem distribusi listrik seringkali diwujudkan dalam bentuk surja tegangan frekuensi tinggi yang dapat merambat melalui saluran udara dan mempengaruhi transformator terhubung.
Fenomena ini dapat memicu kegagalan isolasi dan kerusakan permanen pada komponen vital sistem distribusi, termasuk trafo daya dan peralatan proteksi .
Persamaan matematika untuk menggambarkan bentuk gelombang arus petir ditunjukkan pada persamaan .
berikut ini .
( )
Konstanta dan adalah konstanta yang digunakan untuk menentukan impuls gelombang dari arus Gambar 2.
Bentuk Gelombang Exponensial Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Gambar 2 menunjukkan bentuk gelombang arus petir sebagai gelombang impuls eksponensial digambarkan juga waktu kenaikan tf dan panjang pulsa tp.
Mengacu pada parameter bentuk gelombang tf, tp dan I, maka A dan A ditentukan dengan memenuhi persamaan analitis dari bentuk gelombang arus petir.
Besar arus gangguan akibat sambaran petir langsung yang terjadi pada penghantar tanpa kawat tanah dapat ditentukan menggunakan:
Dengan I adalah besar arus petir pada tempat tersambar.
Io merupakan besar arus yang menyambar obyek dengan tahanan nol atau tanpa adanya kawat tanah.
Sedangkan besar arus minimum yang dapat mengakibatkan lompatan api dapat di tentukan sebagai berikut:
Pada persamaan .
dapat kita lihat I0 adalah arus minimum yang dapat menyebabkan flasover pada penghantar, sedangkan R merupakan resistansi kaki tiang dan ht sebagai tinggi kawat tiang.
Kabel aC-S Kabel atau sering dikatakan penghantar memiliki peran penting dalam penyaluran energi listrik, namun sering mengalami kegagalan pada bagian isolasi, terutama akibat panas yang mengakibatkan kerusakan pada isolasinya .
Perencanaan sistem yang baik perlu dilakukan, terutama terkait pemilihan bahan kabel yang tepat, baik dari segi ukuran, sifat, karakteristik, maupun harga bahan merupakan factor krusial untuk memastikan kehandalan dan efisiensi sistem yang dibuat.
Kabel aCAcS banyak digunakan pada sistem distribusi karena kemampuannya dalam menghantarkan listrik yang baik, serta memiliki kekuatan mekanik yang tinggi.
Selain itu, sifat ketahanannya dari korosi serta umur penggunaan yang lama maka kabel ini menjadi pilihan untuk digunakan terutama pada daerah dengan letak geografis atau kondisi alam yang berat .
, .
Fungsi utama dari kabel aC-S adalah menyalurkan energi listrik dari gardu induk atau saluran distribusi utama ke konsumen melalui feeder.
Kabel aCAcS ini banyak digunakan pada sistem distribusi karena kabel ini merupakan konduktor listrik yang memiliki lapisan isolasi untuk melindungi dan mencegah kebocoran arus listrik .
Pengalihan Beban Rekonfigurasi sistem distribusi adalah proses mengubah topologi jaringan distribusi dengan membuka dan menutup sakelar untuk memenuhi tujuan tertentu .
Kondisi perubahan topologi yang dilakukan untuk mengalihkan aliran daya pada jaringan distribusi, sehingga kinerja sistem tersebut dapat lebih baik.
Beberapa perubahan yang dilakukan antara lain untuk pengurangan rugi-rugi, penyeimbangan beban, memperbaiki profil tegangan, pemulihan sistem setelah gangguan dengan cepat, serta pengurangan durasi pemadaman selama jadwal pemeliharaan.
Kegiatan perubahan topologi ini dapat menyebabkan beberapa pemutusan pada pelanggan dalam jangka waktu singkat, terutama jika penyulang mendapat suplai tidak dari satu gardu induk.
Terjadinya gangguan yang mengakibatkan kontinuitas layanan listrik ke konsumen terhenti menimbulkan ketidaknyamanan.
Strategi mitigasi yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan manuver beban untuk memperpendek durasi pemadaman dan menjaga kontinuitas layanan terhadap pelanggan yang Dalam melakukan manuver beban pada sistem distribusi tegangan menengah, perancangan harus mempertimbangkan kapasitas hantar arus feeder, kapasitas transformator utama, serta batasan reliabilitas sistem .
Manuver dapat dianggap aman, bila pelimpahan arus dari penyulang ke penyulang lain tidak melebihi setting proteksi dan kapasitas hantar arus dari peralatan termasuk konduktor, recloser.
LBS, dan Electrical Transient Analyzer Program / ETAP Permasalahan yang timbul pada manuver beban adalah terjadinya lonjakan arus atau over current akibat perbedaan fase atau tegangan antar penyulang.
Maka perlu dilakukan simulasi sistem yang memastikan Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology bahwa aliran daya dari penyulang pengganti mampu mengakomodir beban yang ada .
Penelitian disini menggunakan software etap untuk analisa sistem sebelum dan sesudah gangguan, memastikan bahwa manuver beban yang dilakukan menjamin pelayanan kepada konsumen dapat terpenuhi dengan kualitas tegangan sesuai dengan yang ditentukan.
Sistem harus dipastikan bahwa arus yang mengalir setelah pelimpahan beban masih berada dalam batas kapasitas hantar arus dari konduktor, recloser.
LBS maupun transformator distribusi.
Penggunaan etap pada penelitian ini memungkinkan untuk mendapatkan visualisasi profil tegangan pada setiap bus dengan lebih detail, sehingga kemungkinan terjadinya undervoltage maupun overvoltage pada sistem dapat diantisipasi.
Langkah-Langkah Penelitian Langkah-langkah yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3 berikut ini.
Gambar 1.
Diagram Alir Penelitian Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Diagram alir penelitian pada gambar 1 menunjukkan alur penelitian yang dilakukan, dimulai dengan pengumpulan data single line diagram sistem yang digunakan, transformator, beban serta saluran.
Data ini digunakan untuk membuat pemodelan penyulang menggunakan Etap19.
Hasil dan Pembahasan Penelitian disini menggunakan sistem distribusi tegangan menengah 20 kV di Penyulang Rambutan di ULP Bandar Jaya Lampung.
Sistem menggunakan konduktor aC-S 150 mmA sebagai penghantar utama, dengan panjang saluran konduktor 85,67 km, dan beban total sebesar 15,08 MVA.
Data yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan laporan gangguan kabel terputus akibat petir pada hari Minggu 23 Februari 2025 jam 02:23 wib .
Topologi jaringan pada penyulang rambutan memiliki 77 bus sedangkan penyulang arimbi memiliki 78 bus.
Tegangan (KV) Simulasi pertama yang dilakukan adalah mendapatkan kondisi awal sistem.
Dari simulasi yang dilakukan diperoleh kondisi profil tegangan sistem awal seperti pada gambar 4.
Nama Trafo Gambar 4.
Profil Tegangan Penyulang Rambutan SM036
SM170
SM047
SM039
SM086
SM053
SM168
SM030
SM005
SM126
BJ342
SM059
BJ482
BJ130
BJ128
BJ125
BJ113
BJ278
BJ312
BJ356
BJ465
BJ024
Teganga (KV) Gambar 4 menggambarkan kondisi profil tegangan penyulang rambutan berada pada kisaran 19,18 Ae 19,44 KV.
Hal ini menunjukkan bahwa kondisi real pada penyulang tersebut berada dibawah nilai tegangan yang direkomendasikan oleh PLN yaitu di kisaran kurang lebih 5% dari rating tegangan.
Sedangkan kondisi arus pada penyulang ini berada pada rating 17,1 A.
Letak bus yang dekat dengan gardu induk memberi pengaruh pada besar arus di bus tersebut.
Pada penyulang ini arus paling rendah terletak pada bus yang paling jauh dari gardu induk sebesar 10 A.
Nama Trafo Gambar 5.
Profil Tegangan Penyulang Arimbi Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Profil tegangan pada penyulang Arimbi ditunjukkan pada gambar 5.
Dari profil tegangan dapat kita lihat kisaran tegangan pada penyulang tersebut berada pada 19,03 KV hingga 20,89 KV.
Pada penyulang ini terdapat bus yang memiliki rating tegangan diatas batas yang direkomendasikan, hal ini menunjukkan bahwa distribus tegangan antar bus pada penyulang arimbi tidak seimbang.
Sedangkan arus pada penyulang tersebut berada pada rentang 3,5 Ae 244 A.
Ketika terjadi gangguan petir dan mengakibatkan putusnya penghantar, beberapa bus melokalisir gangguan tersebut dengan membuka circuit breaker.
Hal ini mengakibatkan beberapa bus kehilangan suplai daya dan berpotensi mengalami pemadaman.
Manuver yang dilakuan yaitu memasukkan penyulang lain untuk menanggung beban di bus tersebut.
Penyulang arimbi dipilih untuk memanuver beban dari penyulang rambutan yang mengalami gangguan.
Tegangan .
V) SM036
SM170
SM047
SM039
SM086
SM053
SM168
SM030
SM005
SM126
BJ342
SM059
BJ482
BJ130
BJ128
BJ125
BJ113
BJ278
BJ312
BJ356
BJ485
BJ024
Nama Bus Gambar 6.
Profil Tegangan Penyulang Arimbi Setelah Gangguan Profil tegangan di penyulang arimbi setelah mendapat tambahan beban dari penyulang rambutan yang terganggu ditunjukkan pada gambar 6.
Hasil simulasi menunjukkan kisaran tegangan di penyulang arimbi berada pada rentang 19,12 Ae 20,93 KV.
Apabila dibandingkan dengan kondisi awal sebelum mendapat tambahan beban, rating tegangan pada setiap bus di penyulang arimbi tidak terlalu besar mengalami Gambar 7 menunjukkan besar perubahan di sebagian bus yang ada di penyulang arimbi.
Tegangan .
V) Bus Gambar 7.
Perbedaan Profil Tegangan Penyulang Arimbi Sebelum dan Setelah Tambahan Beban Jurnal JEETech Vol.
6 No.
2 Tahun 2025 Journal Of Electrical Engineering And Technology Gambar 7 merupakan sebagian tampilan profil tegangan di bus arimbi sebanyak 30 bus dari 124 bus.
Rata rata besar tegangan di keseluruhan bus arimbi adalah 19,86 KV IV.
Kesimpulan Penelitian yang dilakukan pada paper ini mengacu pada kejadian real yang terjadi di sistem distribusi bandar lampung menunjukkan bahwa manuver yang dilakukan yaitu melakukan pengalihan beban menunjukkan rekomendasi terbukti efektif dan dapat dilakukan yang ditunjukkan dengan hasil tegangan di setiap beban berada dalam nilai yang diijinkan yaitu 19,86 KV dari rating tegangan sistem 20 KV.
Mitigasi lebih lanjut perlu dilanjutkan untuk memberikan rekomendasi lain yang dapat dilakukan untuk menjamin kontinyuitas pelayanan kepada konsumen.
Memasukkan karakteristik jenis kabel dan isolator yang belum dipertimbangkan dalam penelitian ini dapat digunakan untuk penelitian kedepannya.
Daftar Pustaka