IDHAM NURYADI (333 211 0830) SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK PRIMER DAN SISTEM DISTRIBUSI SEKUNDER STUDI KASUS (Gardu (Gardu Induk PLN Menes-Caringin) #1
#2
Idham Nuryadi ,DR. Alimuddin, S.T., M.M., M.T. # Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Kampus Teknik Untirta, Cilegon
[email protected] ABSTRAK
Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik sampai ke konsumen. Pertumbuhan beban pada sistem distribusi semakin meningkat terus-menerus yang diikuti dengan peningkatan permintaan suplai daya reaktif.dalam sistem distribusi listrik terdapat beberapa sistem penyaluran. Setiap Gardu Induk (GI) sesungguhnya merupakan Pusat Beban untuk suatu daerah pelanggan tertentu, bebannya berubahrubah sepanjang waktu sehingga daya yang dibangkitkan dalam pusat-pusat Listrik harus selalu berubah. Perubahan daya yang dilakukan di pusat pembangkit ini bertujuan untuk mempertahankan tenaga listrik tetap pada frekuensi 50 Hz. Proses perubahan ini dikoordinasikan dengan Pusat Pengaturan Beban (P3B). Tegangan menengah dari GI ini melalui saluran distribusi primer, untuk disalurkan ke gardu gardu distribusi(GD) atau pemakai TM. Dari saluran distribusi primer, tegangan menengah (TM) diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/380 V melalui gardu distribusi (GD). Tegangan rendah dari gardu distribusi disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke konsumen tegangan. Primer,Distribusi Sekunder,Gardu Induk Kata Kunci : Distribusi Primer,Distribusi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang PT PLN ( persero ) merupakan perusahaan penyedia listrik untuk umum satusatunya di Indonesia. Permasalahan utama yang dihadapi PLN adalah mulai terjadinya krisis energi yang mengglobal. Harga bahan bakar minyak di tingkat internasional terus meningkat. Hal ini menyebabkan PT PLN ( persero ) harus melakukan efisiensi di segala sektor, dan yang paling utama adalah di sektor penyediaan tenaga listrik. Salah satu langkah efisiensi yang dilakukan PT PLN adalah menekan losses seminimal mungkin, baik losses teknik maupun non teknik. Penekanan losses teknik teknik yang dilakukan oleh PT PLN Distribusi Labuan dan Sekitarnya salah satunya adalah dengan pemeliharaan jaringan listrik semaksimal mungkin, sehingga losses teknik akibat
jaringan dapat diminimalisir. Berdasarkan perhitungan dari kwh beli dari P3B dan kwh jual ke pelanggan, di desa Ilangata Kec. Caringin terjadi selisih antara energi yang terjual dan energi digunakan pelanggan sebesar 12,1%. Hal ini mengindikasikan losses yang terjadi di desa Ilangata Kec. Caringin sedemikian besar. Losses ini terdiri dari losses teknik dan non teknik. Untuk memberikan kontribusi dalam hal efisiensi, dalam telaahan staff ini mencoba mengevaluasi peran pemerataan beban dalam program pengurangan losses teknik, dengan jalan mengurangi arus balikan yang melalui hantaran netral. 1.2 Profil Industri Profil Industri PT PLN (persero) Kelistrikan di Indonesia dimulai pada akhir abad ke 19,pada saat beberapa perusahaan
Belanda, antara lain pabrik gula dan pabrik the mendirikan pembangkit tenaga listrik untuk keperluan sendiri. Kelistrikan untuk kemanfaatan umum mulai pada saat perusahaan swasta Belanda yaitu NV. NIGEM yang semula bergerak di bidang gas memperluas usahanya di bidang listrik untuk kemanfaatan umum. Pada tahun 1927 pemerintah Belanda membentuk S’LANDS WATER KRACH BEDRIJVEN (LWB) yaitu perusahaan listrik Negara yang mengelola PLTA Plengan, PLTA Bengkok Dago, PLTA Ubrung dan kracak di jawa barat, PLTA Giringan di madium PLTA Tes di Bengkulu, PLTA Konsealama di sulawesi utara, dan PLTU di Jakarta. Selain itu,dibeberapa kotapraja di bentuk perusahaan-perusahaan listrik kotopraja. Sejarah Singkat PLTU 2 LABUAN BANTEN PLTU Banten 2 Labuan dengan kapasitas 300 MW diresmikan pada tanggal 28 Januari 2010 oleh Presiden Republik Indonesia Bpk Susilo Bambang Yudhoyono. PLTU Labuan dengan total kapasitas 2 x 300 MW berlokasi di desa Sukamaju, Kec. Labuan Kab. Pandeglang, Propinsi Banten. PLTU Labuan ini merupakan bagian dari proyek percepatan pembangunan PLTU 10.000 MW yang dilaksanakan oleh PLN berdasarkan Peraturan Presiden No. 71 tanggal 05 Juli 2006 tentang penugasan kepada PT. PLN (Persero) untuk melakukan Percepatan Pembangunan. Pembangkit Tenaga Listrik yang menggunakan batubara. Perpres ini menjadi dasar bagi pembangunan 10 PLTU di Jawa dan 25 PLTU di Luar Jawa Bali atau yang dikenal dengan nama Proyek Percepatan PLTU 10.000 MW Pembangunan proyek proyek PLTU tersebut guna mengejar kekurangan pasokan tenaga listrik sampai beberapa tahun ke depan.PLTU Labuan ini dibangun selain untuk menunjang program diversifikasi energi ke nonbahan bakar minyak (BBM) dengan memanfaatkan batubara berkalori rendah yang cadangannya tersedia melimpah di tanah air, juga bertujuan lain yakni menekan harga pokok produksi (HPP).Proyek percepatan pembangunan pembangkit 10.000 MW mulai menunjukkan hasilnya dengan masuknya PLTU Labuan unit 1 ke sistem interkoneksi Jawa Bali sejak Juli 2009. Sedangkan unit 2 yang berkapasitas sama, mulai masuk ke interkoneksi Jawa Bali sejak Maret 2010.
1.3
Tujuan
Karya ilmiah ini bertujuan agar mahasiswa mengetahui ilmu Sistem Distribusi. Memahami setiap ilmu yang di pelajari pada Sistem distribusi .serta mahasiswa mampu memahami berbagai macam sistem saluran distribusi yang ada pada sistem tenaga listrik. 1.4 Manfaat Makalah ini diharapkan dapat bermanfaat secara teoritis dan peraktis. Secara teoritas, makalah ini diharapkan dapat membantu pembaca dalam memahami apa saja yang di pelajari di teknik tegangan tinggi dan bagaimana pengaman lainnya dapat mengatasinya. Secara praktis, pemaparan dalam makalah ini diharapkan dapat memberikan kontribusi yang berguna bagi pembaca mengenai ilmu sistem distribusi. BAB II PEMBAHASAN
SISTEM DISTRIBUSI Awalnya tenaga listrik dihasilkan di pusat – pusat pembangkit listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTGU, PLTP dan PLTD dengan tegangan yang biasanya merupakan tegangan menengah 20 kV. Pada umumnya pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pengguna tenaga listrik, untuk mentransmisikan tenaga listrik dari pembangkit ini, maka diperlukan penggunaan tegangan tinggi 150/70 kV (TT), atau tegangan ekstra tinggi 500 kV (TET). Tegangan yang lebih tinggi ini diperoleh dengan transformator penaik tegangan (step up transformator). Pemakaian tegangan tinggi ini diperlukan untuk berbagai alasan efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi efisien, karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan. Setelah saluran transmisi mendekati pusat pemakaian tenaga listrik, yang dapat merupakan suatu daerah industri atau suatu kota, tegangan, melalui gardu induk (GI) diturunkan menjadi tegangan menengah (TM) 20kV. Setiap GI sesungguhnya merupakan Pusat Beban untuk suatu daerah pelanggan tertentu, bebannya berubah-rubah sepanjang waktu sehingga daya yang dibangkitkan dalam pusat pusat Listrik harus selalu berubah. Perubahan daya yang dilakukan di pusat pembangkit ini bertujuan untuk mempertahankan tenaga listrik tetap pada frekuensi 50 Hz. Proses perubahan ini dikoordinasikan dengan Pusat Pengaturan Beban (P3B). Tegangan menengah dari GI ini melalui
TUGAS PAPER SISTEM DISTRIBUSI
IDHAM NURYADI (333 211 0830) saluran distribusi primer, untuk disalurkan ke gardu - gardu distribusi(GD) atau pemakai TM. Dari saluran distribusi primer, tegangan menengah (TM) diturunkan menjadi tegangan rendah (TR) 220/380 V melalui gardu distribusi (GD). Tegangan rendah dari gardu distribusi disalurkan melalui saluran tegangan rendah ke konsumen tegangan.
2.
Sistem Pola loop Merupakan pengembangan dari sistem radial, sebagai akibat dari diperlukannya kehandalan yang lebih tinggi dan umumnya sistem ini dapat dipasok dalam satu gardu induk. Dimungkinkan juga dari gardu induk lain tetapi harus dalam satu sistem di sisi tegangan tinggi, karena hal ini diperlukan untuk manuver beban pada saat terjadi gangguan.
Gambar 2. Saluran Listrik pola loop 3.
Gambar 1. Gambaran Umum Distribusi Tenaga Listrik JARINGAN TEGANGAN MENENGAH Jaringan Tegangan Menengah adalah jaringan tenaga listrik yang berfungsi untuk menghubungkan gardu induk sebagai suplay tenaga listrik dengan gardugardu distribusi. Sistem tegangan menengah yang digunakan di Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang pada umumnya adalah 20 kV. Jaringan ini mempunyai struktur/pola sedemikian rupa, sehingga dalam pengoperasiannya mudah dan handal. 1. Sistem Pola Radial Pola ini merupakan pola yang paling sederhana dan umumnya banyak digunakan di daerah pedesaan / sistem yang kecil. Umunya menggunakan SUTM(Saluran Udara Tegangan Menengah), Sistem Radial tidak terlalu rumit, tetapi memiliki tingkat keandalan yang rendah.
Sistem / pola Spindel Sistem ini pada umumnya banyak digunakan di Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang. Memiliki kehandalan yang relatif tinggi karena disediakan satu expres feeder / penyulang tanpa beban dari gardu induk sampai gardu hubung. Biasanya pada tiap penyulang terdapat gardu tengah (middle point) yang berfungsi untuk titik manufer apabila terjadi gangguan pada jaringan tersebut.
Gambar 3. Saluran Listrik pola Spindel 4.
Gambar 2. Saluran Listrik pola Radial
Sistem pola Cluster Sistem cluster sangat mirip dengan sistem spindel, juga disediakan satu feeder khusus tanpa beban(feeder expres). 5. Sistem Mesh Struktur jaringan distribusi primer ini dibentuk dari beberapa Gardu Induk yang saling dihubungkan sehingga daya beban disuplai oleh lebih dari satu gardu Induk dibandingkan dengan
dua tipe sebelumnya, tipe ini lebih handal dan biaya investasi lebih mahal.
pencurian dan rawan terjadi gangguan phase-phase maupun phase-netral. Tetapimemiliki keunggulan harga yang relatif murah dan mudah dalam hal pengusutan gangguan. Sedang penghantar berisolasi memiliki keuntungan dan kerugian yang saling berlawanan dengan penghantar tak berisolasi. Pada umumnya PT PLN Distribusi Labuan dan sekitarnya, menggunakan SUTR dengan isolasi(kabel pilin), dengan inti alumunium. Standar ukuran kabel yang digunakan adalah 3x 70 + 50 mm2. Dengan karakteristik elektris sebagai berikut:
Gambar 4. Saluran Listrik pola Cluster
b. Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) Saluran ini menempatkan kabel di bawah tanah. Tujuan utama penempatan di bawah tanah pada umumnya karena alasan estetika, sehingga penggunaan SKTR umumnya adalah kompleks perumahan dan daerah perindustrian. Keuntungan penggunaan kabel ini adalah estetika yang lebih indah, tidak terganggu oleh pengaruh pengaruh cuaca. Kelemahan kabel ini adalah jika terjadi gangguan sulit menemukan lokasinya dan jika terjadi pencurian dengan suntikan di bawah tanah petugas P2TL kesulitan mengungkapnya.
TRANSFORMATOR DISTRIBUSI Trafo distribusi yang umum digunakan adalah trafo step down 20/0,4 kV, tegangan fasa-fasa sistem JTR adalah 380 Volt, karena terjadi drop tegangan maka tegangan pada rak TR dibuat diatas 380 Volt agar tegangan pada ujung beban menjadi 380 Volt. Pada kumparan primer akan mengalir arus jika kumparan primer dihubungkan ke sumber listrik arus bolak-balik, sehingga pada inti transformator yang terbuat dari bahan ferromagnet akan terbentuk sejumlah garis-garis gaya magnet ( flux = ф ) Karena arus yang mengalir merupakan arus bolak-balik maka flux yang terbentuk pada inti akan mempunyai arah dan jumlah yang berubah-ubah. Jika arus yang mengalir berbentuk sinus maka flux yang terjadi akan berbentuk sinus pula. Karena flux tersebut mengalir melalui inti yang mana pada inti tersebut terdapat lilitan primer dan lilitan sekunder maka pada lilitan primer dan sekunder tersebut akan timbul ggl ( gaya gerak listrik ) induksi, tetapi arah dari ggl induksi primer berlawanan dengan arah ggl induksi sekunder sedangkan frekuensi masing-masing tegangan tersebut sama dengan frekuensi sumbernya. JARINGAN TEGANGAN RENDAH Berdasarkan penempatan jaringan, jaringan tegangan rendah dibedakan menjadi dua: a. Saluran Udara Tegangan Rendah(SUTR) Saluran ini merupakan penghantar yang ditempatkan di atas tiang(di udara). Ada dua jenis penghantar yang digunakan, yaitu penghantar tak berisolasi(kawat) dan penghantar berisolasi(kabel). Penghantar tak berisolasi mempunyai berbagai kelemahan, seperti rawan
RAK TR Merupakan Perangkat Hubung Bagi (PHB) tegangan rendah gardu distribusi. Rak TR terpasang pada gardu distribusi pada sisi tegangan rendah atau sisi hulu dari instalasi tenaga listrik. Fungsinya adalah sebagai alat penghubung sekaligus sebagai pembagi tenaga listrik ke instalasi pengguna tenaga listrik(konsumen). Kapasitas Rak TR yang digunakan harus disesuaikan dengan besarnya trafo distribusi yang digunakan. Rak TR terdiri dari beberapa jurusan yang akan dibagi-bagi ke pelanggan. RAK TR terhubung dengan trafo pada sisi sekunder menggunakan kabel single core TR dengan diameter 240 mm2. BEBERAPA KOMPONEN JARINGAN TEGANGAN RENDAH Adalah peralatan yang digunakan pada Jaringan Tegangan Rendah (JTR), sehingga JTR dapat menjalankan fungsinya sebagai penyalur energi listrik ke pelanggan. Komponen pada JTR antara lain: Kabel Schoen Kabel Schoen digunakan untuk
TUGAS PAPER SISTEM DISTRIBUSI
IDHAM NURYADI (333 211 0830) menghubungkan rel pada panel hubung bagi dengan penghantar kabel tegangan rendah (kabel obstyg). Kabel Schoen dipres pada kabel obstig dan dibaut di rel panel hubung bagi. Konektor Adalah peralatan yang digunakan untuk menghubungkan (meng- connect) penghantar dengan pedengan SR(Sambungan Rumah). Jenis konektor yang umum digunakan PT PLN(Persero) Distribusi ada dua jenis: 1) Konektor kedap air (piercing connector) Konektor ini dapat dipasang dalam kondisi jaringan bertegangan dan tanpa mengupas isolasinya. Konduktansi terjadi karena pada konektor ini terdapat gigi penerus arus.Sehingga gigi penerus arus ini harus tajam dan tegak untuk dapat menembus bagian isolasi kabel, serta harus diberi gemuk untuk melindungi bagian kontak dari korosi. 2) Konektor Pres Pemasangan konektor jenis ini, biasanya harus tanpa tegangan, karena diperlukan pengupasan isolasi kabel untuk membentuk konduktifitas. Konduktivitas yang dihasilkan konektor jenis ini lebih baik, karena luas permukaan kontak lebih besar. GARDU DISTRIBUSI Berdasarkan maksud dan tujuan penggunaan gardu distribusi dibagi dalam beberapa jenis, yaitu: 1. Gardu distribusi konstruksi beton (Gardu beton) 2. Gardu distribusi konstruksi metal clad (Gardu besi) 3. Gardu distribusi tiang a) Gardu tiang tipe potral b) Gardu tiang tipe cantol 4. Gardu distribusi mobil a) Gardu distribusi mobil tipe kios b) Gardu distribusi mobil tipe tr ailer
SISTEM TIGA FASE Kebanyakan sistem listrik dibangun dengan sistem tiga fase. Hal tersebut didasarkan pada alasan-alasan ekonomi dan kestabilan aliran daya pada beban. Alasan ekonomi dikarenakan dengan sistem tiga fase,
penggunaan penghantar untuk transmisi menjadi lebih sedikit. Sedangkan alasan kestabilan dikarenakan pada sistem tiga fase daya mengalir sebagai layaknya tiga buah sistem fase tunggal, sehingga untuk peralatan dengan catu tiga fase, daya sistem akan lebih stabil bila dibandingkan dengan peralatan dengan sistem satu fase. Sistem tiga fase atau sistem fase banyak lainnya, secara umum akan memunculkan sistem yang lebih kompleks, akan tetapi secara prinsip untuk analisa, sistem tetap mudah dilaksanakan. Sistem tiga fase dapat digambarkan dengan suatu sistem yang terdiri dari tiga sistem fase tunggal, sebagai berikut :nghantar. Misal antara kabel obstyg dan TIC-Al, TIC-Al BAB III PENUTUP 3.1 Simpulan Pada dasarnya dalam sistem tenaga listrik, dikenal 3 (tiga) bagian utama yaitu :
1. Pusat – pusat pembangkit tenaga listrik, merupakan tempat dimana terdapat mesin – mesin yang membangkitkan tenaga listrik, dilengkapi dengan gardu induk penaik tegangan dimana tegangan rendah yang dihasilkan generator dinaikan menjadi tegangan tertentu dengan transformator penaik tegangan. 2. Saluran – saluran transmisi/saluran udara tegangan tinggi (SUTT) berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk pusat pembangkit ke gardu induk yang lain dengan jarak yang jauh 3. Sistem distribusi Fungsi sistem jaringan adalah menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari pusat suplai (gardu induk) ke pusat – pusat /kelompok beban (gardu trafo/distribusi) dan konsumen dengan mutu memadai. Pada bagian berikut akan diberikan penjelasan lebih detail mengenai sistem jaringan distribusi. Jaringan distribusi berdasarkan letak jaringan terhadap posisi gardu distribusi, dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu : Jaringan distribusi primer (jaringan distribusi tegangan menengah). Jaringan distribusi sekunder (jaringan distribusi tegangan rendah). Jaringan distribusi primer (JDTM) merupakan suatu jaringan yang letaknya sebelum
gardu ditribusi berfungsi menyalurkan tenaga listrik bertegangan menengah (misalnya 6 kV atau 20 kV).hantaran dapat berupa kabel dalam tanah atau saluran/kawat udara yang menghubungkan gardu induk (sekunder trafo) dengan gardu distribusi atau gardu hubung (sisi primer trafo didtribusi). DAFTAR PUS TAK A
[1] Daryanto. Teknik Pengerjaan Listrik. Jakarta: Bumi Aksara, 2000 [2] Scaddan, Brian.Modern Electrical Installation.Butterworth & Co (Publishaer), 1983 [3]Proyek PLTU 3 ,Lontar (online),( http://www.pln.co.id/kitlontar/?p=59, diakses 10 Maret 2014) [4]Sistem jaringan Distribusi Tenaga Listrik (online),( http://ilmulistrik.com/sistem-jaringandistribusi-tenaga-listrik.html ,diakses 10 Maret 2014)
TUGAS PAPER SISTEM DISTRIBUSI
