RBITH VOL. 9 NO. 1 MARET 2013 : 19 – 27
PROSES DAN SISTEM PENYALURAN TENAGA LISTRIK OLEH PT.PLN (Persero) Oleh : Hery Setijasa Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl Prof Sudarto,SH Tembalang Semarang 50275 Abstrak Tenaga listrik dibangkitkan dalam Pusat-pusat Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP, PLTGU dan PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan yang ada di pusat listrik. Saluran tegangan tinggi di Indonesia mempunyai tegangan 150 kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan tegangan 500 kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Selanjutnya masuk di Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang digunakan pada saat ini adalah tegangan 20 kV. kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt, kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah melalui alat pembatas dan pengukur KWH meter Kata kunci ; Penyaluran Tenaga Listrik,SUUT,SUTET,Tranmisi,Distribusi
1. Pendahuluan Perkembangan kehidupan manusia zaman sekarang tak bisa lepas dari tenaga listrik menjadi kebutuhan pokok. Apalagi di kotakota besar, listrik sudah menjadi bagian hidup sehari-hari mulai dari kegiatan rumah tangga sampai industri-industri besar. Di samping sebagai penyedia tenaga listrik, PT. PLN (Persero) dituntut untuk memberikan pelayanan dengan kualitas dan mutu yang baik. PT. PLN (Persero) harus dapat menjamin stabilitas dan kontinuitas aliran tenaga listrik ke konsumen atau pelanggan dengan keandalan yang tinggi. Kehandalan sistem tersebut harus ditunjang dengan sistem perlindunagn yang baik, demikian juga untuk pengamanan sistem transmisi harus terlindungi dengan baik. Jika terjadi gangguan yang mengharuskan adanya pemadaman listrik maka akan menyebabkan terhambatnya suatu kegiatan, apalagi dalam lingkup industri akan mengakibatkan kerugian besar jika listrik padam dalam jangka waktu yang lama. Semakin meningkatnya jaringan tenaga listrik maka semakin banyak pula gangguan yang dialami oleh pihak PT. PLN (Persero). Gangguan tersebut dapat berupa sambaran petir (surja petir) atau tegangan lebih dari hubung
singkat (surja hubung) yang dapat membahayakan instalasi jaringan listrik terutama pada saluran transmisi dan Gardu Induk 150 KV. Untuk menghindari gangguan di atas maka pada saluran transmisi dan Gardu Induk 150 KV tersebut harus dipasang suatu alat proteksi yang dinamakan “Lightning Arrester”. 2.
Proses Dan Sistem Penyaluran Tenaga Listrik .PLN (Persero) Karena berbagai persoalan teknis, tenaga listrik hanya dibangkitkan pada tempattempat tertentu saja. Sedangkan pemakai tenaga listrik atau pelanggan tenaga listrik tersebar diberbagai tempat, maka penyampaiain tenaga listrik dari tempat dibangkitkan sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan teknis. Tenaga listrik dibangkitkan dalam Pusatpusat Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP, PLTGU dan PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan yang ada di pusat listrik. Saluran tegangan tinggi di Indonesia mempunyai tegangan 150 kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan tegangan 500 19
Proses Dan Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Oleh PT.PLN (Persero)………….…..Hery Setijasa kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Saluran transmisi ada yang berupa saluran udara dan ada pula yang berupa kabel tanah. Karena saluran udara harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan kabel tanah, maka saluran transamisi kebanyakkan berupa saluran udara. Kerugian saluran transmisi menggunakan kabel udara adalah adanya gangguan petir., kena pohon dan lain-lain. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi, maka sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang digunakan pada saat ini adalah tegangan 20 kV. Jaringan setelah keluar dari GI disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara Pusat Listrik dengan GI disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik
disalurkan melalui jaringan distribusi primer, maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt, kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) melalui Sambungan Rumah. Setelah tenaga listrik melalui Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan Sambungan Rumah, maka tenaga listrik selanjutnya melalui alat pembatas daya dan KWH meter. Dari uraian tersebut, dapat dimengerti bahwa besar kecilnya konsumsi tenaga listrik ditentukan sepenuhnya oleh para pelanggan, yaitu tergantung bagaimana para pelanggan akan menggunakan alat-alat listriknya, yang harus diikuti besarnya suplai tenaga listrik dari Pusat-pusat Listrik.
Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik Secara Sederhana
20
RBITH VOL. 9 NO. 1 MARET 2013 : 19 – 27
Gambar 2.2 Proses Penyaluran Tenaga Listrik dari Pembangkit ke konsumen 3.
Peralatan Dan Fasilitas GI 150 KV Kuduk Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang berfungsi untuk mentransfer tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi yang lainya atau ke tegangan rendah, pengukuran pengawasan operasi, pengaturan pengamansistem tenaga listrik serta pengaturan daya pada gardu-gardu lain melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu distribusi melalui feeder tegangan menengah 3.1. Pemutus Tenaga (PMT) 3.1.1. Fungsi PMT Pemutus Tenaga (PMT) Untuk memutuskan hubungan tenaga listrik dalam keadaan gangguan maupun dalam keadaan berbeban dan proses ini harus dapat dilakukan dengan cepat. Kebetulan di Gardu Induk Kudus menggunakan tipe PMT yang single pole dan Tri pole. Dan penggeraknya dangan pneumatic (dengan udara), Hidrolic (dengan minyak), dan juga spring (dengan per).
Gambar 3.1 PMT dengan penggerak spring tampak dari luar
Gambar 3.2 PMT dengan penggerak spring tampak dari dalam
21
Proses Dan Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Oleh PT.PLN (Persero)………….…..Hery Setijasa
d.
e.
Gambar 3.3 PMT dengan penggerak spring tampak dari luar
Gambar 3.4 PMT dengan penggerak Pneumatic 3.1.2. Jenis PMT PMT Dengan Media Minyak : a. PMT dengan menggunakan banyak minyak (bulk oil CB) Berfungsi sebagai loncatan bunga api listrik selama pemutusan dan sebagai isolasi diantara bagian-bagian yang bertegangan. b. PMT tipe tekan ganda (doublepressuretype) Pada tipe ini, dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api. c. PMT dengan menggunakan sedikit minyak (low oil CB) Berfungsi sebagai peredam loncatan bunga api, sedangkan sebagai bahan
22
isolasi digunakan porselin atau material isolasi dari jenis organik. PMT udara hembus (air blast CB) Udara bertekanan tinggi dihembuskan kebusur api melalui nozzle pada kotak pemisah inovasi media, diantara kotak dipadamkan oleh hembusan udara. PMT dengan media gas Media gas yang digunakan untuk memadamkan busur api adalah gas SF6 (sulfure hexaflorida).
3.2. Pemisah (PMS) Pemisah atau PMS adalah suatu alat untuk memisahkan pada peralatan instalasi tegangan tinggi. Ada dua macam fungsi PMS yaitu : 1. Pemisah tanah Berfungsi untuk mengamankan peralatan dari sisa tegangan yang timbul sesudah SUTT diputuskan atau induksi tegangan dari penghantar. 2. Pemisah peralatan Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain yang bertegangan,PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada bagian rangkaian yang tidak berbeban.
Gambar 3.5 Pemisah tanah
RBITH VOL. 9 NO. 1 MARET 2013 : 19 – 27
b.
c. d. Gambar 3.6 Pemisah peralatan 3.2.1. Penempatan PMS Ditinjau dari penempatanya ada baberapa PMS yaitu : a. Pemisah penghantar, yang dipasang disisi penghantar. b. Pemisah rel, pemisah yang dipasang disisi rel. c. Pemisah kabel, pemisah yang disisi kabel. d. Pemisah seksi, pemisah yang dipasang disisi rel sehingga dapat terpisah menjadi dua seksi. e. Pemisah tanah, pemisah yang yang dipasang untuk menghubungkan ke tanah 3.3. Transformator Pada umumnya transforma tor dibedakan menjadi dua macam yaitu transformator ukur dan transformator daya. Transformator ukur masih dapat dibedakan lagi menjadi dua, yaitu transformator arus (current transformer), dan transformator tegangan (potensial transformer), Transformer ukur berfungsi untuk menurunkan arus atau tegangan, yang mana besaran arus atau tegangan tersebut digunakan sebagai besaran masukan. 3.3.1. Transformator arus (CT/ Current Transformer) Transformator arus berfungsi sebagai : a. Menurunkan arus yang tinggi pada tegangan tinggi menjadi arus yang
e.
rendah pada tegangan rendah untuk pengukuran dan proteksi Menurunkan arus yang tinggi pada tegangan tinggi menjadi arus yang rendah pada tegangan rendah untuk pengukuran dan proteksi Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder Menurunkan arus yang tinggi pada tegangan tinggi menjadi arus yang rendah pada tegangan rendah untuk pengukuran dan proteksi
3.3.2. Transformator Tegangan (PT / Potentional Transformator) Yang dimaksud transformator tegangan adalah transformator instrument yang tegangan sekundernya dalam pemakaian kondisi normal, sebanding dengan tegangan primernya dan berbeda fase dengan sudut yang mendekati nol untuk arah hubungan
. Gambar 3.7 Transformator Arus (CT)
Gambar 3.8 Transformator Tegangan (PT
23
Proses Dan Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Oleh PT.PLN (Persero)………….…..Hery Setijasa 3.3.3. Transformator Daya (Trafo Tenaga) Transformator daya berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau sebaliknya. Dan Transformator daya merupakan transformator dengan kapasitas pemindahan daya yang besar, misalnya pada distribusi dengan rating 150 KV/20 KV, 60 MVA. Pada sistem tenaga listrik, transformator daya dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu transformator daya untuk sistem tranamisi dan transformator untuk saluran distribusi.
Gambar 3.10 Lightning Arrester (LA) 3.3.5. LINE TRAPS Line Traps berfungsi untuk mengubah frekuensi listrik yang digunakan untuk alat komunikasi.
Transformator saluran distribusi sekunder tidak memerlukan sistem pengaman serumit atau selengkap sistem distribusi primer. Biasanya pada transformator distribusi sekunder
Gambar 3.11 Line Traps
Gambar 3,9 Transformator Tenaga 3.3.4. Lightning Arrester (LA) Alat yang berfungsi untuk mengamankan instalasi atau peralatan listrik dari gangguan tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir maupun oleh surja petir cutout dan arrester surge diverter saja. Namun untuk transformator distribusi primer dan saluran transmisi harus dilengkapi dengan rele-rele pengaman
3.3.6. BUSBAR (REL) Fungsi busbar (rel) pada Gl adalah titik pertemuan atau hubungan trafo-trafo tenaga, SUTET, SUTT dan peralatan listrik lainya untuk manerima dan menyalurkan tenaga / daya listrik.
Gambar 3.12 Busbar (Rel) Gardu Induk 150 KV
24
RBITH VOL. 9 NO. 1 MARET 2013 : 19 – 27 a.
b.
Rel tunggal (single busbar) Pada sistem rel tunggal semua peralatan instansi gardu dihubungkan pada suatu busbar. Adakalanya sistem rel tunggal ini dilengkapi dengan pemisah seksi. Rel ganda (double busbar) Sistem rel ganda biasa terdiri dari dua rel . Pada sistem rel ganda ada yang menggunakan satu PMT dan satu setengah PMT. Gambar 3.13 Panel Kontrol Penghantar
3.3.7. Panel Kontrol Panel control terletak diruang kontrol, yang berada satu ruangan dengan tempat meletakan tombol-tombol pengoperasian PMT dan PMS, membaca besaran-besaran listrik seperti : arus tegangan, daya dan energi listrik yang disalurkan di Gardu Induk tersebut serta dapat mengetahui kejadian – kejadian tanda bahaya / gangguan yang terjadi dengan membaca alarm yang muncul di annuciator. Karena Gardu Induk adalah Gardu Induk otomation (SAS), maka seluruh instrument yang terdiri dari alat ukur dan indicator terdapat dalam satu panel. Alat – alat tersebut dapat diawasi dalam keadaan sedang operasi. Pada panel operasi terpasang saklar operasi pemutus tenaga, pemisah. Serta lampu indicator posisi saklar dan diagram rail. Di dalam panel kontrol terpasang rele pengaman untuk saluran udara tegangan tinggi (SUTT), rele pengaman untuk trafo dan sebagainya. Bekerjanya rele dapat diketahui dari penunjuk rele itu sendiri dan pada indicator gangguan di panel control utama.
3.3.8. Bateray (Accu) Pengertian dari batere akumulator adalah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses Elektrokimia revesibel (dapat berbalikan) dengan efesiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses Elektrokimia revesibel adalah didalam battere dapat berlangsung proses perubahan kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan/discharge), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia (proses pangisian/charging) dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang berlawanan didalam sel. Jenis sel batere ini disebut juga storage batere, adalah suatu batere yang dapat digunakan berulang kali pada saat sumber tegangan AC terganggu. Tiap sel batere ini terdiri dari 2 macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negative yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. Beberapa fungsi batere/sumber DC di Gardu induk adalah sebagai berikut: a. Untuk control, pengawas, tandatanda,isyarat (signaling dan alarm). b. Motor-motor untuk PMT (Circuit Breaker). PMS, pengubah tap trafo, kipas pendingin. c. Supply rele-rele proteksi. d. Penerangan darurat, pemanas, telekomunikasi, teleproteksi.
25
Proses Dan Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Oleh PT.PLN (Persero)………….…..Hery Setijasa j. k.
Kawat lilit campuran Tembaga (sudah jarang dipakai)
3.3.11. Isolator Bahan yang digunakan untuk membuat isolator yang paling banyak digunakan pada siatem tegangan menengah adalah : 1. Porselin yang diglazur dengan warna coklat / putih 2. Gelas Gambar 3.14 Bateray (ACCU) 3.3.9. Tiang Tiang listrik adalah satu komponen utama dari jaringan listrik tegangan tinggi dan tegangan menengah yang menyangga penghantar listrik serta perlengkapannya yang pemakaiannya tergantung dari kondisi lapangan dimana jaringan transmisi itu melintas. Macam-macam tiang yaitu : a. Tiang awal / tiang akhir b. Tiang penyangga c. Tiang sudut d. Tiang penegang / tiang tarik e. Tiang penopang
3.3.10. Konduktor Konduktor berfungsi untuk menghantarkan arus dari sebagian instalasi kebagian lain instalasi. Konduktor yang digunakan sebagai penghantar untuk saluran harus mampunyai sifat antara lain : a. Mempunyai konduktivitas atau daya hantar listrik yang tinggi b. Mempunyai kekuatan tarik yang tinggi c. Mempunyai berat jenis yang rendah d. Mempunyai fleksibilitas yang tinggi e. Tidak rapuh, harga murah f. Jenis – jenis Konduktor yaitu : g. Kawat logam biasa h. Kawat logam campuran (alloy) i. Kawat logam paduan 26
Menurut bentuknya isolator saluran udara tegangan menengah dibedakan atas : a. Isolator pasak / tumpu atau isolator pin b. Isolator gantung c. Isolator tarik d. Isolator batang panjang. 4. Kesimpulan Dan Saran 4.1. Kesimpulan a. Berdasarkan hasil pengamatan yang ada di gardu induk 150 kV, jarak terpasang antara arrester dan transformator adalah 15 m dengan tegangan jepitan pada trafo 500 kV untuk melindungi peralatan listrik, untuk arrester tipe 2 MBA 4 mampu menahan kecuraman muka gelombang surja sebesar 700 kV/μs, untuk arrester tipe exlim P sebesar 1500 kV/μs. Untuk arrester tipe 2 MBA 4 apabila kecuraman muka gelombang surja melebihi 700 kV/μs transformator daya yang terpasang akan kebakar atau meledak, untuk arrester tipe exlim P transformator daya akan kebakar atau meledak apabila kecuraman muka gelombang surja melebihi 1500 kV/μs. b. Jarak aman untuk gardu induk 150 kV Pandean 1 m dengan tegangan jepitan trafo 500 kV. Untuk arrester tipe 2 MBA 4 mampu menahan kecuraman muka gelombang surja sebesar 3900 kV/μs, untuk arrester tipe exlim P sebesar 9000 kV/μs.
RBITH VOL. 9 NO. 1 MARET 2013 : 19 – 27 c.
Kualitas arrester tipe exlim P lebih baik daripada arrester tipe 2 MBA 4 karena arrester dengan tipe exlim P mampu menahan kecuraman muka gelombang surja lebih besar daripada arrester dengan tipe 2 MBA 4.
4.2. Saran Agar Gardu Induk 150 kV terlindung dengan baik, untuk tegangan pada jepitan transformator 500 kV, diperlukan jarak 1 meter dan lebih baik menggunakan arrester dengan tipe exlim P karena mampu menahan kecuraman muka gelombang surja maksimum 9000 DAFTAR PUSAKA Arismunandar, Artono & S.Kuwahara.1993.Teknik Tenaga Listrik Jilid II Saluran Transmisi.Jakarta: PT. Pradnya Paramita. -----------.1997.Teknik Tenaga Listrik Jilid III Gardu Induk.Jakarta: PT. Pradnya Paramita. Team O & M Transmisi dan Gardu Induk.1981.Buku Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan Peralatan untuk instalasi Gardu Induk. Jakarta: PLN Pembangkitan Jawa Barat Jakarta Raya. .2001. Buku Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan Lightning Arrester. Jakarta: PT. PLN (Persero) Unit Bisnis Strategis Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali.
27
