Sistem Penyaluran dan Distribusi Tenaga Listrik Faldi Achmad Dewantara (6513040044) Afra Anindita Anindita (6513040046)
Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant) Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik.
Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant) Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik.
Transmisi Tenaga Listrik Merupakan proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumen pengguna listrik.
Beban Merupakan pengguna / konsumer Listrik.
Gardu Induk
Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi) Fungsi dari Gardu Induk :
a. Mentransformasikan tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi yang lain (500kV/150kV, 150kV/70kV) atau dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150kV/20kV, 70kV/20kV) b. Pengukuran, pengawasan operasi, dan pengaturan pengamanan dari sistem tenaga listrik c. Pengaturan pelayanan beban (daya) ke gardu-gardu induk lain melalui tegangan tinggi dan ke gardu-gardu induk distribusi setelah melalui transformator penurun tegangan (step down transformer) dan diteruskan ke penyulang (feeder) tegangan menengah
Jenis Gardu Induk Berdasarkan Tempat Peralatan:
Gardu Induk Konvensional (jenis pasang luar/outdor), gardu induk yang peralatannya diletakkan pada bagian luar (diarea terbuka) yang disebut juga switch yard atau switch gear. Gardu Induk Indoor (GIS), Gardu induk yang peralatannya diletakkan didalam ruangan dengan memodifikasi peralatan tegangan tinggi yang dilindungi sistem gas terisolasi. Gardu Induk Bawah Tanah (GIS), Gardu induk yang diletakkan didalam ruangan bawah tanah dengan kondisi tertutup.
Jenis Gardu Induk Berdasarkan Tempat Peralatan:
GI Pasang Luar
• Gardu listrik dimana semua / sebagian besar peralatannya ditempatkan di luar / udara terbuka
GI Pasang Dalam
• Gardu listrik dimana semua / sebagian besar peralatannya dipasang didalam gedung (ruang tertutup)
Gardu Induk Konvensional (pasang luar)
Gardu Induk Pasang Dalam
Jenis Gardu Induk berdasarkan Media Isolasi : AIS • Gardu listrik konvensional dengan menggunakan udara sebagai media isolasi antar peralatan yang bertegangan (Air Insulated Switchargear/AIS). Semua / sebagian besar peralatan ditempatkan di udara terbuka.
GIS • Gardu listrik yang menggunakan gas sebagai media isolasi antar peralatan yang bertegangan (GIS= Gas Insulated Switchargear). Semua / sebagian besar peralatannya ditempatkan didalam media yang diisolasi dengan menggunakan SF6
GI menggunakan isolasi udara
GI menggunakan isolasi gas
Pengertian Transmisi Tenaga Listrik Transmisi (penyaluran) adalah Penyaluran energi listrik sehingga mempunyai listrik, yang berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi, maksud proses dan cara menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, seperti : - Dari pembangkit listrik ke gardu induk. - Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya. - Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan gardu distribusi.
Jenis saluran transmisi 1.
Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) : 30kV, 70kV, 150kv.
2.
Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) : 500kV
3.
Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) : 150kV
4.
Sub Marine Cable : 150kV.
Tegangan Transmisi. • Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu antara 11 kV dan 765 kV. • Tegangan extra-tinggi (Extra High Voltage – EHV) : 345, 500 dan 765 kV. • Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV standard) :115kV, 138kV, dan 230kV • Untuk sistem distribusi, tegangan menengah yaitu antara 2,4kV dan 69kV. Umumnya antara 120V dan 69kV dan untuk tegangan rendah yaitu antara 120V sampai 600V
Desain Transmisi
Pemilihan tegangan
Pemilihan jenis kawat
Pemilihan sistem perlindungan terhadap gangguan
Kontinuitas penyaluran tenaga listrik
Pembebasan tanah yang dilalui
Sistem Penyaluran Tenaga Listrik
Konstruksi Saluran Transmisi 1. Saluran Udara (Overhead Lines) saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antara menara atau tiang transmisi. Kelebihan dari penyaluran ini adalah lebih murah dan perbaikannya lebih mudah bila ada gangguan. Namun kekurangannya adalah penyaluran ini mudah terpengaruh oleh cuaca buruk dan kurang estetis karena mengganggu pandangan.
2. Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. saluran bawah tanah lebih estetis karena tidak mengganggu pandangan. Karena itu saluran bawah tanah banyak digunakan di kota-kota besar. Namun biaya pembangunannya cukup mahal dibandingkan dengan saluran udara, dan perbaikannya lebih sukar bila terjadi gangguan hubungan singkat.
3. Saluran bawah Laut, Saluran transmisi listrik yang di bangun di dalam laut. Saluran Kabel bawah laut, ini merupakan saluran listrik yang melewati medium bawah air (laut) karena transmisi antar pulau yang jaraknya dipisahkan oleh lautan.
Diagram dasar dari sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik.
Proses Penyaluran Tenaga Listrik dari Pembangkit ke Konsumen
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 (tegangan distribusi primer). Tegangan distribusi primer yang digunakan pada saat ini adalah tegangan 20 kV. kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardugardu 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
Perlengkapan Gardu Transmisi 1. Busbar atau Rel, Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. 2. Ligthning Arrester , biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge). 3. Transformator instrument atau Transformator ukur, Untuk proses pengukuran. Antara lain : - Transformator Tegangan, adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi. - Transformator arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. - Transformator Bantu (Auxilliary Transformator), trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut.
4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS), Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. 5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB), Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). 6. Sakelar Pentanahan, Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan / mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. 7. Kompensator, alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator. SVC ( Static Var C o m p e n s a t o r ) berfungsi sebagai pemelihara kestabilan. 8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi, ( S u p er v i s o r y C o n t r o l A n d ) berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan D at a A c q u i s i t i o n komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya. 9. Rele Proteksi, alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan.
Komponen Pengaman Komponen pengaman (pelindung) pada transmisi tenaga listrik memiliki fungsi sangat penting. Komponen pengaman pada saluran udara transmisi tegangan tinggi, antara lain : - Kawat tanah, grounding dan perlengkapannya, dipasang di sepanjang jalur SUTT. Berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung. - Pentanahan tiang, Untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah (ground wire) akibat terjadinya sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT. - Jaringan pengaman, berfungsi untuk pengaman SUTT dari gangguan yang dapat membahayakan SUTT tersebut dari lalu lintas yang berada di bawahnya yang tingginya melebihi tinggi yang dizinkan - Bola pengaman, dipasang sebagai tanda pada SUTT, untuk pengaman lalu lintas udara
Gangguan sistem tenaga listrik Pada dasarnya suatu sistem tenaga listrik harus dapat beroperasi secara terus menerus secara normal, tanpa terjadi gangguan. Akan tetapi gangguan pada sistem tenaga listrik tidak dapat dihindari. Gangguan dapat disebabkan oleh beberapa hal berikut: Gangguan karena kesalahan manusia (kelalaian) Gangguan dari dalam sistem, misalnya karena faktor ketuaan, arus lebih, tegangan lebih sehingga merusak isolasi peralatan. Gangguan dari luar, biasanya karena faktor alam. Contohnya cuaca, gempa, petir, banjir, binatang, pohon dan lain-lain.
Jenis-jenis gangguan Jenis gangguan bila ditinjau dari sifat dan penyebabnya dapat dikelompokkan sebagai berikut : Beban lebih, ini disebabkan karena memang keadaan pembangkit yang kurang dari kebutuhan bebannya. Hubung singkat, jika kualitas isolasi tidak memenuhi syarat, yang mungkin disebabkan faktor umur, mekanis, dan daya isolasi bahan isolator tersebut. Tegangan lebih, yang membahayakan isolasi peralatan di gardu. Gangguan stabilitas, karena hubung singkat yang terlalu lama.
Sistem Tenaga Listrik
Subsistem Pembangkit
Subsistem Transmisi
Subsistem Distribusi
O n e li n e d i ag r a m sistem tenaga
listrik
Sistem interkoneksi Jawa-Bali 500 kV
SLAYA
CLGON
PLTGU CILEGON PLTGU BOJONEGARA KMBNG TMBUN CWANG
MRTWR
SRANG BLRJA
BKASI
CBATU
Jawa
PWTAN
U
GNDUL DEPOK
TJATI
CRATA CIBNG
CSKAN
Keteranga n: GITET Existing GITET Rencana SUTET Existing SUTET Rencana
Madura
CRBON
SGLNG BDSLN LGDAR
NGBNG UJBRG
PMLNG
GRSIK
UNGAR SBBRT
TSMYA
SBLTN PITON
PKLAN
BNGIL GRATI KLTEN
Bali
KDBRU WTDOL
GLNUK EDOP3B
KAPA L
Electric shock Efek Fisiologis •
•
•
•
1
Arus listrik yang mengalir dalam suatu bahan akan dihambat oleh sesuatu yang kemudian disebut resistan. Proses penghambatan arus mengakibatkan disipasi energi yang biasanya berbentuk panas (heat ). Hal ini mendasari pengaruh listrik pada jaringan hidup (living tissue) yaitu menimbulkan panas. Pada suatu nilai panas tertentu jaringan dapat terbakar. Efek fisiologisnya sama seperti kerusakan yang diakibatkan oleh api atau sumber panas lainnya, bedanya adalah bahwa listrik dapat menyebabkan jaringan dibawah kulit atau bahkan organ internal terbakar
Efek Fisiologis •
•
•
•
2
Sistem saraf manusia bekerja menggunakan arus listrik (sangat kecil, piko amper) Apabila ada arus listrik lain dalam tubuh maka dapat menyebabkan kekacauan kerja saraf. Kekacauan kerja sistem saraf menyebabkan terjadinya kontraksi otot (muscle constraction) yang disebut tetanus (kejang). Manusia yang terkena strom listrik terkadang tidak dapat melepaskan diri, seolah lengket, yang dikarenakan kerja saraf yang kacau, bahkan meskipun arus listrik sudah tidak mengalir melalui tubuh, otot-otot seringkali tidak dapat segera digerakkan..
Efek Fisiologis
3
•
Arus listrik dapat mempengaruhi kerja otot diafragma yang mengendalikan kerja paru-paru
•
Arus listrik dapat mempengaruhi kerja jantung. fibrillation, Jantung dapat mengalami yaitu bergetar/berdetak dengan irama yang tidak teratur
•
Listrik dc lebih cepat menimbulkan tetanus, sedangkan listrik ac lebih cepat menimbulkan fibrilasi pada jantung.
•
Listrik juga dapat mengakibatkan keterkejutan yang menimbulkan gerakan tak terduga yang berbahaya.
Tabel pengaruh arus Bodily effect
DC
AC 60 Hz
AC 10 kHz
Slight sensation felt at hand(s)
Men = 1.0 mA Women = 0.6 mA
0.4 mA 0.3 mA
7 mA 5 mA
Threshold of perception
Men = 5.2 mA Women = 3.5 mA
1.1 mA 0.7 mA
12 mA 8 mA
Painful, but voluntary muscle control maintained
Men = 62 mA Women = 41 mA
9 mA 6 mA
55 mA 37 mA
Painful, unable to let go of wires
Men = 76 mA Women = 51 mA
16 mA 10.5 mA
75 mA 50 mA
Severe pain, difficulty breathing
Men = 90 mA Women = 60 mA
23 mA 15 mA
94 mA 63 mA
Possible heart fibrillation after 3 seconds
Men = 500 mA Women = 500 mA
100 mA 100 mA
Referensi :
http://TRANSMISI TENAGA LISTRIK _ Hilmangkey.htm
http://PresentationTransmissionofElectricalEnergy.pdf
Electric Power Distribution System Engineering, Turan Gonen, McGraw-Hill Book Company, 1986 Power Distribution Planning Reference Book, H. Lee Willis, Marcel Dekker, 2004
