18
29
BAB III
SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI
3.1 SISTEM TENAGA LISTRIK
Sistem tenaga listrik adalah sekumpulan pusat-pusat listrik yang diinterkoneksi satu dengan lainnya melalui transmisi atau distribusi untuk memasok ke beban atau dari satu pusat listrik dimana mempunyai beberapa unit generator yang diparalel. Proses penyaluran tenaga listrik melalui beberapa tahap, yaitu dari pembangkit tenaga listrik penghasil energi. listrik, disalurkan ke jaringan transmisi (SUTET) langsung ke gardu induk. Dari gardu induk tenaga listrik disalurkan ke jaringan distribusi primer (SUTM), dan melalui gardu distribusi langsung ke jaringan sekunder (SUTR), tenaga listrik dialirkan ke konsumen. Dengan demikian sistem distribusi tenaga listrik berfungsi membangkikan tenaga listrik kepada konsumen melalui jaringan tegangan rendah (SUTR), sedangkan saluran transmisi berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik bertegangan ekstra tinggi ke pusat-pusat beban dalam daya yang besar.
Karena pusat-pusat listrik berada jauh di luar pusat beban, supaya pasokan tenaga listrik tetap stabil terutama tegangan dan frekuensi, dibutuhkan tegangan tinggi, adapun sistem tegangan di Indonesia adalah :
Sistem kelistrikan di Jawa
500 kV : tegangan ekstra tinggi
150 kV : tegangan tinggi
20 kV : tegangan menengah
220/380 V : tegangan rendah
Sistem kelistrikan di Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi mempergunakan tegangan 150 kV, 20 kV, dan 220/380 V.
Sistem kelistrikan di Ambon, NTT, NTB, dan Papua mempergunakan tegangan 20 kV dan 220/380 V.
Gambar 3.1 Proses Penyaluran Tenaga Listrik
3.2 JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Sistem distribusi tenaga listrik merupakan salah satu bagian dari sistem tenaga listrik yang dimulai dari PMT incoming di Gardu Induk sampai dengan Alat penghitung dan Pembatas (APP) di instalasi konsumen. Memiliki fungsi untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari Gardu Induk sebagai pusat beban ke pelanggan- pelangggan secara langsung atau melalui gardu distribusi.
Sistem distribusi tenaga listrik meliputi semua Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220 Volt hingga ke meter-meter pelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan dengan menarik kawat – kawat distribusi melalui penghantar udara maupun penghantar tanah.
Sistem distribusi tenaga listrik memliki tiga bagian utama pembagian kerja, yaitu Gardu Induk, saluran transmisi , dan Penyaluran daya. Ketiga bagian utama itu mempunyai banyak komponen peralatan yang saling berkaitan satu sama lain dalam menyalurkan daya ke konsumen, peralatan- peralatan ini harus dikoordinasikan dengan baik untuk terciptanya keandalan dalam penyaluranya.
Gambar 3.2 Single Line Sistem Tenaga Listrik
Keterangan dari gambar:
1. Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan tegangan dari gardu distribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian sendiri bagi konsumen besar.
2. Trafo distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan 20 KV dari Jaringan Tegangan Menengah (JTM) menjadi tegangan rendah 380/220 Volt. Tegangan rendah inilah yang kemudian didistriibusikan ke pelanggan kecil melalui jaringan tegangan rendah (JTR) yang berupa sistem 3 phasa empat kawat.
3. Konsumen besar adalah konsumen yang menggunakan energi yang besar yang biasanya langsung mengambil sumber listrik dari gardu terdekat untuk kemudian disalurkan ke Gardu Induk (GI ) pemakaian sendiri.
4. Konsumen biasa adalah konsumen-konsumen yang menggunakan tenaga istrik dengan level tegangan rendah (380/220 Volt) seperti rumah tangga, industri kecil, perkantoran, pertokoan dan sebagainya.
Proses penyaluranya menggunakan pengantar berupa :
Saluran kabel tegangan menengah (SKTM), mempergunakan kabel XLPE.
Saluran udara tegangan menengah (SUTM), mempergunakan kawat AAAC,AAC,ACSR atau twisted cable.
Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM), mempergunakan kawat NFA2SY.
3.2 SISTEM OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI
Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik secara keseluruhan, sistem distribusi ini digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya besar sampai ke konsumen.
Operasi sistem distribusi adalah segala kegiatan yang mencakup pengaturan, pembagian, pemindahan, dan penyaluran tenaga listrik dari pusat pembangkit kepada konsumen dengan efektif serta menjamin kelangsungan penyaluran/pelayanannya. Sebagai tolak ukur pada kegiatan operasi terdapat bebrapa parameter, yaitu :
Mutu Listrik
Adalah dua hal yang menjadi ukuran mutu listrik yaitu tegangan dan frekuensi. Batas toleransi tegangan pelayanan yaitu pada konsumen TM adalah + 5% dan pada konsumen TR adalah maksimum 5% dan minimum 10%. Sedangkan untuk batas toleransi frekuensi adalah + 1% dari frekuensi standar 50Hz.
Keandalan Penyaluran Tenaga Listrik
Sebagai indikator keandalan penyaluran adalah angka lama pemadaman/gangguan atau yang sering disebut dengan System Average Interruption Duration Index (SAIDI) dan angka seringnya pemadaman/gangguan disebut System Average Interruption Frequency Index (SAIFI). Yang jika ditulis dalam bentuk rumus, yaitu :
SAIDI = jam padam X pelanggan padamjumlah pelanggan total X pelanggan/tahun
SAIFI = Jumlah pelanggan padamjumlah pelanggan total X pelanggan/tahun
Keamanan dan Keselamatan
Sebagai indikator dari keamanan dan keselamatan adalah jumlah angka kecelakaan akibat listrik pada personel dan kerusakan pada instalasi/peralatan serta pada lingkungan.
Biaya Pengoperasian
Sebagai indikator adanya angka susut jaringan, yaitu selisih anatara energi yang dikeluarkan oleh pembangkit dengan energi yang digunakan oleh pelanggan. Penyebab susut jaringan antara lain yaitu pencurian listrik, kesalahan alat ukur, jaringan yang telalu panjang, faktor daya rendah serta konfigurasi jaringan kurang tepat.
Kepuasan Pelanggan
Sebagai indikator akan kepuasan pelanggan adalah apabila kebutuhan akan listrik oleh kosumen baik kualitas, kuantitas serta kontinuitas pelayanan terpenuhi.
3.3 PERALATAN JARINGAN DISTRIBUSI
Ditinjau dari jenis konstruksinya, sistem distribusi dapat dibedakan atas dua jenis yaitu sistem distribusi dengan saluran udara dan sistem distribusi dengan saluran bawah tanah.
Sistem Distribusi Saluran Udara
Sistem Distribusi Saluran Bawah Tanah
Konstruksi jaringan distribusi terdiri dari beberapa komponen peralatan utama yaitu :
Tiang
Sebagai penyangga kawat agar berada di atas tiang dengan jarak aman sesuai dengan ketetentuan.. Terbuat dari bahan yang kuat menahan beban tarik maupun tekan yang berasal dari kawat ataupun tekanan angin.
Menurut bahannya tiang terdiri dari :
Tiang besi : dari bahan baja ( steel ) terdiri dari 2 atau 3 susun pipa dengan ukuran berbeda bagian atas lebih kecil dari bagian di bawahnya, setiap pipa disambung, bagian yang lebih kecil dimasukkan ke dalam bagian yang lebih besar sepanjang 50 cm dipasang pen dan dilas.
Tiang beton : dari bahan campuran semen, pasir dan batu split, dicor dengan kerangka besi baja.
Bentuk tiang beton ada 2 ( dua ) macam, yaitu berbentuk profil H dan berbentuk bulat. Tiang berbentuk profil H konstruksi kerangka besi yang diregangkan dengan kekuatan tertentu sesuai dengan kekuatan tiang, dicor dengan bahan campuran beton menggunakan cetakan. Bahan campuara beton di pres sampai padat pada cetakannya, dipanasi beberapa saat sampai mengeras .
Kekuatan tiang berada pada 2 ( dua ) sisi yang tidak sama besarnya. ( lihat gambar tiang beton type H ).
Tiang beton berbentuk bulat lebih banyak digunakan karena mempunyai kekuatan yang sama di setiap sisinya. Dibuat dengan kerangka baja yang dibentuk bulat dan diregangkan sesuai kekuatan tiang yang diinginkan, kemudian dicor dengan bahan campuran beton pada cetakan berbentuk bulat. Untuk pengerasannya dengan cara diputar dengan kecepatan tinggi selama beberapa waktu, sampai akhirnya membentuk seperti pipa , dimana bagian tengahnya berupa lobang. Tiang beton dapat digunakan setelah dipanaskan denga temperatur cukup tinggi selama beberapa menit dan kemudian didinginkan kembali secara alami.
Tiang kayu : dari kayu yang tahan perubahan cuaca ( panas, hujan ) dan tidak mudah rapuh oleh bahan-bahan lain yang ada didalam tanah, tidak dimakan rayap atau binatang pangerat. Nama kayu yang banyak dipakai menjadi tiang antara lain kayu rasamala. Pada saat ini tiang kayu sudah jarang digunakan lagi dengan alasan ekonomis, yaitu tiang dari bahan beton lebih murah harganya.
Ketentuan yang harus dipenuhi pada tiang listrik adalah :
Beban kerja
Ialah beban yang diijinkan terhadap tiang, sehingga tiang tersebut mampu menahan beban tersebut secara terus menerus. Letak beban kerja 20 cm dibawah puncak tiang, dan tiang dalam keadaan terpasang kuat 1/6 panjang tiang bagian bawah. Beban kerja dinyatakan dalam DaN ( deca newton )
Kekuatan puncak tiang
kekuatan puncak tiang ditentukan oleh konstruksi dan ukuran tiang sedang gaya yang bekerja ditentukan oleh berat dan gaya tarik hantaran.
Penandaan
Tanda pengenal tiang menyatakan : panjang, beban kerja, kode pabrik dan nomor seri produksi, terletak bagian bawah tiang 1,5 m diatas garis tanah.
Isolator
Isolator adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk mengisolasi konduktor atau penghantar tiang listrik. Bahan yang digunakan untuk pembuatan isolator yang banyak digunakan pada sistem distribusi tenaga listrik adalah isolator dari bahan poselin/keramik dan isolator dari bahan gelas. Kekuatan elektris porselin dengan ketebalan 1,5 mm dalam pengujian memiliki kekuatan 22 sampai 28 kVrmaas/mm. kekuatan mekanis dengan diameter 2 cm sampai 3 cm mampu menahan gaya tekan 4,5 ton/cm2.
Pada umumnya semua kostruksi isolator direncanakan untuk tegangan tembus yang lebih tinggi daritegangan flashover, sehingga biasanya kekuatan elektrik isolator dikarakteristikan oleh tegangan flashovernya. Ada pun beberapa jenis konstruksi isolator dalam sistem distribusi adalah :
Isolator gantung (suspension type insulator)
Isolator jenis pasak (pin type insulator)
Isolator batang panjang (long rod type insulator)
Isolator jenis post saluran (line post type insulator)
(b)(b)(a)(a)
(b)
(b)
(a)
(a)
(c)(c)
(c)
(c)
Gambar 3.3 (a)Long Rod Type Insulator (b) Pin Type
Insulator (c) Line Post Type Insulator
Penghantar
Berfungsi untuk menghantarkan arus listrik. Penghantar untuk saluran udara biasanya disebut kawat yaitu peghantar tanpa isolasi (telanjang), sedangkan untuk saluran dalam tanah atau saluran udara berisolasi biasanya disebut dengan kabel.
Penghantar yang baik harus mempunyai sifat :
Konduktivitas / Daya Hantar Tinggi
Kekuatan Tarik Tinggi
Fleksibilitas Tinggi
Ringan
Tidak Rapuh
Untuk mendapatkan penghantar dengan persyaratan di atas dan ditijau dari segi ekonomis masih menguntungkan, maka bahan penghantar yang bnyak digunakan sebagai saluran tenaga listrik adalah logam aluminium dan tembaga.
Untuk penghantar ukuran kecil penghantar bisa terdiri hanya satu kawat, tetapi untuk ukuran yang besar terdiri beberapa kawat yang dipilin menjadi satu. Hal itu selain untuk keperluan kelenturan, maka kuat tarik dan daya hantar akan menjadi lebih besar dibandingkan dengan penghantar yang hanya terdiri dari satu kawat.
Logam Murni
BCC : Bare Copper Conductor
AAC : All Aluminium Conductor
Logam Campuran
AAAC : All Aluminium Alloy Conductor
Logam Paduan
Copper Clad Steel : Kawat Baja Berlapis Tembaga
Aluminium Clad Steel : Kawat Baja Berlapis Aluminium.
Kawat Lilit Campuran
ACSR : Aluminium Cable Steel Reinforced
Transformator
Transformator adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk mentransformasikan daya atau energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Dengan alat yang bernama trafo maka pilihan tegangan dapat disesuaikan dengan kebutuhan tegangan pada pelanggan.
(b)(b)(a)(a)
(b)
(b)
(a)
(a)
Gamba 3.4 (a) Transformator distribusi satu fasa (b) Transformator distribusi tiga fasaaGamba 3.4 (a) Transformator distribusi satu fasa (b) Transformator distribusi tiga fasaa
Gamba 3.4 (a) Transformator distribusi satu fasa (b) Transformator distribusi tiga fasaa
Gamba 3.4 (a) Transformator distribusi satu fasa (b) Transformator distribusi tiga fasaa
Fuse Cut Out (FCO)
Fuse Cut Out (FCO) adalah sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang berbeban pada jaringan distribusi yang bekerja dengan cara meleburkan bagian komponennya (fuse link) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan ukurannya. FCO biasanya terdiri dari rumah Fuse, pemegang Fuse, dan Fuse Link.
Gambar 3.5 Fuse Cut Out
Auto Voltage Regulator (AVR)
Auto Voltage Regulator (AVR) merupakan auto transformer yang berfungsi untuk mengatur/menaikkan tegangan secara otomatis. Rangkaian dari regulator ini terdiri dari auto transformer penaik tegangan.
Meter Ekspor-Impor
Meter Ekspor-impor atau meter kirim-terima berfungsi untuk mengetahui berapa kWH yang dikirim dan diterima antar rayon maupun area.
Pada meter Ekspor-Impor terdapat CT dan PT yang berfungsi untuk mentransformasikan tegangan dan arus yang lebih tinggi ke yang lebih rendah untuk proses pengukuran.
(b)(b)(a)(a)
(b)
(b)
(a)
(a)
Gambar 3.6 (a) CT dan PT (b) Kwh meter Ekspor-ImporGambar 3.6 (a) CT dan PT (b) Kwh meter Ekspor-Impor
Gambar 3.6 (a) CT dan PT (b) Kwh meter Ekspor-Impor
Gambar 3.6 (a) CT dan PT (b) Kwh meter Ekspor-Impor
Peralatan Hubung
Yang termasuk dalam peralatan hubung antara lain ABSW, Recloser, Sectionaliser, LBS dan lain sebagainya. Peralatan hubung ini berfungsi sebagai peralatan hubung sehingga manuver jaringan dapat optimal.
