MAKALAH PERALATAN TEGANGAN TINGGI PADA GARDU INDUK (GI)
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Pengertian Umum
Secara umum sistem tegangan tinggi adalah semua tegangan yang diangap cukup tinggi sehinga diperlukan pengujian dan pengukuran yang semuanya bersipat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu (subyektip), dimana gejala-gejala tegangan tinggi mulai terjadi (obyektip) tegangan tinggi diklasifikasi dalam beberapa tingkatan yaitu: 1
Tegangan tinggi atau High atau High Voltage (HV) 30 Kv, 66 Kv,70 Kv, dan 150 KV
2
Tegangan Extra Tinggi atau Extra atau Extra High Voltage Voltage (EHT) 220 Kv, 500 KV, dan 765 KV
3
Teagangan Ultra Tinggi atau Ultra High Voltage (UHT) lebih besar dari 765 KV. Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang
merupakan pusat beban yang diambil dari saluran transmisi yang berfungsi untuk. 1
Mentransformasi tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan tinggi lainya atau dari tegangan tinggi ke tegangan rendah.
1
2
Pengukuran, pengawasan oprasi serta pengaturan dari penganman dari sitem tenaga listrik. Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainya melalui tegangan tinggi dan
gardu-gardu induk distribusi melalui feeder-feeder tegangan menegah gardu induk dapat dibedakan dalam tiga hal, yaitu 1
Menurut Tegangan
Gardu induk transmisi yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran transmisi untuk kemudian menyalurkannya ke daerah beban (industry, kota, dan sebagainya). Gardu induk transmisi yang ada di PLN adalah tegangan tinggi 150 Kv dan tegangan tinggi 30 KV.
Gardu induk distribusi, yaitu gardu induk yang menerima tenaga dari gardu induk transmisi dengan menurunkan tegangannya melalui transformer tenaga menjadi tegangan menegah ( 20 Kv, 12 Kv atau 6 Kv) untuk kemudian tegangan terdebut diturunkan kembali menjadi tegangan rendah ( 220/380V) sesuai dengan kebutuhan.
2
Menurut Penempatan Peralatan.
Gardu induk pasangan dalam (indoor (indoo r substation)
Gardu induk pasangan luar (out door substation)
Gardu induk sebagian pasangan luar
Gardu induk pasangan bawah tanah
2
Gardu induk segaian pasangan bawah tanah
BAB II TEORI DASAR
2.1
Definisi Gardu induk
Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari perlatan listrik yang merupakan pusat beban yang diambil dari saluran Transmisi secara spesifikasi yang berfungsi untuk. 1
Mentransformasi tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan tinggi lainnya atau dari tegangan tinggi ke tegangan menegah.
2
Pengukuran, pengawasan oprasi serta paengaturan dari pengamanan system tenaga listrik
Gardu induk dapat dibedakan menjadi. 1
Menurut tegangan. a. Gardu induk trasmisi Yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran transimisi untuk
kemudian menyalurkannya ke daerah beban b. Gardu induk distribusi.
3
Yaitu gardu induk yang menerima tenaga dari gardu induk transmisi dengan menurunkan teganganya melalui transformator tenaga menjadi tegangan menengah ( 20 KV,112, KV atau 6 KV), kemudian tegangan tersebut akan diturunkan lagi menjadi 220/380 Volt yang sesuai dengan kebutuhan. 1
Menurut penempatan peralatan. a. Gardu induk pasangan dalam ( indoor substation) semua peralatan dipasang didalam ruang tertutup, untuk menjaga keselarsan pada daerah tertentu. b. Gardu induk pasangan Luar( out door substation) semua peralatan berdada diluar gedung atau ruangan. c. Gardu induk sebagian pasangan luar (combine out door substation) sebagian perlatan didalam ruang dan yang lainya di luar d. Gardu induk bawah tanah (semi under ground substation) e. Gardu induk mobil (mobile substation)
4
2.2
2.2.1
Komponen Utama Gardu Induk
Transformator daya.
Gambar 2.1 transformator Trasnformator daya atau tenaga merupakan perlatan listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga dari tegangan tinggi (500 KV ) ke tegangan menegah (200 Kv) atau sebaliknya.
2.2.2
Pemisah (PMS) Pemisah (pms) adalah alat yang dipergunakan untuk menyatakan secara
visual bahwa suatu peralatan listrik sudah bebas dari te gangan kerja.
5
Sesuai dengan fungsi dan kegunanaan maka pemisah dapat dibagi menjadi. a.
Pemisah peralatan. Sebagai pengaman peralatan atau instalasi bertegangan saat dihubungkan dan melepaskan pemutus arus dalam keadaan tanpa beban.
b.
Pemisah tanah. Berfungsi untuk mengaman kan perlatan dari sisa-sisa tegangan yang timbul sesudah SUTT atau SUTM diputus.
2.2.3
Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)
Gambar 2.2 pemutus tenaga(circui breaker) Pemutus tenaga (PMT) adalah peralatan atau saklar untuk menghubungkan atau memutuskan suatu rangkaian atau jaringan listrik sesuai dengan ratingnya. PMT memutuskan hubungan daya listrik bila terjadi gangguaan, baik dalam keadaan berbeban maupun tidak berbeban dan proses ini di lakukan dengan cepat. Pada saat
6
PMT dalam keadaan gangguan menimbulkan arus yang relatif besar, PMT dibedakan menjadi tiga, yaitu : 1
PMT dengan menggunakan udara sebagai pemadam busur api.
2
PMT dengan menggunakan minyak sebagai pemadam busur api.
3
PMT dengan menggunakan gas sebagai pemadam busur api
2.2.4
Trafo Tegangan Tegangan disebut juga potensial transformator adalah trafo yang berfungsi
menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dan tegangan rendah, untuk sumber tegangan alat-alat ukur dan alat-alat proteksi. Fungsi trafo tegangan (potensial transformer) 1
Memperkecil besaran tegangan pada system tenaga listrik menjadi besaran tegangan untuk system pengukuran atau proteksi.
2
Mengisolasi rangkaian sekunder tehadap rangkaian primer.
3
Memungkinkan standarisasi rating tegangan untuk peralatan sisi sekunder
Penggunaan atau pemakaian tegangan sekunder potensial transformer antara lain: 1
Metering atau pengukuran
2
KV meter, MW meter, MVar meter, KWH meter.
Proteksi atau pengaman
7
Relai jarak (distance relay).
Relai sinkron (synchron relay).
Relai berarah (directional relay).
Relai frekuensi (frequency relay).
Relai tegangan (voltage relay).
Prinsip kerja trafo tegangan hampir sama dengan trafo-trafo pada umumnya arus bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnit dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka kedua ujung tersebut akan tejadi beda tegangan yang membedakan hanya dalam trafo tegangan arus dan daya nya kecil. Klasifikasi transformator tegangan dibedakan menurut tipe kontruksinya yaitu : 1
Trafo tegangan induktif (inductive voltage transformer atau electromagnetic voltage transformer) yang terdiri dari lilitan priemer dan lilitan sekunder, dan tegangan pada lilitan priemer akan mengiduksikannya ke lilitan sekunder.
2
Trafo tegangan kapasitif (capacitor voltage transformer) terdiri dari rangkaian kondensator yang berfungsi sebagai pembagi teganganpada sisi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan menengah yang menginduksikan tegangan ke lilitan sekunder.
3
Trafo tegangan trafo tegangan 1 phasa, 2 phasa dan, 3 phasa.
8
2.2.5
Trafo Arus Atau disebut juga current transformer (CT) berfungsi untuk menurunkan
arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan rendah untuk keperluan pengukuran dan pengaman. Menurut tipe kontruksinya : 1
Tipe Cincin (ring/window tipe)
2
Tipe Tangki Minyak
3
Tipe cor-coran Cast Resin (mounded cast resin tipe)
2.2.6
Lightning Aresster
Gambar 2.3 lightning arrester
9
Berfungsi sebagai alat untuk melindungi isolasi atau mengamankan instalasi (peralatan listrik pada instalasi) dari gangguan tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir atau tegangan transient yang tinggi dari suatu penyambungan atau pemutusan rangkaian, alat ini bersifat sebagai by-pass disekitar isolasi yang membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat sistem pentanahan sehingga akan menimbulkan tegangan lebih yang tinggi dan tidakmerusak isolasi peralatan listrik. By- pass ini harus sedemikian rupa sehingga tidak me ngganggu aliran daya ke konsumen. Jadi pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan surya maka alat ini bersifat konduktor yang tahanannya lebih rendah, sehingga dapat menyalurkan arus yang tinggi ketanah. Setelah surya hilang, arrester harus dapat dengan cepat kembali menjadi isolasi. Sesuai dengan fungsinya, maka arrester dipasang pada setiap ujung saluran udara tegangan tinggi yang memasuki gardu induk. Bentuk umum arrester yang digunakan pada Gardu Induk.
2.2.7
Panel Kontrol Jenis-jenis panel kontrol yang ada dalam suatu gardu induk terdiri dari panel
kontrol utama, panel relay. 1
Panel kontrol utama. Yang terdiri dari panel instrumen dan panel operasi. Pada panel instrument
terpasang alat-alat ukur dan indikator gangguan, dari panel ini alat-alat tersebut dapat
10
diawasi dalam keadaan sedang beroperasi. Indikator-indikator yang ada pada rel kontrol antara lain:
400 V AC fault
24 V DC charger
110 V DC charger
Low pressure
Distance protective trip
Isolating switch on load control
Auto recloser
PLC equipment fault
Breaker failure protection tri
Motor over run
150 KV apparatus motor fault
Busbar protection fault
Busbar VT secondary MCB fault
Busbar breaker failure protection trip Pada panel operasi terpasang saklar operasi pemutus tenaga, pemisah serta
lampu indikator posisi saklar dan diagram rail. Diagram ril (mimic bus), saklar dan lampu indikator diatur letak dan hubungannya sesuai dengan rangkaian yang sesungguhnya sehingga keadaan dapat dilihat dengan mudah.
11
2
Panel relay Pada panel ini terdapat relay pengaman untuk trafo dan sebagainya. Relay
pengaman differensual trafo dan sebagainya. Bekerjanya relay dapat diketahui dari penunjukkan pada relay itu sendiri dan pada indikator gangguan dipanel kontrol utama. Pada gardu induk ada yang memanfaatkan sisi depan dari panel dipakai sebagai panel utama dengan instrument dan saklar, kemudian sisi belakangnya dipakai sebagai panel relay. Pada gardu induk yang rangkaiannya rumit, maka panel relay terpasang pada panel tersendiri.
2.2.8
Baterai Sumber tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu mempunyai
keandalan dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai sebagai sumber tenaga kontrol dan proteksi pada gardu induk. Peranan dari batery sangat penting karena pada saat gangguan terjadi, batery sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan alatalat kontrol dan proteksi. Bentuk fisik baterai yang digunakan pada gardu induk : Baterai dapat dibedakan atas dua yaitu : 1
Baterai timah hitam (lead acid storage batery)
12
Bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang. Baterai timah hitam ada dua macam yaitu:
Lead-antimony
Lead-calcium
2
Baterai alkali (alkali stroge batery) Bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (patassium hydroxide). Batery
alkali ada dua macam yaitu:
Nickel-iron-alkaline storage batery (NI-Fe batery).
Nickel-cadmium battery (Ni-Cd battery).
2.2.9
Busbar Busbar atau rel berfungsi sebagai titik pertemuan atau hubungan trafo-trafo
tenaga saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga dan daya listrik. Bahan dari rel terbuat dari bahan tembaga (bar copper atau hollow conductor). Pada dasarnya sistem rel atau busbar dapat dibagi, yaitu (petunjuk pengoperasian dan pemeliharaan peralatan instalasi gardu induk PT. PLN. 1995) : 1
Rel tunggal Rel tunggal adalah sistem rel yang paling sederhana, karena hanya
memerlukan sedikit peralatan dan ruang, maka dari segi ekonomis sistem ini sangat menuntungkan. Sistem ini dapat dipakai pada gardu induk berskala kecil yang hanya
13
mempunyai sedikit saluran keluar. Namun jika terjadi gangguan sehingga pelayanan aliran listrik akan terputus sama sekali.
2
Rel ganda Rel ganda adalah tipe gardu induk dengan dua rel pengumpul daya.
Biasanya daya yang terkumpul dan daya yang disalurkan lebih besar dari pada sistem rel tunggal. Apabila terjadi gangguan pada salah satu rel, kita dapat memindahkan beban ke rel lain yang tidak terganggu. 3
Rel gelang (ring) Ring gelang memerlukan ruang kecil dan baik untuk pemutusan bagian dari
pelayanan dan pemeriksa pemutus beban. Sistem ini jarang dipakai karena mempunyai kerugian disisi operasi dan sistem ini tidak begitu leluasa seperti rel ganda.
2.2.10 Sistem Pentanahan Titik Netral Pentanahan titik netral atau disebut juga Netral Ground Resistant (NGR) adalah suatu sistem yang melalui kumparan petersen, tahanan (resistor) atau langsung (solldy) yang berfungsi untuk menyalurkan arus gangguan fasa pada sistem. Arus yang melalui pentanahan merupakan besaran ukur alat proteksi. Pada trafo yang sisi primernya ditanahkan dan sisi sekundernya juga ditanahkan, maka
14
gangguan fasa ketanah disisi primer selalu dirasakan pada
sisi sekunder dan
sebaliknya.
BAB III PEMBAHASAN
3.1
Photo-Photo Control Room GI PANARAN
15
16
Control room berfungsi untuk mengetahui (mengontrol) kondisi gardu indu k dan merupakan pusat pengendali lokal gardu induk. Didalamnya berisi sakelar, indikator-indikator, meter-meter, tombol-tombol komando operasional PMT, PMS dan alat ukur besaran listrik, serta announciator. Berada satu ruangan dengan tempat operator bekerja,Terdiri dari :
Transmission line control panel (TL control panel).
Transformator control panel (TL control panel).
Fault recorder control panel.
KWh meter dan fault recorder panel.
LRT control panel.
Bus couple control panel.
AC/DC control panel. 17
Syncronizing control panel.Automatic FD switching panel.
D/L control panel.
3.2
Single line GI PANARAN
18
PERALATAN TEGANGAN TINGGI GI PANARAN
Switch yard (switchgear)
19
Switch yard adalah bagian dari gardu induk yang dijadikan sebagai tempat peralatan komponen utama gardu induk. Jika komponen utama gardu induk terpasang di area terbatas dan di dalam gedung maka disebut switchgear.
·
Transformator daya
Transformator berfungsi untuk mentranformasikan daya listrik, dengan
merubah besarnya tegangan sedangkan frequensinya tetap. Transformator daya dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk mendapatkan titiknetral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral Current Transformator (NCT), perlengkapan lainnya adalah pentanahan trafo yang disebut, Neutral Grounding Resistance (NGR).
Neutral grounding resistance (ngr)
Neutral Grounding Resistance (NGR) adalah komponen yang dipasang antara titik netral trafo dengan pentanahan. Neutral Grounding Resistance (NGR) berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi.
Circuit Breaker (Cb)
Circuit breaker adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Circuit breaker (CB) dapat dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada saat terjadi gangguan. Kerena pada saat bekerja, CB mengeluarkan (menyebabkan timbulnya) busur api, maka pad a CB dilengkapi dengan pemadam busur api Pemadam busur api berupa:
20
ü Minyak (OCB) ü Udara (ACB) ü Gas (GCB)
Disconnecting switch (ds) :
Disconnecting switch (DS) adalah perlatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Kerena DS hanya dapat dioperasikan pada saat kondisi tdak berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB. Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan. ·
Dalam GI, DS terpasang di : ü Transformator bay (TR Bay) ü Transmission Line Bay (TL Bay) ü Busbar ü Bus Couple
Lightning Arrester (La)
Lightning arrester (LA) berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning surge)
21
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. Dan sebaliknya apabila terjadi gangguan LA akan bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.
Current Transformator (Ct)
Current transformator (CT) berfungi untuk merubah besaran arus, dari arus yang besar ke arus yang kecil. Atau memperkecil besaran arus listrik pada system tenaga listrik, menjadiarus untuk system pengukuran dan proteksi.
Potential Transformator (Pt)
Potential transformator (PT) berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada system tenaga listrik, menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan proteksi.
Transformator pemakaian sendiri (tps)
Transformator pemakaian sendiri (TPS) berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 Phasa 220/380 Volt.Digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain
Penerangan di switch yard, gedung control, halaman GI, dan sekeliling GI.
Alat pendingin (AC) dan Rectifer.
Pompa air dan motor-motor listrik.
Rel Busbar
Rel busbar berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan antara transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya yang ada pada switch yard.
22
Komponen Rel Busbar antara lain :
Konduktor ( AAAC, HAL, THAL, BC, HDCC )
Insulator string dan fitting ( insulator, tension clamp, suspension clamp, socket eye, anchor sagkle, spacer )
BAB IV KESIMPULAN
Secara umum sistem tegangan tinggi adalah semua tegangan yang diangap cukup tinggi sehinga diperlukan pengujian dan pengukuran yang semuanya bersipat khusus dan memerlukan teknik-teknik tertentu (subyektip).
Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari perlatan listrik yang merupakan pusat beban yang diambil dari saluran Transmisi secara spesifikasi yang berfungsi untuk Mentransformasi tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan tinggi lainnya atau dari tegangan tinggi ke tegangan menegah dan Pengukuran pengawasan oprasi serta paengaturan dari pengamanan system tenaga listrik.
23
Pemutus tenaga (PMT) adalah peralatan atau saklar untuk menghubungkan atau memutuskan suatu rangkaian atau jaringan listrik sesuai dengan ratingnya.
Disconnecting switch (DS) adalah perlatan pemisah, yang berfun gsi untuk memisahkan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Kerena DS hanya dapat dioperasikan pada saat kondisi tdak berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB. Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.
DAFTAR PUSTAKA
24
1. Pabla AS 1994 sistem distribusi daya listrik “, Ir Abdul Hadi. Jak arta Air langga. 2. P.Van Harten ,Ir. E. Setiawan, 2002. “ Instalasi Listrik arus Kuat 2” Jakarta.Trimitra Mandiri. 3. Sumardjati, Prih Dkk , 2008, “ Teknik pemanpaatan tenaga listrik jilid 1” . Jakarta Departemen Pendidikan Nasional. 4. Panitia PUIL, SNI 04-0225-2000”, Jakarta Persayaratan Umum instalasi listrik 2000” 5. Franklin, A.C dkk,” Th J&P Transformer Book” 1 983 6. Zuhal,1991.” Dasar Tenaga Listrik”. Bandung ITB
25
