DISTRIBUSI DAN PROTEKSI TENAGA LISTRIK (DTE2220)Acuan :Turan Gonen, 1986, Electric Power Distribution System Engineering, Mc Graw-HillPabla, 1994, Sistem Distribusi Daya Listrik. ErlanggaPT. PLN, 1997, Operasi Pemeliharaan Jaringan Distribusi-TMBSN, PUIL 2000Sulasno, 2001,Teknik dan Sistem Distribusi Tenaga listrik,

Ditinjau dari sudut pandang teknik tenaga listrik sistem distribusi adalah :Bagian dari sistem tenaga listrik yang terdapat diantara sumber daya sampai ke pelanggan tenaga listrik

INDUSTRISISTEM PEMBANGKITGARDUSTEP-UPSISTEM TRANSMISISISTEM DISTRIBUSIGARDUSTEP DOWNRUMAHSOSIAL/PUBLIKPLTAPLTDPLTPPLTGPLTUPLTGUKONSUMENTRAFOSTEP DOWN

Dalam perencanaan sistem distribusi ada 3 macam pilihan yang perlu dipertimbangkan Jenis sistem listriknyaJenis sistem penyalurannyaJenis konstruksinya

Jenis sistem listriknya Sistem arus searah atau Direct Current (DC)(Sistem ini sekarang sudah hampir tidak digunakan lagi).

Sistem arus bolak-balik atau Alternating Current (AC) fase tunggal

Sistem (AC) Fase TunggalSistem 2 kawatJaringan yang paling sederhana dan tertua terdiri atas 2 kawat. Satu kawat biasanya ditanahkan. Kawat netral ini untuk pengamanan.

Bila kawat yang bertegangan menyentuh kawat netral, maka tegangan akan menuju ke tanah yang luas, sehingga tingkat bahayanya berkurang.

Sistem (AC) Fase TunggalSistem 3 kawatSistem dengan 3 kawat ini adalah gabungan dari dua sistem dengan 2 kawat dan satu kawat netral bersama.

Bila beban antara kedua sistem dengan 2 kawat seimbang, maka tidak ada arus yang mengalir melalui kawat netral.

Sistem AC 2 faseSistem ini sudah banyak ditinggalkan

Sistem AC 3 faseSistem 4 kawat Sistem 3 fase, 4 kawat ini banyak digunakan.

Sistem ini ekivalen dg tiga sistem fase tunggal 2 kawat dilayani oleh generator yang sama.

Tegangan pada masing-masing fasenya berbeda 120. Sebuah kawat (kawat neral) dipakai bersama untuk sistem keseluruhan.

Bila ketiga arus fasenya hampir sama besarnya, maka arus netralnya akan kecil.

Sistem AC 3 faseSistem 3 kawat 3 faseBila beban betul-betul seimbang pada sistem 3 fase 4 kawat, maka kawat netral tidak mengalir arus dan dapat diambil, sehingga menjadi sistem 3 fase 3 kawat. Sebuah beban 3 fase dapat dihubungkan secara delta atau bintang.

Sistem Distribusi EropaCiri-cirinya :Tegangan Rendah (TR) : 125, 220, 380, 500 (dlm Volt).Tegangan Menengah (TM) : 3, 5, 6, 10, 15, 20, 25, 30 kVFrekuensi yang digunakan 50 Hz.Jaringan Tegangan Menengah (JTM) : 3 fase, 3 kawatJaringan Tegangan Rendah (JTR) : 3 fase, 4 kawat.Panjang JTM dibatasi 10 km untuk saluran udara dan 1 km untuk saluran bawah tanah.Panjang JTR dibatasi 600 m, untuk saluran udara dan 150 m untuk saluran bawah tanah.

Sistem Distribusi AmerikaCiri-cirinya :Tegangan Rendah (TR) : 120, 240, 480, 660 (dlm Volt).Tegangan Menengah (TM): 2,4; 4,16; 6,9; 8,32 (dlm kV)Frekuensi yang digunakan 60 Hz.

Sistem Distribusi IndonesiaSistem distribusi di Indonesia dimulai dari sisi sekunder transformator daya pada Gardu Induk (GI) 150/20 kV, bila jarak pusat beban dengan GI relatif dekat. Tetapi bila jarak GI ke pusat beban cukup jauh, maka diperlukan sarana hubung, yaitu Gardu Hubung (GH). Di GH ini terdapat transformator daya penurun tegangan 70/20 kV. Dari sinilah jaringan distribusi primer dengan tegangan nominal 20 kV dimulai. Selanjutnya jaringan distribusi sekunder bekerja pada tegangan nominal 220/380 V.

Tegangan distribusi sekunder menurut SK Dirjen Gatrik No.09/K/1970 adalah :Tegangan nominal untuk instalasi distribusi sekunder sistem fase tunggal ; 220 VTegangan nominal untuk instalasi distribusi sekunder sistem 3fase 4 kawat ; 220/380 V.Frekuensi yang digunakan adalah 50 Hz.

Ditinjau dari keandalannya, jaringan distribusi dapat dibedakan atas jenis sistem penyalurannyaStruktur radialStruktur ini merupakan sistem jaringan yang paling sederhana, cara pengoperasiannya mudah, hubunganya langsung dari titik sumber daya ke pemakai.

Struktur radialCiri-ciri :bentuk sederhana, mudah pelaksanaannyapengoperasian dan perawatan mudahbiaya investasi murahaliran daya hanya satu arahbila saluran utama terganggu, maka saluran cabangpun terganggu (keandalannya rendah).

Struktur LoopSebuah sistem untuk membatasi pemutusan aliran listrik dapat menggunakan struktur loop, yang memberikan dua saluran utama untuk pelanggan yang membutuhkan sekali.

Bila penyaluran listrik gagal dalam satu arah, maka beban dapat disuplai dari saluran ujung lain. Dalam struktur ini saluran harus mempunyai kapasitas yang cukup. Ukuran dari penghantar saluran utama dirancang sama pada seluruh jaringan loop. Pemilihan ukuran penghantar berdasarkan besar beban normal yang harus dibawa ditambah beban dari setengah loop yang lain.

Ciri-ciri struktur Loop ;

Metode operasinya mudahKeandalannya cukup tinggiInvestasinya cukup tinggi

Struktur matajala (network) Struktur ini biasanya diterapkan pada area distribusi yang luas dengan beban yang besar dan memerlukan keandalan yang lebih untuk kelangsungan pelayanan.Ciri-ciri :Metode operasinya sulitInvestasinya tinggiKeandalannya tinggi.

Ditinjau dari jenis konstruksi, pada prinsipnya jaringan distribusi dapat dibedakan atas dua jenis yaitu : saluran udara dan saluran bawah tanah.

Sekalipun dari aspek keindahan dan kenyamanan lingkungan saluran bawah tanah lebih baik, tetapi sistem ini mempunyai masalah yang lebih kompleks dari pada jaringan udara.

Konstruksi dan struktur jaringan yang digunakan dalam sistem distribusi merupakan kompromi antara kepentingan teknis di satu pihak dan alasan ekonomis di lain pihak. Secara teknis, konstruksi dan struktur jaringan yang digunakan harus memenuhi syarat keandalan minimum jaringan

Tiang

Tiang listrik adalah salah satu komponen utama dari konstruksi distribusi saluran udara yang menyangga hantaran listrik beserta perlengkapannya dan pemakaiannya bergantung pada keadaan lapangan.

TiangTiang awal/tiang akhir dipasangan pada permulaan/akhir penarikan kawat penghantar dengan gaya tarikan dari satu arah.Tiang penyangga dipasang pada saluran listrik yang lurus dan hanya berfungsi sebagai penyangga kawat penghantar beserta perlengkapannya.Tiang sudut dipasang pada saluran listrik, dimana pada tiang tersebut arah penghantar membelok dan arah gaya tarikan kawat adalah horisontal.

Tiang

Tiang listrik harus memiliki sifat-sifat antara lain : Kekuatan mekanik yang tinggi Perawatan yang mudah Mudah dalam pemasangan konduktor saluran

Tiang

Bahan yang dipakai tiang listrik dapat terbuat dari kayu, baja ataupun beton bertulang.

Tiang kayu mudah terpengaruh pembusukan, karena itu perlu dilakukan proses pengawetan

Tiang baja memiliki kekuatan mekanik yang tinggi, tetapi mudah korosi disamping harganya relatif mahal .

Tiang beton bertulang dapat berumur panjang, mudah perawatannya, relatif lebih murah tetapi mudah hancur oleh tumbukan.

Konfigurasi jaringan pada tiang penyangga dapat dibedakan menjadi 3 bentuk yakni :Mendatar (horizontal)Tegak (vertikal)Segi tiga (delta)

Konfigurasi jaringan tersebut bergantung pada sistem yang digunakan dan kondisi lapangan.

Spesifikasi Tiang

TiangTiang baja harus diberi tanda pengenal yang menyatakan ukuran panjang, beban kerja, kode pabrik atau nomor seri produksi.

Tanda tersebut harus jelas dan tidak mudah terhapus, dipasang setinggi 1,5 m di atas garis tanah.

9 : panjang tiang (m)200 : beban kerja (da N)BP : kode pabrik (misal : Bengkel Pusat)234 : nomor seri produksi

TiangKeuntungan tiang baja adalah :ringan (ukurannya lebih kecil dibanding tiang kayu maupun beton) mudah penggunaannya,tetapi mahal pemeliharaannya.

TiangTiang beton berpenampang bulat adalah tiang beton pratekan dan bertulang, berongga ditengahnya dengan peruncingan (taper) normal 1/75

Tiang

Tiang betonJenis tiang harus dibedakandengan kode warna pada semua huruf tanda pengenal (kecuali merek dagang).

Beban kerja 100 daN - warna hitamBeban kerja 200 daN - warna biruBeban kerja 350 daN - warna merahBeban kerja 500 daN - warna hijauBeban kerja 800 daN - warna kuningBeban kerja 1200 daN - warna putih

GawangAda 4 faktor yang mempengaruhi dalam pemilihan gawang yaitu :

Tegangan tarik kawatAndongan pada kawatTinggi tiangJumlah tiang persatuan panjang

gawangUntuk memilih tinggi tiang dari suatu jaringan distribusi sehingga memenuhi persyaratan teknis, maka pemilihan gawang merupakan hal yang perlu diperhitungkan.

gawangSebagai misal penggunaan gawang yang lebih besar; keuntungan yang diperoleh dari pemilihan ini adalah jumlah tiang persatuan panjang lebih sedikit.Akan tetapi perlu diingat bahwa pemilihan ini ada kerugiannya, yakni membutuhkan tiang yang lebih tinggi.

Pada umumnya gawang tiang antara 40 s/d 60 m.

gawangTegangan tarik bergantung pada berat kawat dan beban lain yang bekerja pada kawat itu. Karena adanya tegangan tarik ini, kawat akan bertambah panjang sesuai modulus elastisitas dan panjang kawatnya.

Ada dua hal yang perlu diperhatikan dalam menarik kawat :Tegangan tarik tidak boleh melebihi tegangan tarik kawat yang diijinkan.Jarak kawat ketanah tidak boleh lebih kecil dari jarak terkecil yang diijinkan.

Berat kawat akan menimbulkan tegangan tarik pada penampang kawat, kalau tegangan tarik terlalu besar menyebabkan kawat tersebut cepat putus.Tarikan-tarikan yang normal lebih penting untuk menghubungkan umur kawat dari pada tarikan yang berat. Untuk mengimbangi perubahan beban dan suhu pada kawat, umumnya kuat tarik yang bekerja pada kawat penghantar tidak lebih dari 60 % dari kekuatan tegangan putus.

Andongan

Yang dimaksud dengan andongan atau lendutan (sag) adalah jarak antara posisi terendah dari penghantar yang direntangkan dengan posisi dimana penghantar tersebut disangga/digantung pada tiang.