7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 1/70

Peralatan Tegangan Tinggi

Oleh :

DIMAS ANTON ASFANI, Ph.D

TOPIK KHUSUS TEKNIKSISTEM TENAGA

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 2/70

Materi Pelatihan Peralatan Substation

Bus Bar, Transformer, CB, Disconnector,

Earthing Switch, LA, PT, CT, Ground Wire,Grounding

Operasi dan Maintenance Peralatan

Gas Insulated Switchgear

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 3/70

Tegangan TinggiBatasan di setiap negara berbeda-beda mengenai

 besar nilai tegangan untuk tegangan tinggi.

Istilah yang sering digunakan : Tegangan Rendah (Low Voltage)

Tegangan Menengah (Medium Voltage)

Tegangan Tinggi (High Voltage) Tegangan Ekstra Tinggi (Extra High Voltage)

Tegangan Ultra Tinggi (Ultra High Voltage)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 4/70

Tegangan TinggiDi Indonesia, Sistem Tenaga Listrik Jawa Bali

milik PT.PLN (Persero)

Tegangan Rendah : 110 V, 220 V Tegangan Menengah : 20 kV

Tegangan Tinggi : 75 kV, 150 kV

Tegangan Ekstra Tinggi : 500 kV

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 5/70

Sistem Tenaga Listrik  PEMBANGKIT

PENYALURAN (Transmisi, Distribusi)

BEBAN

G

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 6/70

Mengapa Tegangan Tinggi ? Tegangan Tinggi digunakan pada Saluran

Transmisi Tenaga Listrik 

Untuk penyaluran daya yang besar dan jarakyang cukup jauh antara pembangkit dan

 pusat beban, mengapa ?

MENGURANGI RUGI-RUGI ENERGI

LISTRIK PADA SALURAN TRANSMISI

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 7/70

Tegangan setinggi-tingginya ? Semakin tinggi tegangan, rugi di saluran

transmisi semakin kecil, tapi :

kemampuan isolasi udara terbatas(+ 30 kV/cm)

 peralatan dengan tingkat safety tinggi

dampak terhadap lingkungan

investasi biaya tinggi, dsb.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 8/70

Masalah Tegangan TinggiHal yg perlu diperhatikan pada desain peralatan:

elektris : isolasi terhadap besaran listrik yang

tinggi mekanis : konstruksi yang harus kokoh

thermal : panas dapat timbul selama operasi

atau gangguan

ekonomis : spesifikasi teknis yang tinggi

 biayanya mahal.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 9/70

Substation / Gardu Induk (G.I) Di gardu pembangkit : tegangan dinaikkan

menjadi tegangan tinggi atau ekstra tinggi

menuju saluran transmisi Di gardu transmisi (pusat beban) : tegangan

dari saluran transmisi diturunkan menjadi

tegangan menengah, untuk selanjutnyadidistribusikan.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 10/70

Transformer  Merupakan peralatan utama pada Substation

Menaikkan / menurunkan tegangan AC

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 11/70

Peralatan Penunjang di G.I.

Peralatan lain yang ada di substation untuk :

Pengoperasian

Pengukuran

Pemeliharaan

Proteksi terhadap gangguan

Melindungi operator 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 12/70

Switchgear 

seperti di sistem listrik tegangan rendah,

tegangan tinggi pun butuh "saklar  " dalam

operasi maupun gangguan. Peralatan inimembutuhkan desain dan perhatian khusus.

Peralatan-peralatan ini dan penunjangnya disebut

sebagai SWITCHGEAR , antara lain : bus bar,CB, disconnector, PT, CT, dsb.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 13/70

Klasifikasi Gardu Induk 

outdoor : trafo, switchgear, dll di tanah yang

luas ( switchyard )

indoor : semua peralatan di dalam gedung semi outdoor : sebagian peralatan di luar

gedung

underground : semua peralatan di bawahtanah

mobile : untuk keperluan darurat

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 14/70

Fasilitas dan Peralatan G.I.

Transformer utama

Switchgear 

Panel pengendali ( switchboard )

Peralatan ukur 

Peralatan proteksi

Peralatan komunikasi

Peralatan pembantu (auxillary)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 15/70

Layout Bus Bar Switchgear

Single Bus

Multiple Bus

Ring Bus

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 16/70

Single Bus Bar 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 17/70

Double Bus Bar 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 18/70

Ring Bus Bar 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 19/70

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 20/70

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 21/70

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 22/70

Transformer / Trafo

Trafo 3 fasa :

1 x 3 fasa

3 x 1 fasa Kumparan Trafo pada G.I. Step-Up :

 primer : tegangan generator (Y)

sekunder : tegangan transmisi (Δ) tersier : untuk beban auxiliary(Δ)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 23/70

Transformer / Trafo

Yang perlu diperhatikan pada trafo T.T. :

isolasi kumparan

media pendingin respon terhadap surge

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 24/70

Transformer (Trafo)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 25/70

Power Transformer 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 26/70

Dry-Type Transfomer 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 27/70

Pendinginan Trafo

Pendingin Simbol

Minyak mineral dng titik api ≤ 300 0C O

Zat cair sintetik lain L

Gas dng titik api < 300 0C G

Udara A

Air W

Sirkulasi Pendingin Simbol

Sirkulasi natural (alami) N

Sirkulasi forced F

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 28/70

Minyak trafo

Kekuatan listrik (isolasi) tinggi

Transfer panas yang bagus

gravitasi spesifik rendah

kekentalan rendah, dapat mengalir dng mudah

suhu titik cair rendah dan titik didih tinggi

tidak bersifat korosif thd bahan insulasi dan

struktur 

sifat kimia yang stabil dlm jangka waktu lama

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 29/70

Minyak trafo

Visual Minyak nampak jernih dan tidak mengandung endapan

Kerapatan pd 270C 0,89 gram/cm3

Titik didih min. 104

o

CTitik cair max. -10 oC

Angka kenetralan 0,03 mg KOH/g (non-korosif)

Kekuatan listrik min. 30 kV (rms)

tan δ 0,005

Resistivity 27 oC 500 x 1012 cm

Kestabilan oksidasi 0,40 mg KOH/g

Kandungan air 50 ppm

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 30/70

Circuit Breaker 

Untuk membuka/menutup rangkaian baik

dalam kondisi normal maupun pada kondisi

gangguan.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 31/70

Pemilihan Circuit Breaker 

Tegangan maksimum operasi

Arus maksimum operasi

Arus short-circuit maksimum

Frekuensi sistem

Durasi arus short-circuit

Kondisi lingkungan

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 32/70

Circuit Breaker 

Jenis - Jenis CB :

Oil CB

Air Blast CB SF6 CB

Vacuum CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 33/70

Oil Circuit Breaker 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 34/70

Pembukaan Oil CB (1/4)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 35/70

Pembukaan Oil CB (2/4)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 36/70

Pembukaan Oil CB (3/4)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 37/70

Pembukaan Oil CB (4/4)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 38/70

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 39/70

Air Blast CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 40/70

Konfigurasi Air Blast CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 41/70

Air Blast CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 42/70

Air Blast CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 43/70

Air Blast CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 44/70

Mengapa Berbagai Tipe CB ?

Media Isolasi

Pemadaman Busur Api (Arc)

→ Arus dihilangkan bila mencapai nilai 0.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 45/70

Tegangan pembukaan CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 46/70

Arus pada pembukaan CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 47/70

Restriking Voltage

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 48/70

Pemutusan arus CB

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 49/70

Disconnector (Pemisah)

Tidak dapat memutuskan arus, jadi

 pembukaan dan penutupan harus dilakukan

setelah CB terbuka ! Untuk menjamin tidak terjadi kesalah

dilakukan mekanisme interlock 

Pemilihan disconnector antara lain berdasarkan lokasi dimana akan dipakai

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 50/70

Rotary disconnector 

1 Rotating base

2 Frame

3 Insulator 

4 Rotating head

5 Swivel arm

6 High-Voltage terminal

7 Actuator 

8 Earthing Switch

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 51/70

3-column rotary disconnector 

1 Swivel Base

2 Frame

3 Fixed Insulator 

4 Rotating insulator 

5 Contact arm

6 High-Voltage terminal

7 Operating mechanism

8 Earthing Switch

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 52/70

Single-column (pantograph) disconnector 

1 Rotary bearing

2 Frame

3 Post insulator 4 Rotating insulator 

5 Pantograph

6 Gearbox7 Operating mechanism

8 Earthing switch

9 Suspended contact

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 53/70

2-column vertical center-break disconnector 

1 Rotary bearing

2 Frame

3 Post insulator 4 Rotary insulator 

5 Contact arm

6 High-voltage terminal7 Operating mechanism

8 Gearbox

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 54/70

Earthing Switch

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 55/70

CT (Trafo Arus)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 56/70

Oil-filled C.T.

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 57/70

Oil-filled CT

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 58/70

Cascading Oil-filled CT

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 59/70

Capacitor Voltage Transformer (CVT)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 60/70

CVT

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 61/70

Ground Wire

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 62/70

Lightning Rod

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 63/70

Surge

Surge : Energi merambat di kawat

Petir 

Switching

Surge menjalar (gelombang

 berjalan) di kawat transmisi

→ menuju G.I. !!!

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 64/70

Spesifikasi Surge

0,1 Ep

0,5 Ep

0,9 Ep

Ep

t1t2

puncak 

muka ekor

kaki waktu

Spesifikasi : t1 / t2

Impulse petir standar :

1.2 / 50 us

Impulse hubung standar 

250 / 2500 us

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 65/70

BIL (Basic Impulse Insulation Level)

SISTEM TEGANGAN (kV) BIL TRAFO (kV) BIL CIRCUIT BREAKER (kV)

46/48.3 250 250

69/72.5 350 350

115/121 450 550

138/145 550 650

161/169 650 750

230/242 750 900

362 1050 1300

550 1300 1800

800 1800 2050

Kekuatan listrik isolasi peralatan (trafo, CB, bushing, arrester, dll) terhadap

impuls petir standar 1.2 / 50 us. (merupakan harga tegangan puncak)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 66/70

BSL (Basic Switching Insulation Level)

SISTEM TEGANGAN (kV) BSL TRAFO (kV) BSL CIRCUIT BREAKER (kV)

46/48.3 - -

69/72.5 - -

115/121 375 -

138/145 460 -

161/169 540 -

230/242 620 -

362 870 825

550 1180 1175

800 1500 1425

Kekuatan listrik isolasi peralatan (trafo, CB, bushing, arrester, dll) terhadap

impuls hubung standar 250 / 2500 us. (harga tegangan puncak)

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 67/70

Arrester 

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 68/70

Karakteristik Arrester 

Sparkover Voltage

Discharge Voltage

Sparkover 

Voltage

Discharge

Voltage

kV

uS

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 69/70

Arrester 

Memotong Tegangan Lebih

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 70/70

GIS Switchgear