Gardu Induk.docx

DASAR TEKNIK ELEKTRO GARDU INDUK

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Dasar Teknik Elektro Semester 4

PEMBIMBING : M. Taufik, ST, MT

Penyusun: JTD 2B KELOMPOK 2

NO

NAMA

NIM

4

Arfin Ardiansyah

1741160101

11

Ikke Febriyana Wulandari

1741160001

D-IV JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2019

1. Pengertian Umum Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem penyaluran (transmisi). Gardu induk adalah suatu instalasi listrik mulai dari tegangan ekstra tinggi, tegangan tinggi, dan tegangan menengah, terdiri atas switchyard, peralatan hubung-bagi (Switchgear), berfungsi mengubah daya listrik dari tegangan ekstra tinggi atau tegangan tinggi menjadi tegangan menengah, melakukan pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan pengaman system daya listrik, dan melakukan pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainnya melalui saluran tegangan tinggi dan gardu-gardu distribusi melalui saluran tegangan menengah. Sebagai sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi), gardu induk mempunyai peranan penting, dalam pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem penyaluran (transmisi) secara keseluruhan.

Gambar Gardu Induk 2. Fungsi Gardu Induk Mentransformasikan daya listrik :  Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 KV/150 KV).  Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150 KV/ 70 KV).  Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150 KV/ 20 KV, 70 KV/20 KV).  Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50 Hertz). Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari sistem tenaga listrik. Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui tegangan tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui proses penurunan tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder- feeder) tegangan menengah yang ada di gardu induk.

Penyulang merupakan salah satu komponen penting dalam sistem distribusi tenaga listrik. Penyulang berfungsi mengalirkan energi listrik dari Gardu induk ke gardu distribusi. Di area cengkareng, terdapat empat buah Gardu Induk yang menyuplai energi listrik, di antaranya Duri Kosambi, Cengkareng, Ciledug, dan Kembangan. Energi listrik tersebut disalurkan oleh 79 Penyulang menuju gardu-gardu distribusi. 3. Jenis Gardu Induk Jenis Gardu Induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :  Berdasarkan besaran tegangannya.  Berdasarkan pemasangan peralatan  Berdasarkan fungsinya.  Berdasarkan isolasi yang digunakan.  Berdasarkan sistem (busbar). Dilihat dari jenis komponen yang digunakan, secara umum antara GITET dengan GI mempunyai banyak kesamaan. Perbedaan mendasar adalah : 

Pada GITET transformator daya yang digunakan berupa 3 buah tranformator daya masing – masing 1 phasa (bank tranformer) dan dilengkapi peralatan rekator yang berfungsi mengkompensasikan daya rekatif jaringan.  Sedangkan pada GI (150 KV, 70 KV) menggunakan Transformator daya 3 phasa dan tidak ada peralatan reaktor. A. Berdasarkan besaran tegangannya, terdiri dari :  Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET) 275 KV, 500 KV.  Gardu Induk Tegangan Tinggi (GI) 150 KV dan 70 KV. B. Berdasarkan Pemasangan Peralatan a. Gardu Induk Pasangan Luar :  Adalah gardu induk yang sebagian besar komponennya di tempatkan di luar gedung, kecuali komponen kontrol, sistem proteksi dan sistem kendali serta komponen bantu lainnya, ada di dalam gedung.  Gardu Induk semacam ini biasa disebut dengan gardu induk konvensional.  Sebagian besar gardu induk di Indonesia adalah gardu induk konvensional.  Untuk daerah-daerah yang padat pemukiman dan di kota-kota besar di Pulau Jawa, sebagian menggunakan gardu induk pasangan dalam, yang disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS).

Gambar Gardu Induk Pasangan Luar b. Gardu Induk Pasangan Dalam :  Adalah gardu induk yang hampir semua komponennya (switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen kendali, cubicle, dan lain-lain) dipasang di dalam gedung. Kecuali transformator daya, pada umumnya dipasang di luar gedung.  Gardu Induk semacam ini biasa disebut Gas Insutaled Substation (GIS).  GIS merupakan bentuk pengembangan gardu induk, yang pada umumnya dibangun di daerah perkotaan atau padat pemukiman yang sulit untuk mendapatkan lahan.

Gambar Gardu Induk Pasangan Dalam c. Gardu Induk jenis pasang setengah pasang luar Adalah gardu induk yang sebagian dari peralatan tegangan tingginya terpasang didalam gedung. Gardu ini juga dapat dikatakan sebagai jenis setengah pasang dalam. Biasanya jenis gardu ini bermacam-macam bentuknya dengan berbagai pertimbangan yang sangat ekonomis serta pencegahan kontaminasi garam. d. Gardu Induk jenis pasang bawah tanah Dimana hamper semua peralatan terpasang dalam bangunan bawah tanah.Biasanya alat pendinginnya terletak diatas tanah terletak dipusat kota seperti dijalan-jalan kota yang ramai dimana kebanyakan gardu induk ini dibangun dibawah jalan raya. e. Gardu induk jenis mobil yaitu dimana gardu jenis ini dilengkapi dengan peralatan diatas kereta hela (trailer).Gardu ini biasa digunakan jika ada gangguan disuatu gardu lain maka digunakan gardu jenis ini guna pencegahan beban lebih berkala dan juga biasa digunakan pada pemakaian sementara dilokasi pembangunan tenaga listrik.Maka dapat dikatakan bahwa gardu ini tidak dijadikan sebagai gardu utama melainkan sebagai gardu induk cadangan (sebagai penghubung yang dapat berpindah-pindah).

Beberapa keuanggulan GIS dibanding GI konvensional : 1. Hanya membutuhkan lahan seluas ± 3.000 meter persegi atau ± 6 % dari luas lahan GI konvensional. 2. Mampu menghasilkan kapasitas daya (power capasity) sebesar 3 x 60 MVA bahkan bisa ditingkatkan sampai dengan 3 x 100 MVA. 3. Jumlah penyulang keluaran (output feeder) sebanyak 24 penyulang (feeder) dengan tegangan kerja masing-masing 20 KV. 4. Bisa dipasang di tengah kota yang padat pemukiman. 5. Keunggulan dari segi estetika dan arsitektural, karena bangunan bisa didesain sesuai kondisi disekitarnya. Gardu Induk kombinasi pasangan luar dan pasangan dalam : 

Adalah gardu induk yang komponen switchgear-nya ditempatkan di dalam gedung dan sebagian komponen switchgear ditempatkan di luar gedung, misalnya gantry (tie line) dan saluran udara tegangan tinggi (SUTT) sebelum masuk ke dalam switchgear. Transformator daya juga ditempatkan di luar gedung. C. Berdasarkan Fungsinya 1. Gardu Induk Penaik Tegangan :  Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan, yaitu tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan sistem.  Gardu Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik.  Karena output voltage yang dihasilkan pembangkit listrik kecil dan harus disalurkan pada jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan efisiensi, tegangannya dinaikkan menjadi tegangan ekstra tinggi atau tegangan tinggi.

2. Gardu Induk Penurun Tegangan :  Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan tegangan, dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih rendah dan menengah atau tegangan distribusi.  Gardu Induk terletak di daerah pusat-pusat beban, karena di gardu induk inilah pelanggan (beban) dilayani. 3. Gardu Induk Pengatur Tegangan :  Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari pembangkit tenaga listrik.  Karena listrik disalurkan sangat jauh, maka terjadi tegangan jatuh (voltage drop) transmisi yang cukup besar.  Oleh karena diperlukan alat penaik tegangan, seperti bank capasitor, sehingga tegangan kembali dalam keadaan normal. 4. Gardu Induk Pengatur Beban :  Berfungsi untuk mengatur beban.  Pada gardu induk ini terpasang beban motor, yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga listrik, motor berubah menjadi generator dan suatu saat

generator menjadi motor atau menjadi beban, dengan generator berubah menjadi motor yang memompakan air kembali ke kolam utama. 5. Gardu Induk Distribusi :  Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem ke tegangan distribusi.  Gardu induk ini terletak di dekat pusat-pusat beban. D. Berdasarkan Isolasi Yang digunakan 1. Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara :  Adalah gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian yang bertegangan lainnya.  Gardu Induk ini berupa gardu induk konvensional, memerlukan tempat terbuka yang cukup luas. 2. Gardu Induk yang menggunakan isolasi gas SF 6 :  Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang bertegangan, maupun antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan.  Gardu induk ini disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS), yang memerlukan tempat yang sempit E. Berdasarkan Sistem Rel (BUSBAR) Rel (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan (connecting) antara transformator daya, SUTT/ SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Ada pula yang mengartikan, Busbar dalam sistem tenaga adalah lokasi di mana jalur transmisi, sumber generasi, dan beban distribusi bertemu. Karena konvergensi ini, sirkuit pendek yang terletak di dekat busbar cenderung memiliki arus besar yang sangat tinggi. Karena arus sangat besarnya, maka jika ada kesalahan memerlukan kecepatan yang tinggi dalam operasi perlindungan busbar untuk membatasi kerusakan peralatan tersebut. Namun, kliring berkecepatan tinggi harus seimbang terhadap kebutuhan untuk keamanan. Tersandung salah untuk kesalahan eksternal dapat menyebabkan gangguan besar, dan membahayakan stabilitas daya sistem. Besarnya kesalahan yang tinggi meningkatkan kemungkinan CT saturasi selama kesalahan eksternal dekat dengan busbar, dan CT saturasi meningkatkan kemungkinan operasi yang salah dari perlindungan busbar. Perlindungan busbar mungkin rumit dan bervariasi dengan topologi bus. Banyak busbar menghubungkan semua sirkuit untuk satu segmen umum dari busbar. Komplikasi untuk bus ini adalah hanya jumlah sirkuit terhubung. Namun, busbar tertentu mungkin memiliki beberapa segmen bus, dengan sirkuit individu yang terhubung ke segmen bus yang berbeda tergantung pada kebutuhan operasi. Untuk bus kompleks seperti, perlindungan busbar harus mampu melindungi setiap segmen bus individual, dan dinamis melacak sirkuit terhubung ke segmen bus tertentu. Semua generator sinkron pada pusat pembangkit listrik menyalurkan tenaga listrik ke rel pusat listrik. Demikian pula semua saluran yang mengambil maupun yang mengirim tenaga listrik dihubungkan ke rel ini. Mayoritas kesalahan busbar melibatkan fase satu dan bumi, tetapi kesalahan muncul dari berbagai banyak.

Bahkan, sebagian besar hasil kerusakan pada busbar dari kesalahan manusia dan bukan kegagalan komponen switchgear. Berdasarkan sistem rel (busbar), gardu induk dibagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut di bawah ini :  Gardu Induk sistem ring busbar : 1. Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. 2. Pada gardu induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu dengan lainnya dan membentuk ring (cincin). 3. Ring Busbar hana memerlukan ruang yang kecil dan baik untuk pemutusan sebagian dari pelayanan dan pemeriksaan pemutus beban. Sistim ini jarang dipakai di Jepang karena mempunyai kerugian bahwa dari segi operasi sistim tenaga ia tidak begitu leluasa seperti sistim rua-ril; lagi pula rangkaian kontrol dan pengamanannya menjadi lebih kompleks, dan kapasitas arus dari alat-alat yang terpasang seri harus lebih besar.

 1. 2. 3.

4.

Gambar Sistem Ring Busbar Gardu Induk sistem single busbar : Adalah gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar. Pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transmisi. Single line diagram gardu sistem single busbar, Busbar tunggal adalah sistim Busbar yang paling sederhana. Karena hanya memerlukan sedikit peralatan dan ruang maka dari segi ekonomis sistim ini sangat menguntungkan. Sistem ini dipakai untuk gardu induk. skala kecil yang hanya mempunyai sedikit saluran keluar dan tidak memerlukan pindah-hubungan sistim tenaga. Namun, jika terjadi gangguang pada ril, isolator pada sisi ril, pemutus beban dan peralatan diantaranya, maka pelayanan aliran tenaga listrik akan terputus sama sekali. Jika dipandang perlu mencegah pemutusan pelayanan total, maka dipasang pemutus beban dan pemisah bagian (section) komposisi dari sistim tenaga harus disesuaikan seperlunya.

 1. 2.

3. 4.

Gambar Sistem Single Busbar Gardu Induk sistem double busbar : Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak digunakan.Single line diagram gardu induk sistem double busbar. Busbar ganda terdiri dari dua ril, tiga ril atau empat ril, kedua jenis terkahir ini tidak lazim dipakai. Dengan ini pemeriksaan alat dan operasi sistim tenaga menjadi lebih mudah. Tidak bekerjanya satu ril tidak diikuti dengan tidak bekerjanya transformator atau saluran transmisi. Di Jepang bila dipakai saluran transmisi rangkap (double circuit), maka biasanya rangkaian pertama dihubungkan dengan ril A dan rangkaian kedua dengan ril B, sehingga beban kedua rangkaian itu seimbang. Dengan cara demikian maka dimungkinkan untuk membatasi pemutusan pelayanan dan arus hubungsingkat dengan membuka pemutus beban penghubung kedua ril itu bila gangguan terjadi pada salah satu rangkaian. Juga bila ril A dan ril B dikerjakan terpisah maka dimungkinkan beroperasinya sistim tenaga yang berlainan. Oleh karena itu sistim dua ril ini pada umumnya dipakai pada gardu induk yang kedudukannya penting dalam sistim tenaga.

Gambar Sistem Double Busbar

 Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar : 1. Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. 2. Pada umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. 3. Dalam segi operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver system). 4. Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri).  Gardu Induk tanpa ril Akhir-akhir ini, sistim unit dengan menghilangkan ril mulai banyak dipakai karena adanya kemajuan dalam keandalan alat-alat, meluasnya sistim transmisi bawah tanah di kota- kota, dan penyederhanaan instalasi karena sukarnya memperoleh tanah. 5. PERTIMBANGAN PEMBANGUNAN GARDU INDUK i. Kebutuhan (Demand) beban yang semakin meningkat, mendekati bahkan melebihi kemampuan GI yang ada. ii. Jika kondisi GI eksisting masih memungkinkan, biasanya cukup dilakukan up- rating atau menaikkan kapasitas GI yang ada, misalnya dengan melakukan penggantian dan penambahan transformator daya. iii. Adanya perluasan daerah/ wilayah atau adanya daerah/ wilayah baru, yang pasti membutuhkan ketersediaan/ pasokan daya listrik cukup besar. iv. Adanya pembangunan infra struktur bagi kawasan industri (industrial estate). v. Proyeksi kebutuhan daya listrik untuk jangka waktu tertentu, sehingga perlu disiapkan gardu induk baru atau perluasan gardu induk. vi. Adanya pengembangan sistem tenaga listrik secara terpadu, misalnya pembangunan pembangkit listrik - pembangkit listrik baru, sehingga dilakukan perluasan sistem penyaluran (transmisi), tentunya dibarengi dengan pembangunan GI-GI baru atau perluasan. 6. GAS INSULATED SUBSTATION (GIS) Secara prinsip peralatan yang dipasang pada GIS sama dengan peralatan yang dipakai GI Konvensional. Perbedaannya adalah : 1) Pada GIS peralatan-peralatan utamanya berada dalam suatu selubung logam tertutup rapat, yang di dalamnya berisi gas bertekanan, yaitu gas SF 6 (Sulphur Hexafluorida). 2) Gas SF 6 berfungsi sebagai isolasi switchgear dan sebagai pemadam busur api pada operasi Circuit Breaker (CB). 3) Dengan demikian cara pemasangan GIS berbeda dengan GI Konvensional. Pengembangan GIS : 1) Pada mulanya GIS didesain dengan sistem selubung phasa tunggal. 2) Dengan semakin majunya teknologi kelistrikan, maka saat ini sebagian besar GIS memakai desain selubung tiga phasa dimasukkan dalam satu selubung. Keuntungan sistem selubung tiga phasa adalah lebih murah, lebih ringan, lebih praktis dan pemasangannya lebih mudah, meminimalkan kemungkinan terjadinya kebocoran gas dan lebih sederhana susunan isolasinya.

Pertimbangan penggunaan gas SF 6 dalam GIS, adalah : 1) Kekuatan dielektrik tinggi, yaitu pada tekanan udara normal sebesar 2,5 kali dielektrik udara. 2) Tidak mudah terbakar dan tidak berbau. 3) Tidak beracun dan tidak berwarna. 4) Mengikuti hukum gas-gas pada umumnya. 5) Berat molekul 146 (udara 29). 6) Kepekaan ± 6 kg/m3 pada 0,1 MFA dan 100 C. GIS-GIS yang terpasang di Indonesia, adalah GIS 150 KV : 1) Dipasang di kota-kota besar dan terbatas hanya di Pulau Jawa. 2) Sistem penyaluran (transmisi) menggunakan kabel tanah (SKTT). Hampir semua komponen GIS terpasang (ditempatkan) dalam gedung, kecuali transformator tenaga, pada umumnya dipasang (ditempatkan) di luar gedung. Komponen listrik pada GIS merupakan suatu kesatuan yang sudah berwujud rigid (kompak). Untuk pemasangannya tinggal meletakkan di atas pondasi. 7. Komponen – komponen / peralatan yang ada pada switchyard gardu induk: a. Transformator Daya Berfungsi mentranformasikan daya listrik, dengan merubah besaran tegangannya, sedangkan frequensinya tetap. Tranformator daya juga berfungsi untuk pengaturan tegangan. Transformator daya dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk mendapatkan titik neutral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya adalah pentanahan trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR). b.

Neutral Grounding Resistance (NGR) Komponen yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan. Berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi. Diperlukan proteksi yang praktis dan biasanya tidak terlalu mahal, karena karakteristik relay dipengaruhi oleh sistem pentanahan neutral.

c.

Circuit Breaker (CB) Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Karena pada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada CB dilengkapi dengan pemadam busur api. Pemadam busur api berupa :

  

d.

Minyak (OCB). Udara (ACB). Gas (GCB).

Disconnecting Switch (DS) Adalah peralatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Dalam GI, DS terpasang di :  Transformator Bay (TR Bay).  Transmission Line Bay (TL Bay).  Busbar.  Bus Couple. Karena DS hanya dapat dioperasikan pada kondisi jaringan tidak berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB. Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.

e. Lightning Arrester (LA) Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu induk dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung (switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan), LA bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dalam keadaan terjadi gangguan yang menyebabkan LA bekerja, maka LA bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi. f. Current Transformer (CT) Berfungsi merubah besaran arus dari arus yang besar ke arus yang kecil atau memperkecil besaran arus listrik pada sistem tenaga listrik, menjadi arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi. g. Potential Transformer (PT) Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada sistem tenaga listrik,menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, dengan memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi. h. Trafo Pemakaian Sendiri (TPS)

Berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 phasa 220/ 380 Volt. Digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain untuk :  Penerangan di switch yard, gedung kontrol, halaman GI dan sekeliling GI.  Alat pendingin (AC).  Rectifier.  Pompa air dan motor-motor listrik.  Peralatan lain yang memerlukan listrik tegangan rendah. i. Rel (Busbar) Berfungsi sebagai titik pertemuan/ hubungan (connecting) antara transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya yang ada pada switch yard. Komponen rel (busbar) antara lain :  

Konduktor (AAAC, HAL, THAL, BC, HDCC). Insulator String & Fitting (Insulator,Tension Clamp, Suspension Clamp, Socket Eye, Anchor Sackle, Spacer.

8. Penyaluran Energi Listrik ke Konsumen Setelah tenaga listrik dibangkitkan oleh suatu pusat pembangkit listrik, selanjutnya tenaga listrik disalurkan (ditransmisikan) melalui jaringan transmisi. Dari jaringan transmisi selanjutnya didistribusikan kepada para konsumen tenaga listrik melalui jaringan distribusi tenaga listrik. Pada PTL biasanya membangkitkan energi listrik pada tegangan menengah, yaitu pada umumnya antara 6-20 kV, pada system tenaga listrik besar atau jika PTL terletak jauh dari pemakai, maka tegangannya perlu dinaikkan melalui saluran transmisi dari tegangan menengah (TM) menjadi tegangan tinggi (TT) bahkan tegangan ekstra tinggi (TET). Pada pembangkit tegangan yang dikeluarkan oleh generator mempunyai output yaitu 16 kV kemudian dinaikkan tegangannya melalui Trafo Step Up di GITET hingga tegangannya menjadi 500 kV, kemudian disalurkan melalui SUTET untuk menuju ke konsumen pemakai tegangan tinggi, sebelum ke konsumen pemakai tegangan tinggi tegangan terlebih dahulu diturunkan dari TET menjadi TT yaitu sekitar 150 kV, tegangan tersebut diturunkan melalui Trafo Step-Down yang berada di Gardu Induk (GI). Setelah itu listrik dialirkan melalui SUTT menuju ke konsumen pemakai Tegangan Menengah, sebelum ke konsumen pemakai(TM), tegangan diturunkan kembali oleh Gardu Induk melalui Trafo Step-Down, dari (TT) menjadi (TM) yaitu sekitar 20 kV. Mendekati pusat pemakaian tenaga listrik yang umum, energy listrik yang dialirkan melalui JTM tegangan diturunkan,dari TM menjadi TR oleh Trafo step-down di gardu distribusi, tegangannya yaitu 220 dan 380 volt, yang kemudian didistribusikan ke pemakai oleh gardu distribusi melalui JR.

9. Penggunaan Listrik 1 Phasa dan 3 Phasa Sering kali kita mendengar tentang listrik 1 phase dan 3 phase disetiap mata pelajaran teknik kelistrikan maupun disetiap mata pelajaran kuliah di jurusan teknik. Banyak yang beranggapan dan juga mempunyai pemahan sendiri tentang apa sih maksudnya 1 phase dan 3 phase. Namun dari penjelasan mereka kita tidak bisa mendapatkan hasil yang memuaskan dan dimengerti bersama. Baiklah untuk itu saya akan menjelaskan kepada kalian para blogger untuk memahami apa sih yang sebenarnya pengertian dari listrik 1 phase dan 3 phase.

Listrik 1 Phase adalah jaringan listrik yang hanya menggunakan 2 kawat penghantar yang kesatu sebagai kawat phase (L) dan yang kedua sebagai kawat neutral (N). Umumnya listrik 1 phase bertegangan 220-240 volt yang digunakan banyak orang.

Biasanya listrik 1 phase digunakan untuk listrik perumahan, namun listrik PLN di jalanan itu memiliki 3 phase, tetapi yang masuk ke rumah kita hanya 1 phase karena kita tidak memerlukan daya besar dan untuk peralatan dirumah kita hanya menggunakan listik 1 phase dengan 220-240 volt. Misalnya yang ke rumah kita adalah Phase R, tetangga kita mungkin Phase S, dan tetangga yang lain Phase T. Listrik 3 Phase adalah jaringan listrik yang menggunakan tiga kawat Phase (R,S,T) dan satu kawat neutral (N) atau sering dibilang kawat ground. Menurut istilah Listrik 3 Phase terdiri dari 3 kabel bertegangan listrik dan 1 kabel neutral. Umumnya listrik 3 Phase bertegangan 380 volt yang banyak digunakan Industri atau pabrik. Listrik 3 fasa adalah listrik AC (Alternating Current) yang menggunakan 3 kawat penghantar yang mempunyai tegangan pada masing-masing Phasenya sama, tetapi berbeda dalam sudut curvenya sebesar 120 derajat (lihat gambar 3.3). Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3 phase ini, yaitu :  

Tegangan antar phase (Vpp : voltage phase to phase atau ada juga yang menggunakan istilah Voltage line to line). Tegangan phase ke neutral (Vpn : Voltage phase to neutral atau Voltage line to neutral).

Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3 phase ini, yaitu :  

Tegangan antar phase (Vpp : voltage phase to phase atau ada juga yang menggunakan istilah Voltage line to line). Tegangan phase ke neutral (Vpn : Voltage phase to neutral atau Voltage line to neutral).

10. Klasifikasi Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan

Selama ini ada pemahaman bahwa yang dimaksud transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi saja. Bahkan ada yang memahami bahwa transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi dan melalui saluran udara (over head line). Namun sebenarnya, transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, yang besaran tegangannya adalah Tegangan Ultra Tinggi (UHV), Tegangan Ekstra Tinggi (EHV), Tegangan Tinggi (HV), Tegangan Menengah (MHV), dan Tegangan Rendah (LV). Sedangkan Transmisi Tegangan Tinggi, adalah:  Berfungsi menyalurkan energi listrik dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya.  Terdiri dari konduktor yang direntangkan antara tiang-tiang (tower) melalui isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi.  Standar tegangan tinggi yang berlaku di Indonesia adalah : 30 KV, 70 KV dan 150 KV.

Beberapa hal yang perlu diketahui: 

Transmisi 30 KV dan 70 KV yang ada di Indonesia, secara berangsur-angsur mulai ditiadakan (tidak digunakan).  Transmisi 70 KV dan 150 KV ada di Pulau Jawa dan Pulau lainnya di Indonesia. Sedangkan transmisi 275 KV dikembangkan di Sumatera.  Transmisi 500 KV ada di Pulau Jawa. Di Indonesia, kosntruksi transmisi terdiri dari : a. Menggunakan kabel udara dan kabel tanah, untuk tegangan rendah, tegangan menengah dan tegangan tinggi. b. Menggunakan kabel udara untuktegangan tingg dan tegangan ekstra tinggi. Berikut ini disampaikan pembahasan tentang transmisi ditinjau dari klasifikasi tegangannya: Saluran Udara Tegangan Eztra Tinggi (SUET 200 KV – 500 KV    



Pada umumnya digunakan pada pembangkitan dengan kapasitas di atas 500 MW. Tujuannya adalah agar drop tegangan dan penampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien. Permasalahan mendasar pembangunan SUTET adalah: konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tapak tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga pembangunannya membutuhkan biaya yang besar. Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan, antara lain: Timbulnya protes dari masyarakat yang menentang pembangunan SUTET, Permintaan ganti rugi tanah untuk tapak tower yang terlalu tinggi tinggi, Adanya permintaan ganti rugi sepanjang jalur SUTET dan lain sebagainya. Pembangunan transmisi ini cukup efektif untuk jarak 100 km sampai dengan 500 km.

Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30 KV – 150 KV

    

Tegangan operasi antara 30 KV sampai dengan 150 KV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau double sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya digantikan oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masingmasing phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut Bundle Conductor. Jika transmisi ini beroperasi secara parsial, jarak terjauh yang paling efektif adalah 100 km. Jika jarak transmisi lebih dari 100 km maka tegangan jatuh (drop voltage) terlalu besar, sehingga tegangan diujung transmisi menjadi rendah.



Untuk mengatasi hal tersebut maka sistem transmisi dihubungkan secara ring system atau interconnection system. Ini sudah diterapkan di Pulau Jawa dan akan dikembangkan di Pulau-pulau besar lainnya di Indonesia.

Saluan Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30 KV – 150 KV SKTT dipasang di kota-kota besar di Indonesia (khususnya di Pulau Jawa), dengan beberapa pertimbangan :      

     

   

Di tengah kota besar tidak memungkinkan dipasang SUTT, karena sangat sulit mendapatkan tanah untuk tapak tower. Untuk Ruang Bebas juga sangat sulit dan pasti timbul protes dari masyarakat, karena padat bangunan dan banyak gedung-gedung tinggi. Pertimbangan keamanan dan estetika. Adanya permintaan dan pertumbuhan beban yang sangat tinggi. Jenis kabel yang digunakan: Kabel yang berisolasi (berbahan) Poly Etheline atau kabel jenis Cross Link Poly Etheline (XLPE). Kabel yang isolasinya berbahan kertas yang diperkuat dengan minyak (oil paper impregnated). Inti (core) kabel dan pertimbangan pemilihan: Single core dengan penampang 240 mm2 – 300 mm2 tiap core. Three core dengan penampang 240 mm2 – 800 mm2 tiap core. Pertimbangan fabrikasi. Pertimbangan pemasangan di lapangan. Kelemahan SKTT: Memerlukan biaya yang lebih besar jika dibanding SUTT. Pada saat proses pembangunan memerlukan koordinasi dan penanganan yang kompleks, karena harus melibatkan banyak pihak, misal : pemerintah kota (Pemkot) sampai dengan jajaran terbawah, PDAM, Telkom, Perum Gas, Dinas Perhubungan, Kepolisian, dan lainlain. Panjang SKTT pada tiap haspel (cable drum), maksimum 300 meter. Untuk desain dan pesanan khusus, misalnya untuk kabel laut, bisa dibuat tanpa sambungan sesuai kebutuhan. Pada saat ini di Indonesia telah terpasang SKTT bawah laut (Sub Marine Cable) dengan tegangan operasi 150 KV, yaitu: Sub marine cable 150 KV Gresik – Tajungan (Jawa – Madura) Sub marine cable 150 KV Ketapang – Gilimanuk (Jawa – Bali). Beberapa hal yang perlu diketahui: Sub marine cable ini ternyata rawan timbul gangguan. Direncanakan akan didibangun sub marine cable Jawa – Sumatera.



Untuk Jawa – Madura, saat ini sedang dibangun SKTT 150 KV yang dipasang (diletakkan) di atas Jembatan Suramadu.

Saluran   



Udara

Tegangan

Menengah

(SUTM)

6

KV

–

30

KV

Di Indonesia, pada umumnya tegangan operasi SUTM adalah 6 KV dan 20 KV. Namun secara berangsur-angsur tegangan operasi 6 KV dihilangkan dan saat ini hampir semuanya menggunakan tegangan operasi 20 KV. ransmisi SUTM digunakan pada jaringan tingkat tiga, yaitu jaringan distribusi yang menghubungkan dari Gardu Induk, Penyulang (Feeder), SUTM, Gardu Distribusi, sampai dengan ke Instalasi Pemanfaatan (Pelanggan/ Konsumen). Berdasarkan sistem pentanahan titik netral trafo, efektifitas penyalurannya hanya pada jarak (panjang) antara 15 km sampai dengan 20 km. Jika transmisi lebih dari jarak tersebut, efektifitasnya menurun, karena relay pengaman tidak bisa bekerja secara selektif. Dengan mempertimbangkan berbagai kondisi yang ada (kemampuan likuiditas atau keuangan, kondisi geografis dan lain-lain) transmisi SUTM di Indonesia melebihi kondisi ideal di atas.

Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6 KV – 20 KV Ditinjau dari segi fungsi , transmisi SKTM memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTM. Perbedaan mendasar adalah, SKTM ditanam di dalam tanah. Beberapa pertimbangan pembangunan transmisi SKTM adalah:       

Kondisi setempat yang tidak memungkinkan dibangun SUTM. Kesulitan mendapatkan ruang bebas (ROW), karena berada di tengah kota dan pemukiman padat. Pertimbangan segi estetika. Beberapa hal yang perlu diketahui: Pembangunan transmisi SKTM lebih mahal dan lebih rumit, karena harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding penghantar udara dan dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta berkoordinasi dengan banyak pihak. Pada saat pelaksanaan pembangunan transmisi SKTM sering menimbulkan masalah, khususnya terjadinya kemacetan lalu lintas. Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan) transmisi SKTM relatif sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan SUTM. Hampir seluruh (sebagian besar) transmisi SKTM telah terpasang di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi DKI Jakarta & Tangerang.

Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) 40 VOLT – 1000 VOLT Transmisi SUTR adalah bagian hilir dari sistem tenaga listrik pada tegangan distribusi di bawah 1000 Volt, yang langsung memasok kebutuhan listrik tegangan rendah ke konsumen. Di Indonesia, tegangan operasi transmisi SUTR saat ini adalah 220/ 380 Volt.

Radius operasi jaringan distribusi tegangan rendah dibatasi oleh:

     

Susut tegangan yang disyaratkan. Luas penghantar jaringan. Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi. Sifat daerah pelayanan (desa, kota, dan lain-lain). Susut tegangan yang diijinkan adalah + 5% dan – 10 %, dengan radius pelayanan berkisar 350 meter. Saat ini transmisi SUTR pada umumnya menggunakan penghantar Low Voltage Twisted Cable (LVTC).

Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) 40 VOLT – 1000 VOLT Ditinjau dari segi fungsi, transmisi SKTR memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTR. Perbedaan mendasar adalah SKTR di tanam didalam di dalam tanah. Jika menggunakan SUTR sebenarnya dari segi jarak aman/ ruang bebas (ROW) tidak ada masalah, karena SUTR menggunakan penghantar berisolasi. Penggunaan SKTR karena mempertimbangkan:  

Sistem transmisi tegangan menengah yang ada, misalnya karena menggunakan transmisi SKTM. Faktor estetika.

Oleh karenanya transmisi SKTR pada umumnya dipasang di daerah perkotaan, terutama di tengah-tengah kota yang padat bangunan dan membutuhkan aspek estetika. Dibanding transmisi SUTR, transmisi SKTR memiliki beberapa kelemahan, antara lain:   

Biaya investasi mahal. Pada saat pembangunan sering menimbulkan masalah. Jika terjadi gangguan, perbaikan lebih sulit dan memerlukan waktu relatif lama untuk perbaikannya.

Referensi http://egsean.com/bagaimana-proses-listrik-bisa-sampai-ke-rumah-rumah/

https://www.academia.edu/25364873/PROSES_DISTRIBUSI_LISTRIK_PENYALURAN_ENE RGI_LISTRIK_KE_KONSUMEN https://engineeringmasakini.wordpress.com/2017/10/11/pengertian-listrik-1-phase-dan-3-phase/