PENDAHULUAN

Sejalan dengan semakin berkembangnya perindustrian di negara kita, baik itu industri besar maupun usaha kecil dan menengah (UKM), tentu harus didukung dengan kenyamanan pada berbagai sektor termasuk didalamnya ketersediaan energi.

Listrik merupakan bentuk energi yang paling cocok dan nyaman bagi manusia modern. Tanpa listrik infra-struktur masyarakat sekarang tidak akan menyenangkan. Makin bertambahnya konsumsi listrik per kapita di seluruh dunia menunjukkan kenaikan standar kehidupan manusia. Pemanfaatan secara optimum bentuk energi ini oleh masyarakat dapat dibantu dengan sistem distribusi yang efektif.

Suatu sistem tenaga listrik secara garis besar terdiri dari tiga bagian yaitu sistem pembangkit, sistem transmisi, dan sistem distribusi. Pusat pembangkit merupakan tempat energi listrik dibangkitkan, dan dengan menggunakan transformator step-up, tegangan listrik dinaikkan dan selanjutnya disalurkan melalui saluran transmisi. Saluran transmisi akan menghubungkan antara pusat pembangkit dengan sistem distribusi, di mana tenaga listrik akan disalurkan ke gardu induk dan melalui transformator step-down, tegangan sistem diturunkan menjadi tegangan menengah. Pada bagian distribusi, energi listrik selanjutnya akan disalurkan ke pemakai untuk berbagai kebutuhan.

Energi listrik dibangkitkan pada pembangkit tenaga listrik yang dapat merupakan suatu pusat listrik tenaga uap (PLTU), pusat listrik tenaga air (PLTA), pusat listrik tenaga gas (PLTG), pusat listrik tenaga diesel (PLTD), ataupun pusat listrik tenaga nuklir (PLTN). Jenis pembangkit tenaga listrik yang digunakan pada umumnya tergantung dari jenis bahan bakar atau energi primer yang tersedia. Pada sistem besar sering ditemukan beberapa jenis pembangkit tenaga listrik, sedangkan untuk sistem yang lebih kecil biasanya ditemukan PLTD. Pembangkit tenaga listrik pada umumnya membangkitkan energi listrik pada tegangan menengah (TM), yaitu antara 6 sampai 20 kV.

Dalam proses penyaluran energi listrik dari sistem pembangkit (power generation) ke sistem distribusi (system distribution) diperlukan mekanisme transmisi daya listrik yang effektif dan effisien sehingga rugi-rugi akibat transmisi tersebut dapat dikurangi seminimal mungkin. Pusat pengatur (control center) didirikan dengan tujuan untuk melakukan koordinasi antara sistem pembangkit dengan sistem ditribusi sebagai sumber beban. Pusat pengatur juga berperan penting dalam hal pemulihan terhadap adanya gangguan gangguan dalam proses transmisi , proses penormalan terhadap adanya gangguan diharapkan dilakukan dalam waktu yang sesingkat mungkin sehingga akan meningkatkan kuantitas daya yang tersalur ke konsumen/beban.

Secara teknis energi listrik lebih efektif untuk disalurkan pada tegangan tinggi. Rugi rugi yang ditimbulkan dalam proses transmisi dapat dikurangi. Gardu Induk (substation) sebagai suatu sub-sistem penyaluran energi listrik memegang peranan penting dalam proses penurunan / kenaikan tegangan. Step up/Down tegangan dilakukan pada masing-masing Gardu Induk (substation). Dalam Gardu Induk (substation) dilakukan proses recording/pencatatan terhadap besarnya parameter-parameter ketenagalistrikan yang diantaranya besarya Tegangan (Voltage /V), Arus (Current/I) , Frekuensi (frequency /f), Daya Aktif (Aktif Power / MW), Daya Rekatif (Reaktif Power / MX). Di dalam Gardu Induk juga dilakukan fungsi proteksi(protection) terhadap komponen-komponen yang terdapat dalam gardu induk, fungsi proteksi penting untuk melindungi peralatan dari kondisi sistem kelistrikan yang abnormal yang mugkin disebabkan oleh adanya gangguan penghantar ataupun adanya tegangan surja /petir. Dalam gardu induk juga dilakukan proses kontrol on/off terhadap peralatan switching device sebagai salah satu mekanisme on/off aliran daya.JENIS-JENIS PENGHANTARPada masa awal dari transmisi tenaga listrik, penghantar biasanya terbuat dari tembaga. Tetapi penghantar aluminium, yang lebih murah dan lebih ringan dibandingkan tembaga untuk suatu resistansi yang sama, akhirnya menggantikan kedudukan penghantar tembaga. Kenyataan bahwa untuk resistansi yang sama penghantar aluminium mempunyai diameter yang lebih besar dibandingkan penghantar tembaga, juga merupakan suatu keuntungan. Dengan diameter yang lebih besar garis fluks listrik yang berasal dari penghantar tersebut akan lebih berjauhan satu dengan yang lain di permukaan penghantar untuk tegangan yang sama, Ini berarti bahwa permukaan penghantar terdapat gradient tegangan yang lebih rendah, sehinnga kemunkinan terjadinya ionisasi udara di sekitar penghantar juga lebih kecil

Bermacam-macam jenis penghantar aluminium dapat dikenal dari lambing-lambang berikut ini :

AAC

:all-alluminium conductors, seluruhnya terbuat dari aluminium

AAAC:all-aluminium-alloyconductors, seluruhnya terbuat dari campuran alluminium

ACSR:Aluminium Conductor, Steel Reinforced, Penghantar aluminium yang diperkuat dengan baja.

ACAR:Aluminium Conductor Alloy Reinforcd, penghantar aluminium yang diperkuat dengan lugam campuran.

Penghantar dari camouran alluminium mempunya kekuatan-tarik (tensile strength) yang lebih besar daripada pengahntar aluminium biasa. ACSR terdiri dari inti serat bajadi tengah, yang dikelilingi oleh lapisan serat-serat aluminium. ACAR mempunyai inti tengah terbuat dari alluminium berkekuatan tinggi yang dikelilingi oleh lapisan penghantar aluminium biasa.

Suatu jenis penghantar yang dikenal dengan nama ACSR diperuas (expanded ACSR) mempunyai semacam pengisi, misalnya dari kertas , yang memisahkan serat baja dari serat aluminium yang diluar. Lapisan kertas memberikan diameter yang lebih besar (dank arena itu koronanya lebih rendah) untuk suatu konduktivitas dan kekuatan tarik-tarik yang dikehendaki. ACSR dyang diperluas dipergunakan pada beberapa saluran tagangan tinggi ekstra. (EHV).

Kabel untuk transmisi bawah tanah (underground) biasanya bbbukan dibuat dari serat aluminium, melainkan dari serat tembaga. Penghantarnya diberi isolasi kertas yang direndam dalam minyak.

JENIS-JENIS ISOLATOR

Energi listrik umumnya dibangkitkan oleh Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, yang jauh dari perkotaan dimana para pelanggan umumnya berada. Masalahnya sekarang ialah bagaimana menyalurkan tenaga listrik tersebut secara ekonomis pada jarak yang cukup jauh.

Skema penyaluran energi listrik ke pelanggan dimulai dari Pusat Pembangkit, Gardu Induk Penaik Tegangan, Saluran Transmisi, Gardu Induk Penurun Tegangan, Jaringan Tegangan Menengah, Pelanggan Besar / Gardu Distribusi, Jaringan Tegangan Rendah ( JTR ) dan para pelanggan.

Sistem Distribusi ini dapat pula kita kelompokkan kedalam dua tingkat yaitu :

1. Sistem Jaringan Distribusi Primer; dan biasa disebut Jaringan Tegangan Menengah ( JTM ) dan

2. Sistem Jaringan Distribusi Sekunder; dan biasa disebut Jaringan Tegangan Rendah ( JTR ).

Energi, khususnya energi listrik, merupakan sebuah komoditi yang sangat berdampak dalam kehidupan social dan ekonomi suatu wilayah/daerah. Oleh karena itu, dibutuhkan adanya pemeliharaan suatu jaringan distribusi agar pasokan listrik yang dibutuhkan konsumen selalu terjaga.

OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN MENENGAH

Masalah utama dalam operasi system distribusi adalah bagaimana mengatasi gangguan dengan cepat karena gangguan yang terbanyak dalam system tenaga listrik terdapat dalam system distribusi jaringan distribusi tegangan menengah atau juga disebut Jaringan Distribusi Primer. Jaringan ini kebanyakan mempunyai tegangan 20 KV dan terdiri dari kabel tanah maupun Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM). Gangguan pada SUTM jumlahnya lebih banyak dan kebanyakan bersifat temporer sedangkan pada kabel tanah jumlah gangguannya lebih sedikit tetapi kebanyakan bersifat permanent. Oleh karenanya banyak dipakai penutup balik (recloser) untuk SUTM. Ada berbagai konfigurasi Jaringan Distribusi Primer yaitu :

a. Konfigurasi Radial

Gambar Jaringan Tegangan Menengah dengan Konfigurasi Radial

Gambar diatas menggambarkan Jaringan Tegangan Menengah berupa feeder-feeder radial yang keluar dari Gardu Induk (GI). Sepanjang setiap feeder, terdapat transformator-transformator distribusi (T.D) yang dilengkapi dengan sekring S. Transformator Distribusi diletakkan sedekat mungkin dengan beban sehingga umumnya terletak di dalam kota apabila yang dilayani adalah kota bukan desa. Dilain pihak sering terdapat kesulitan untuk meletakkan GI di dalam kota karena masalah izin tanah untuk SUTT dan untuk bangunan GI. Untuk mengatasi hal ini dapat dibangun Gardu Hubung (GH) seperti terlihat pada gambar di bawah.

Gambar GI dan GH dalam Jaringan Tegangan Menengah

Antara GI dan GH umumnya dihubungkan oleh dua sirkit tegangan menengah yang dilengkapi dengan relay selektif agar kalau salah satu sirkit terganggu masih ada satu sirkit yang beroperasi.

OPERASI PENGATURAN JTM SISTEM RADIAL

Keadaan normal :

1. Semua peralatan hubung dalam keadaan masuk.

2. Koordinasi pengaman PMT, recloser dan sectionalizer, fuse cut out (bila ada) harus benar.

3. Penampang penghantar perlu diperhitungkan dengan cermat.

Keadaan gangguan :

1. Pemadaman pada sebagian jaringan tidak dapat dihindarkan.

2. Saklar tiang, fuse cut out, jumper dapat dipakai untuk melokalisir gangguan.

Pengamanan jaringan dilakukan setelah gangguan diperbaiki

b. Konfigurasi Ring

Karena perkembangan jaringan dlaam mengikuti perkembangan beban, maka jaringan yang tadinya berbentuk radial akhirnya dapat menjadi ring seperti terlihat pada gambar.

GambarJaringan Tegangan Menengah dengan Konfigurasi Ring

Dalam praktek umumnya ring dibuka dengan membuka PMT no. 5, karena dlaam Jaringan Tegangan Menengah tidak tersedia system relay yang memadai untuk menutup ring seperti halnya pada sistem transmisi. Pada konfigurasi radial, apabila terjadi gangguan pada salah satu feeder maka semua pelanggan yang terhubung pada feeder tersebut terganggu. Apabila gangguan tersebut bersifat permanent dan memerlukan perbaikan terlebih dahulu sebelum dapat dioperasikan kembali, maka pelanggan yang mengalami interupsi pelayanan jumlahnya relative banyak. Pada konfigurasi ring jumlah ini dapat dikurangi.

Misalnya seperti terlihat pada gambar di atas apabila terjadi gangguan di titik G maka PMT no. 3 trip. Setelah PMT no. 3 dicoba masuk lagi dan trip lagi maka harus dilakukan langkah mencari dan memperbaiki bagian yang terganggu. Setelah PMS A dan PMT no. 5 dimasukkan dan ternyata keadaannya normal maka kerusakan yang menyebabkan gangguan permanent dititik G harus dicari yaitu terletak antara PMS A dan PMT no. 3. Selama pencarian dan perbaikan titik G yang terganggu hanya pelanggan yang ada diantara PMS A dan PMT no. 3 yang mengalami interupsi pelayanan.

Apabila jumlah PMS seperti PMS A dan PMS B diperbanyak, maka jumlah pelanggan yang mengalami interupsi pelayanan dapat dikurangi lagi.

OPERASI PENGATURAN JTM SISTEM LINGKAR

Keadaan normal :

1. Posisi normal jaringan disusun / ditetapkan berdasarkan : beban, jarak, kemampuan penghantar, tingkat urgensi penyaluran dan sebagai saluran cadangan.

2. PMS tiang saluran utama dalam keadaan keluar.

3. PMS tiang saluran percabangan dalam keadaan masuk.

4. UPD menerima pemberitahuan perubahan pada jaringan dari operator lapangan PLN Cabang.

5. Pemasukan / pengeluaran PMS tiang, PMT dan PMB gardu dilaksanakan oleh operator lapangan.

6. Operator lapangan wajib dan bertanggung jawab untuk segera melaporkan kepada UPD atas pelaksanaan pengaturan.

Keadaan gangguan :

1. UPD menerima pemberitahuan keadaan gangguan feeder dari :

Indikasi keluarnya PMT dan bekerjanya rele arus lebih.

Indikasi keluarnya secara tetap recloser tiang.

2. Mengadakan pengusutan gangguan

Mengadakan manuver

c. Konfigurasi Spindel

GambarJaringan Tegangan Menengah dengan Konfigurasi Spindel

Jaringan Tegangan Menengah dengan konfigurasi spindle digambarkan oleh gambar III.4. Dalam keadaan normal semua PMT dan PMS dari setiap feeder yang keluar dari GI dalam keadaan masuk kecuali PMT dan PMS feeder yang ada di Gardu Hubung (GH). Hanya PMT dan PMS dari Express Feeder di GH yang dalam keadaan masuk.

Misalnya ketika terjadi gangguan di titik G pada feeder A maka PMT no. 1 trip. Apabila feeder A adalah kabel tanah maka PMT no. 1 tidak boleh dicoba masuk lagi seperti poin sebelumnya, tetapi tempat gangguan harus dicari dan dilokalisir terlebih dahulu.

Untuk mengetahui tempat gangguan yaitu titik G, harus dikirim petugas untuk melihat indicator I yang ada pada setiap gardu distribusi yaitu tempat transformator distribusi TD berada. Apabila indicator I mengeluarkan tanda (bendera) maka berarti tempat gangguan terjadi di arah belakangnya. Jadi kalau gangguan terjadi di titik G maka Indikator I akan mengeluarkan tanda sedangkan indicator I2 dan indicator I3 tidak mengeluarkan tanda. Setelah letak gangguan diketahui yaitu antara indicator I1 dan indicator I2 maka PMS noo. 2 dan 3 dibuka kemudian PMT no. 1 dan 4 dimasukkan sehingga pelayanan bagi para pelanggan normal kembali sementara terdapat gangguan G telah dilokalisir dengan membuka PMS no. 2 dan 3.

Setelah bagian yang terganggu di titik G selesai diperbaiki maka konfigurasi jaringan dapat dikembalikan seperti sebelum terjadi gangguan dengan membuka PMT no.1 dan 4, memasukkan PMS no.2 dan 3 kemudian memasukkan kembali PMT no.1.

OPERASI PENGATURAN JTM SISTEM SPINDLE

Keadaan Normal :

1. Posisi jaringan di GI adalah :

PMB seluruh feeder bekerja dalam keadaan keluar.

PMT ekspress feeder dalam keadaan masuk.

2. UPD menerima pemberitahuan perubahan keadaan jaringan di GI dari:

Operator lapangan cabang.

Melalui printer dan display.

3. Pemasukan dan pengeluaran PMB dilaksanakan oleh :

Operator lapangan cabang atas permintaan UPD.

UPB apabila gagal oleh operator lapangan.

4. Posisi jaringan di gardu distribusi adalah :

PMB zone I (kearah GI) masuk.

PMB zone II (kearah GI) masuk.

5. Operator lapangan wajib dan bertanggung jawab untuk segera melaporkan kepada UPD.

Keadaan gangguan :

1. UPD menerima pemberitahuan keadaan jaringan dari indikasi keluarnya PMT bekerjanya rele arus lebih.

2. UPD menetapkan zone gangguan pada feeder bila dilengkapi teleproccesing.

3. Melokalisir gangguan berdasarkan atas zone yang terganggu.

4. Mengadakan manuver pada jaringan yang tidak terganggu

5. Mengadakan perbaikan gangguan oleh regu pemeliharaan.

OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI TEGANGAN RENDAH

Jaringan distribusi Tegangan Rendah bermula dari sisi tegangan rendah pada Transformator Distribusi seperti digambarkan oleh gambar III.5, yakni suatu jaringan distribusi tegangan rendah dengan empat jurusan Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR).

Gambar Jaringan Tegangan Rendah dengan empat jurusan (SUTR)

SUTR dapat berupa saluran udara dengan konduktor yang telanjang atau kabel udara. Saluran Tegangan Rendah dapat pula berupa kabel tanah namun hal ini jarang sekali dipakai di Indonesia mengingat harganya yang relative mahal. SUTR yang menggunakan kabel udara banyak dikembangkan pemakaiannya oleh PLN karena gangguannya yang lebih sedikit dibandingkan dengan SUTR yang menggunakan konduktor telanjang. Dibandingkan dengan Kabel Tanah Tegangan Rendah, SUTR yang memakai kabel udara masih lebih murah.

Masalah utama dalam operasi Jaringan Tegangan Rendah adalah gangguan yang disebabkan oleh pohon/tanaman, kontak-kontak yang kendor, laying-layang, dan lain-lain perbuatan manusia serta kelakuan binatang. Dengan menggunakan kabel udara maka gangguan yang disebabkan oleh hal-hal tersebut menjadi jauh lebih berkurang kecuali yang disebabkan kontak-kontak yang kendor tetap tidak berkurang.

Konfigurasi jaringan tegangan rendah hanya radial dan pengamannya hanya berupa sekering saja. Gangguan pada Sambungan Rumah (SR) penyebabnya adalah serupa dengan yang untuk SUTR, tetapi untuk bagian sambungan rumah yang ada dalam bangunan rumah pelanggan gangguannya serupa dengan gangguan pada instalasi pelanggan, yaitu karena kontak yang kendor, isolasi rusak karena dimakan binatang atau sebab-sebab mekanis serta bocoran air yang masuk ke dalam instalasi. Pada operasi Jaringan Tegangan Rendah harus diamati secara periodic beban (arus) yang ada pada setiap fasa dan dijaga agar selalu seimbang. Apabila beban tidak seimbang maka harus dilakukan pemindahan beban yaitu pemindaha sambungan rumah dan dibagi-bagi antara ketiga fasa agar dicapai keseimbangan beban. Karena pada Jaringan Tegangan Rendah tidak terdapat instalasi pengukuran tegangan dan arus maka pengukuran tegangan dan arus perlu dilakukan secara periodic pada titik-titik tertentu dalam jaringan untuk mengetahui tegangan yang tersedia bagi para pelanggan masih cukup baik atau tidak dalam kebesarannya maupun keseimbangannya, khususnya bagi pelanggan dengan sambungan tiga fasa. Sedangkan pengukuran arus diperlukan untuk mengetahui keseimbangan beban antara fasa-fasa serta mengetahui apakah saluran telah berbeban atau tidak.