Gardu Tiang Trafo

44
GARDU DISTRIBUSI A. Pendahuluan Pengertian umum yang dimaksud dengan Gardu Distribusi adalah suatu tempat/ bangunan instalasi listri yang didalamnya terdapat alat-alat : Pemutus, penghubung, pengaman dan trafo distribusi untuk mendistribusikan tenaga listrik sesuai dengan kebutuhan tegangan konsumen. Peralatan-peralatan ini adalah untuk menunjang mencapai pendistribusian Tenaga Listrik secara baik yang mencakup kontinuitas pelayanan yang terjamin, mutu yang tinggi dan menjamin keselamatan bagi manusia. Fungsi Gardu Distribusi Adalah Sebagai Berikut : 1. Menyalurkan/ meneruskan tenaga listrik tegangan menengah ke konsumen tegangan rendah. 2. Menurut tegangan menengah menjadi tegangan rendah selanjutnya disalurkan kekonsumen tegangan rendah. 3. Menyalurkan/ meneruskan tenaga listrik tegangan menengah ke gardu distribusi lainnya dan ke gardu hubung. Gardu Kios Gardu kios adalah Gardu Distribusi yang pembangunannya bisanya bersifat untuk sementara saja selama ada rehabilitasi gardu. Bangunannya terdiri dari rangka besi dan dindingnya dari Seng serta lantainya biasanya terbuat dari kayu atau beton. Ruangan pada gardu ini terdiri dari 3 bagian, yaitu : - Ruangan Tegangan Menengah - Ruang Trafo - Ruang Tegangan Rendah Gardu Beton/ Tembok Sesuai dengan namanya maka gardu ini ter buat dari beton. Type dari bagunan ini bermacam-macam sesuai dengan lokasi dan kebutuhan . Kapasitas transformator yang dipasang pada gardu ini dapat lebih besar dibandingkan dengan gardu-gardu sebelumnnya yang

Transcript of Gardu Tiang Trafo

Page 1: Gardu Tiang Trafo

GARDU DISTRIBUSI

A. PendahuluanPengertian umum yang dimaksud dengan Gardu Distribusi adalah suatu tempat/ bangunan instalasi listri yang didalamnya terdapat alat-alat : Pemutus, penghubung, pengaman dan trafo distribusi untuk mendistribusikan tenaga listrik sesuai dengan kebutuhan tegangan konsumen. Peralatan-peralatan ini adalah untuk menunjang mencapai pendistribusian Tenaga Listrik secara baik yang mencakup kontinuitas pelayanan yang terjamin, mutu yang tinggi dan menjamin keselamatan bagi manusia. Fungsi Gardu Distribusi Adalah Sebagai Berikut :

1. Menyalurkan/ meneruskan tenaga listrik tegangan menengah ke konsumen tegangan rendah.

2. Menurut tegangan menengah menjadi tegangan rendah selanjutnya disalurkan kekonsumen tegangan rendah.

3. Menyalurkan/ meneruskan tenaga listrik tegangan menengah ke gardu distribusi lainnya dan ke gardu hubung. Gardu Kios Gardu kios adalah Gardu Distribusi yang pembangunannya bisanya bersifat untuk sementara saja selama ada rehabilitasi gardu. Bangunannya terdiri dari rangka besi dan dindingnya dari Seng serta lantainya biasanya terbuat dari kayu atau beton. Ruangan pada gardu ini terdiri dari 3 bagian, yaitu :

- Ruangan Tegangan Menengah

- Ruang Trafo

- Ruang Tegangan Rendah

Gardu Beton/ Tembok Sesuai dengan namanya maka gardu ini ter buat dari beton. Type dari bagunan ini bermacam-macam sesuai dengan lokasi dan kebutuhan . Kapasitas transformator yang dipasang pada gardu ini dapat lebih besar dibandingkan dengan gardu-gardu sebelumnnya yang sudah dijelaskan.Jumlah Trafo yang dapat ditampung dalam gardu ini dapat lebih dari 1 buah, dimana hal ini bargantung dari kebutuhan dan lokasi yang ada. Kapasitas trafo yang paling besar untuk gardu ini adalah 400 KVA s/d 630 KVA tetapi ada pula tempat-tampat tertentu trafo mancapai 1000 KVA. Oleh karena kemampuannya yang cukup besar maka pembangunan gardu ini biasanya dilaksanakan pada daerah-daerah yang mempunyai kepadatan lebih besar/ daerah kawasan industri. Pada gardu beton jenis yang lama biasanya ruangan tegangan menengah, ruangan trafo dan ruangan tegangan rendah dipisahkan oleh skat tembok atau terali kawat. Jenis gardu ini biasanya disebut jenis Open Type. Sedangkan bangunan beton yang baru sekat-sekat tak ada dimungkinkan karena instalasi tegangan menengah ada dalam kontak yang tertutup yang biasanya disebut cubikel sehingga lebih aman dan mudah dalam

Page 2: Gardu Tiang Trafo

pengoprasian dan hemat tempat. Karena peralatan tegangan menengah berada didalam cubikel maka gardu beton ini gardu beton Close type. Perlengkapan yang ada pada gardu ini antara lain :

- Cubikel

- Rak Tegangan Rendah - Dan lain-lain

Peralatan Yang Digunakan Rak TR untuk 4 jurusan Berfungsi untuk, setelah tegangan ke Rak TR selanjutnya tegangan didistribusikan dengan melalui jurusan-jurusan yang sudah terbagi-bagi, pada jurusan ini ada sebanyak 4 buah (namun ada juga yang sampai 8 jurusan). Penyekat/ Batas untuk Rak Trafo Berfungsi sebagai, pemisah/ pembatas antara tempat (trafo yang satu dengan yang lainnya agar tidak keliru), juga demi keselamatan kerja, perawatan trafo. Handle utama Berfungsi sebagai penghubung tegangan dari AS trafo dengan kemampuan 400 A, juga berfungsi sebagai pengaman yang sudah dilengkapi dengan sekring / fuse untuk mengamankan trafo. Lemari Hitung Berfungsi sebagai, lemari penghubung yang disalurkan dari gardu induk yang menghasilkan tagangan Kilo Volt dan lemari hitung dapat dipakai sebagai pusat beban atau daya. Kubikel Kubikel sering disebut juga lamari TM yang berfungsi langsung sebagai alat penghubung dan pemutus antara tegangan menengah (TM) atau arus yang masuk ke trafo (gardu yang lain). Transformator Yang Digunakan :

1. Transformator Tegangan Transformator tegangan berfungsi sebagai penurun tegangan tinggi/ menengah menjadi tegangan rendah untuk besaran ukur sesuai dengan alat-alat ukur.

2. Transformator Arus Transformator arus berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi/ menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah untuk besaran ukur, sesuai alat-alat ukur.

3. Kombinasi transformator Arus dan Tegangan Yaitu suatu mesin listrik statis yang bekerja dengan keras dan azas induksi yang berguna untuk mentransfer tenaga dari kumparan sekunder dengan disertai perubahan arus dan tegangan sesuai dengan perbandingan transformator, tetapi frekwensinya tetap.

ArresterArrester petiratau disingkat Arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan tenaga listrik terhadap surya petir. Alat pelindung terhadap gangguan surya ini berfungsi melindungi sistem tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan yang lebih dasn mengalirkannya ketanah. Berhubung dengan fungsinya itu ia harus dapat menahan tegangan sistem 50 Hz untuk waktu yang tak terbatas dan harus dapat melewatkan surja arus ketanah tanpa mengalami kerusakan. Ia berlaku sebagai jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah untuk dilalui arus kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Selain melindungi peralatan dari tegangan lebih yang diakibatkan tegangan lebih external, arrester juga melindungi peralatan yang diakibatkan oleh tegangan lebih internalseperti surja hubung, selain itu arester juga merupakan kunci dari koordinasi isolasi suatu sistem tenaga listrik. Bila surja (surge) datang ke gardu induk arrester bekerja melepaskan muatan listrik (discharge) serta mengurangi tegangan abnormal yang akan mengenai peralatan gardu induk.

Prinsip Kerja Arrester Pada prinsipnya arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Pada kondisi normal arrester berlaku sebagai

Page 3: Gardu Tiang Trafo

isolator tetapibila timbul surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan aliran arus arus yang tinggi ke tanah. Setelah Surja itu hilang arrester harus dengan cepat kembali menjadi isolator. Pada pokoknya arrester ini terdiri dari dua unsur, yaitu :

1. Sela api (spark gap)

2. Tahanan kran (valve resistor)

Keduanya dihubungkan secara seri. Batas atas dan bawah dari tegangan percikan ditentukan oleh tegangan sistem maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang dilindungi. Seringkali masalah ini dapat dipecahkan hanya dengan menerapkan cara-cara khusus pengaturan tegangan (voltage control) oleh karena itu sebenarnya arrester terdiri dari tiga unsur diantaranya, yaitu :

1. Sela api (spark gap)

2. Tahanan kran (valve resistor)

3. Tahanan katup dan sistem pengaturan atau pembagian tegangan (grading sistem).

Macam-macam arrester Arrester yang diketahui terdiri dari dua jenis, yaitu :

1. Arrester jenis ekspulsi ( expulsion type) atau tabung pelindung( protektor tube)

2.Arrester katup (value type)

Arrester jenis ekspulsi atau tabung pelindung Pada prinsipnya terdiri dari sela percik yang ada dalam tabung serat dan sela percik batang yang ada diluar udara atau disebut juga sela seri, Arrester jenis katup Arrester jenis katup ini terdiri dari sela percik terbagi atau sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik tidak linear.

Tegangan frekuensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat tesebut menjadi penghantar. Sela seri itu tidak bisa menghantar. Sela seri itu tidak bisa memutuskan arussusulan. Dalam hal ini ia dibantu oleh tahanan tak linear yang mempunyai karakteristik tahanan arus kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekuensi dasar terlihat pada karakteristik volt ampere. Arrester jenis katup ini dibagi dalam toga jenis, yaitu :

1. Arrester katup jenis gardu (Station)

2. Arrester katup jenis saluran (intermediate)

3. Arrester katup jenis distribusi untuk mesin-mesin (Distribution)

Sehingga, Gardu distribusi merupakan salah satu komponen dari suatu sistem distribusi yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan ke konsumen atau untuk membagikan/mendistribusikan tenaga listrik pada beban/konsumen baik konsumen tegangan menengah maupun konsumen tegangan rendah.

Page 4: Gardu Tiang Trafo

Transformator distribusi digunakan untuk menurunkan tegangan listrik dari jaringan distribusi tegangan tinggi menjadi tegangan terpakai pada jaringan distribusi tegangan rendah (step down transformator); misalkan tegangan 20 KV menjadi tegangan 380 volt atau 220 volt. Sedang transformator yang digunakan untuk menaikan tegangan listrik (step up transformator), hanya digunakan pada pusat pembangkit tenaga listrik agar tegangan yang didistribusikan pada suatu jaringan panjang (long line) tidak mengalami penurunan tegangan (voltage drop) yang berarti; yaitu tidak melebihi ketentuan voltage drop yang diperkenankan 5% dari tegangan semula. Jenis transformator yang digunakan adalah transformator satu phasa dan transformator tiga phase. Adakalanya untuk melayani beban tiga phase dipakai tiga buah transformator satu phase dengan hubungan bintang (star conection) Ү atau hubungan delta (delta conection) Δ. Sebagian besar pada jaringan distribusi tegangan tinggi (primer) sekarang ini dipakai transformator tiga phase untuk jenis out door. Yaitu jenis transformator yang diletakkan diatas tiang dengan ukuran lebih kecil dibandingkan dengan jenis in door, yaitu jenis yang diletakkan didalamrumah gardu.

BAGIAN-BAGIAN SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

1. Jaringan Subtransmisi

Jaringan subtransmisi berfungsi menyalurkan daya listrik dari sumber daya besar menuju gardu induk yang terletak di daerah tertentu. Biasanya menggunakan tegangan tinggi (70-150 kv) ataupun tegangan extra tinggi (500 kv) dalam penyaluran tegangannya, hal dilakukan untuk berbagai alasan efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi efisien, karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan (Sakti, 2008:4)

2 Gardu Induk Distribusi

Dibagi menjadi dua bagian yaitu Gardu Induk dan Gardu Hubung :

a. Gardu Induk (GI)

Gardu induk berfungsi menerima daya listrik dari jaringan subtransmisi dan menurunkan tegangannya menjadi tegangan jaringan distribusi primer (Jaringan Tegangan Menengah/ JTM). Jadi pada bagian ini terjadi penurunan tegangan dari tegangan tinggi ataupun tegangan extra tinggi ke tegangan menengah 20 kv.

b. Gardu Hubung (GH)

Gardu hubung berfungsi menerima daya listrik dari gardu induk yang telah diturunkan menjadi tegangan menengah dan menyalurkan atau membagi daya listrik tanpa merubah tegangannya melalui jaringan distribusi primer (JTM) menuju gardu atau transformator distribusi.

3 Jaringan Distribusi Primer / Jaringan Tegangan Menengah (JTM)

Page 5: Gardu Tiang Trafo

Jaringan distribusi primer berfungsi menyalurkan daya listrik, menjelajahi daerah asuhan ke gardu / transformator distribusi. Jaringan distribusi primer dilayani oleh gardu hubung atau langsung dari gardu induk dan atau dari pusat pembangkit.

4 Gardu Distribusi (GD)

Gardu distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan primer (tegangan menengah) menjadi tegangan sekunder (tegangan rendah) yang biasanya 127/220 volt atau 220/ 380 Volt.

5 Jaringan Distribusi Sekunder/ Jaringan Tegangan Rendah (JTR)

Jaringan distribusi sekunder berfungsi untuk menyalurkan/ menghubungkan sisi tegangan rendah transformator distribusi ke konsumen mengunakan jaringan hantaran udara 3 fasa 4 kawat dengan tegangan distribusi sekunder 127/ 220 Volt atau 220/ 380 Volt.

Kecuali untuk daerah-daerah khusus dengan pertimbangan keindahan, keselamatan dan keandalan yang tinggi dipergunakan sistem kabel bawah tanah.

6 Sambungan Rumah

Pada sambungan rumah, biasanya tegangan yang diterima sebesar 110-400 volt, yaitu tegangan saluran beban menghubung kepada peralatan. Pada sambungan rumah, tegangan yang diterima disesuaikan antara 220/380 volt.

B. Macam-Macam Gardu Distribusi

Gardu distribusi dapat dibedakan dari beberapa hal yang diantaranya :

1. Gardu Hubung Gardu hubung adalah gardu yang berfungsi untuk membagi beban pada sejumlah gardu atau untuk menghubungkan satu feeder TM dengan feeder TM yang lain. Dengan demikian pada gardu ini hanya dilengkapi peralatan hubung dan bila perlu misalnya untuk melayani konsumen TM dilengkapi dengan alat pembatas dan pengukur.

2. Gardu Trafo

Gardu Trafo adalah gardu yang akan berfungsi untuk membagikan energi listrik pada konsumen yang memerlukan tegangan rendah. Dengan demikian pada gardu trafo dipasang/ditempatkan satu atau dua trafodistribusi yang dipergunakan untuk merubah tegangan menengah menjadi tegangan rendah selain dari peralatan hubungnya untuk melayani konsumen tegangan rendah.

3. Gardu Open Type (Gardu Sel)

Page 6: Gardu Tiang Trafo

Gardu open type adalah gardu distribusi yang mempunyai peralatan hubung terbuka. Dimana dalam bekerjanya pisau-pisau dalam peralatan hubung, dapat dengan mudah dilihat mata biasa (dapat diawasi) baik pada saat masuk (menutup) atau saat keluar (membuka). Biasanya tempat pemasangan peralatan hubung semacam ini diberi sekat antara satu dengan yang lainnya yang terbuat dari tembok dan karena hal ini, gardu tembol open type sering disebut gardu sel

4. Gardu Closed Type (Gardu Kubikel)

Gardu closed type adalah gardu distribusi baik gardu trafo atau gardu hubung yang memiliki peralatan hubung tertutup. Dimana peralatan hubung baik untuk incoming, aut going, pengamatan trafo dan sebagainnya ditempatkan dalam suatu lemari khusus yang tertutup sehingga bekerjanya pisau-pisau peralatan hubung tidak dapat dilihat yang disebut kubikel, untuk ini gardu dengan type ini sering disebut sebagai gardu kubikel.

5. Gardu Tembok (Gardu Beton)

Gardu tembok adalah gardu trafo /hubung yang secara keseluruhan konstruksinya tersebut dari tembok/beton.

6. Gardu Kios (Gardu Besi)

Gardu kios adalah gardu yang bangunan keseluruhannya terbuat dari plat besi dengan konstruksi seperti kios.

Konstruksi Gardu Kios 7.

Gardu Portal Gardu portal adalah gardu trafo yang secara keseluruhan instalasinya dipasang pada 2 buah tiang atau lebih.

8. Gardu Kontrol

Gardu kontrol adalah gardu trafo yang secara keseluruhan instalasinya dipasang pada satu tiang.

C. Transformator Distribusi

Sebelum mengenl trafo nya, harus memahami apa itu trafo industri. Trafo Distribusi adalah merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen. Kerusakan pada Trafo Distribusi menyebabkan kontiniutas pelayanan terhadap konsumen akan terganggu (terjadi pemutusan aliran listrik atau pemadaman). Pemadaman merupakan suatu kerugian yang menyebabkan biaya-biaya pembangkitan akan meningkat tergantung harga KWH yang tidak

Page 7: Gardu Tiang Trafo

terjual. Pemilihan rating Trafo Distribusi yang tidak sesuai dengan kebutuhan beban akan menyebabkan efisiensi menjadi kecil, begitu juga penempatan lokasi Trafo Distribusi yang tidak cocok mempengaruhi drop tegangan ujung pada konsumen atau jatuhnya/turunnya tegangan ujung saluran/konsumen. Transformator atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat merubah tegangan tinggi ke rendah atau sebaliknya dalam frekuensi sama. Trafo merupakan jantung dari distribusi dan transmisi yang diharapkan beroperasi maksimal (kerja terus menerus tanpa henti). Agar dapat berfungsi dengan baik, makan trafo harus dipelihara dan dirawat dengan baik menggunakan sistem dan peralatan yang tepat. Trafo dapat dibedakan berdasarkan tenaganya, trafo 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut trafo Interbus Transformator (IBT) dan trafo 150/20 kV dan 70/20 kV disebut trafo distribusi. Trafo pada umumnya ditanahkan pada titik netral sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan atau proteksi. Sebagai contoh trafo 150/20 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV dan trafo 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan rendah atau tahanan tinggi atau langsung di sisi netral 20 kV.

Trafo Distribusi dan bagiannya

Bagian-bagian trafo distribusi adalah :

Primary winding Secondary winding Core

Transformator distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan transmisi menengah 20kV ketegangan distribusi 220/380V sehingga peralatannya adalah unit trafo( 3 phase ).Beberapa Komponen Trafo Distribusi

1. Kumparan Tersier :

Selain primer dan sekunder ada beberapa trafo yang dilengkapi dengan kumparan ketiga atau tertiary winding . Ini diperlukan untuk memperoleh tegangan tersier atau untuk kebutuhan lain.

Kumparan tersier sering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt.

2. Media pendingin :

Minyak trafo harus memenuhi syarat diantaranya. :

a. ketahanan isolasi ( >10kV/mm )

b. Berat jenis harus kecil

c. Viskositas Rendah

d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yg dapat membahayakan

e. Tidak merusak bahan isolasi pada t ( sifatkimia ‘y)

Page 8: Gardu Tiang Trafo

Transformator distribusi digunakan untuk membagi/menyalurkan arus atau energi listrik dengan tegangan distribusi supaya jumlah energi yang tercecer dan hilang pada saluran tidak terlalu banyak. Untuk mengurangi panas akibat pembebanan pada transformator, maka diperlukan pendinginan. Menurut jenis pendinginannya, transformator distribusi dibedakan menjadi 3 macam, yaitu :

1. Transformator konvensional

2. Transformator lengkap dengan pengaman sendiri

3. Transformator lengkap dengan pengaman pada sisi sekunder Transformator konvensional, peralatan sistem pengamanannya terdapat diluar transformator, sedangkan transformator dengan pengaman sendiriterdapat di dalam transformator itu sehingga dikenal juga dengan Transformator Berpengaman Sendiri (BPS). Untuk maksud penyesuaian dengan tegangan beban, pada belitan sisi tegangan tinggi sering diberi sadapan (tapping), sehingga dapat dipilih sampai 5% diatas atau 10% dibawah tegangan nominalnya

Gardu Tiang Trafo (GTT)

Gardu Tiang Trafo(GTT) berlokasi dekat dengan konsumen, trafo dipasang pada tiang listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk mengamankan trafo dan sistemnya, GTT dilengkapi dengan unit-unit pengaman yang ditempatkan pada Perangkat Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) khususnya sistem pada PLN Distribusi Jatim. Trafo daya step down berfungsi untuk menurunkan dari tegangan menengah 20kV ke tegangan rendah 380/200 V(referensi tegangan trafo 400/231 V).

Page 9: Gardu Tiang Trafo

Untuk lokasi Gardu Distribusi khususnya tipe Gardu Trafo (GTT) berdekatan langsung dengan daerah pelayanan konsumen, selanjutnya GTT disalurkan ke konsumen melewati jurusan-jurusan, dan untuk setiap unit GTT disalurkan empat jurusan.

Jaringan Tegangan Menengah (JTM) atau Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 20kV. Karena tegangan masih tinggi belum dapat digunakan untuk mencatu beban secara langsung, kecuali pada beban yang didesain khusus. Ditribusi primer merupakan saluran yang akan mensuplay ke Gardu Tiang Trafo(GTT), unit peralatan yang termasuk sisi primer, sebagai berikut :

Saluran sambungan (jamper) dari SUTM ke unit trafo (Primer Trafo) Cut Out (CO) Ligthning Arrester (LA) Saluran masukan

1. Saluran Sambungan dari SUTM ke Unit Trafo

Besar arus sambungan SUTM menuju ke saluran trafo distribusi sisi primer dihitung berdasarkan besar kapasitas daya trafo terpasang.

Page 10: Gardu Tiang Trafo

single line GTT

Cut Out

Cut Out berfungsi untuk opersai dan sebagai unit trafo, cara kerjanya sebagai membuka dan menutup saluran ke GTT, untuk mengoperasikan harus memakai tongkat khusus (stick) dan prinsip kerjanya seperti sakelar . CO sebagai pengamanan trafo atau GTT, karena unit CO dilengkapi dengan Fuse Link dan akan bekerja atau putus apabila dilewatioleh arus listrik yang lebih besar dari kapasitasnya proses putusnya Fuse Link, bias disebabkan karena, SUTM terkena surja petir dan merambat pada saluran masukan GTT. Pada saat ada gangguan hubung singkat pada saluran ke trafo atau pada unit trafonya. Saluran pengahantar dari SUTM ke CO memakai kabel jenis NYAF. Besar kapasitas CO tergantung dari besar Fuse Link, dan besar Fuse Link harus disesuaikan dengan daya trafo, dan berfungsi sebagai pengaman(seperti pada fuse atau sekering). Apabila terjadi gangguan pada unit trafo maka fuse link akan putus, dan bisa diganti. Besar fuse link dari PLN adalah 3, 6, 10 A., karena disuaikan dengan besar kapasitas Trafo Distribusi milik PLN.

Lightning Arrester

Lightning Arrester (LA) digunakan untuk pengamanan SUTM terhadap gangguan tegangan lebih surja petir, system pemasangan LA, sebagai berikut :

Page 11: Gardu Tiang Trafo

LA dipasang antara SUTM dan CO

Apabila SUTM terkena gangguan surja petir, maka arus gangguan akan diamankan LA dan selanjutnya disalurkan ketanah. Apabila SUTM tersambar surja petir, maka arus gangguan akan diamankan CO lebih dan arus sisa gangguan akan diamankan lebih lanjut oleh LA.

1. PHB-TR

Perlengkapan Hubung Bagi jaringan distribusi tegangan rendah, PUIL mensyratkan sebagai berikut:

Pada jaringan distribusi tegangan rendah, PHB-TR berfungsi sebagai titik pencabangan jaringan dan sambungan pelayanan.

Instalasi PHB-TR pasangan luar dan pasangan dalam harus memenuhi persyaratan keamanan dan keselamatan lingkungan, persyaratan teknis elektris dan mekanis, serta harus dilindungi dari kemungkinan kerusakan mekanis.

Pada setiap unit PHB-TR harus mempunyai peralatan minimal; o Satu sakelar masuk sirkit masuko Satu proteksi arus pada sirkit keluar atau kombinasi proteksi dan sakelar (MCB atau

MCCB).o Arus minimal sakelar masuk minimal sama besar dengan arus nominal penghantar

masuk atau arus maksimal beban penuh.o Besar arus yang mengalir pada rel harus diperhitungkan sesuai kemampuan rel,

temperature ruang dan kerja tidak boleh melebihi 65 oC.o Pemasangan rel telanjang harus sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan jarak

5 cm + 2/3 kV dari system tegangan nominal.

PHB-TR adalah suatu perlengkapan listrik yang berfungsi sebagai pengendali, penghubung dan melindungi, serta membagi tenaga dari sumber tenaga listrik ke suatu beban atau pemakai. Untuk instrument ukur indicator dan terminasi, PHB-TR diisyaratkan sebagai berikut:

Harus dipasang paling sedikit instrument indikator dengan warna yang sesuai. Panel PHB-TR utama pada gardu distribusi (GTT) harus dipasang instrument ukur minimal Volt

meter dan Ampere meter. Instrument indicator harus disambung pada sirkit masuk sebelum saklar masuk. Sambungan sirikit pada PHB harus memakai sepatu kabel yang sesuai dengan jenis metalnya dan

ukuran penghantar serta harus dijepit/dipress pada penghantar, KHA terminal sepatu kanel harus minimum sama dengan kemampuan sakelar dari sirikit yang bersangkutan rangkaian.

Pemegang kabel harus dapat memikul gaya berat, gaya tekan dan gaya tarik, sehingga gaya tersebut tidak akan langsung dipikul oleh gawai listrik lain.

Page 12: Gardu Tiang Trafo

Tipe-tipe Jaringan Distribusi Tegangan Menengah 20 KVJaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20kV) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran penghubung (Tie Line), Jaringan Lingkaran (Loop), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster.

A. Jaringan Radial

Sistem distribusi dengan pola Radial seperti Gambar di bawah ini Adalah sistem distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.

Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton atau diletakan diatas tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan lebih murah dibanding dengan sistem yang lain.

Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada diujung saluran.

B. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)

Page 13: Gardu Tiang Trafo

Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar di bawah ini digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain). Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulangterkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke penyulang lain.

C. Jaringan Lingkar (Loop)

Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (Loop) seperti Gambar di bawah ini dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian

Page 14: Gardu Tiang Trafo

D. Jaringan Spindel

Sistem Spindel seperti pada Gambar di bawah ini adalah suatu pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubung (GH).

Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah penyulang cadangan (express) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah (JTM) yang menggunakan kabel tanah/saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan menengah (TM).

E. Sistem Gugus atau Sistem Kluster

Konfigurasi Gugus seperti pada Gambar di bawah ini banyak digunakan untuk kota besar yang mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat Saklar Pemutus Beban, dan penyulang cadangan.

Page 15: Gardu Tiang Trafo

Dimana penyulang ini berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu penyulang konsumen maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi suplai kekonsumen.

BAB II GARDU TRAFO DISTRIBUSI II.1 Umum Gardu trafo distribusiberlokasi dekat dengan konsumen. Transformator dipasang pada tiang listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk mengamankan transformator dan sistemnya, gardu dilengkapi dengan unit-unit pengaman. Karena tegangan yang masih tinggi belum dapat digunakan untuk mencatu beban secara langsung, kecuali pada beban yang didisain khusus, maka

Page 16: Gardu Tiang Trafo

digunakan transformator penurun tegangan ( step down) yang berfungsi untuk menurunkan tegangan menengah 20kV ke tegangan rendah 400/230Volt. Gardu trafo distribusi ini terdiri dari dua sisi, yaitu : sisi primer dan sisi sekunder. Sisi primer merupakan saluran yang akan mensuplay ke bagian sisi sekunder. Unit peralatan yang termasuk sisi primer adalah : a.Saluran sambungan dari SUTM ke unit transformator (primer trafo). b.Fuse cut out. c.Ligthning arrester. Gardu trafo distribusi ditunjukkan pada Gambar 2.1. Universitas Sumatera UtaraGambar 2.1 Gardu Trafo Distribusi II.2 Transformator Distribusi Tujuan dari penggunaan transformator distribusi adalah untuk mengurangi tegangan utama dari sistem distribusilistrik untuk tegangan pemanfaatan penggunaan konsumen.Transformator distribusi yang umum digunakan adalah transformator step-down20kV/400V. Tegangan fasa ke fasa sistem jaringan tegangan rendah adalah 380 V. Karena terjadi drop tegangan, maka pada tegangan rendahnya dibuat diatas 380V agar tegangan pada ujung penerima tidak lebih kecil dari 380V. Sebuah transformator distribusi perangkat statis yang dibangun dengan dua atau lebih gulungan digunakan untuk mentransfer daya listrik arus bolak-balik oleh induksi elektromagnetik dari satu sirkuit ke yang lain pada Universitas Sumatera Utarafrekuensi yang sama tetapi dengan nilai-nilai yang berbeda tegangan dan arusnya.

Page 17: Gardu Tiang Trafo

Transformator distribusi yang terpasang pada tiang dapat dikategorikan menjadi : Conventional transformers Completely self-protecting ( CSP ) transformers Completely self-protecting for secondary banking( CSPB ) transformers Conventional transformerstidak memiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap petir,gangguan dan beban lebih sebagai bagian dari trafo. Oleh karena itu dibutuhkan fuse cutoutuntuk menghubungkan conventional transformers dengan jaringan distribusi primer. Lightning arresterjuga perlu ditambahkan untuk trafo jenis ini. Completely self-protecting ( CSP ) transformersmemiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap petir, baban lebih, dan hubung singkat. Lightning arresterterpasang langsung pada tangki trafo sebagai proteksi terhadap petir. Untuk proteksi terhadap beban lebih,digunakan fuse yang dipasang di dalam tangki. Fuse ini disebut weak link. Proteksi trafo terhadap gangguan internal menggunakan hubungan proteksi internal yang dipasang antara beliran primer dengan bushingprimer. Completely self-protecting for secondary banking( CSPB ) transformers

Page 18: Gardu Tiang Trafo

mirip dengan CSP transformers, tetapi pada trafo jenis ini terdapat sebuah circuit breakerpada sisi sekunder, circuit breaker ini akan membuka sebelum weak linkmelebur. Universitas Sumatera UtaraII.2.1 Konstruksi Transformator Transformator merupakan alat listrik statis yang digunakan untuk memindahkan daya dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain dengan mengubah tegangan, tanpa mengubah daya dan frekuensi. Transformator terdiri dari dua kumparan yang saling berinduksi ( mutual inductance ). Kumparan ini terdiri dari lilitan konduktor berisolasi sehingga keduakumparan tersebut terisolasi secara elektrik antara yang satu dengan yang lain. Ratio perubahan tegangan tergantung dari ratio perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan itu. Kumparan yang menerima daya listrik disebut kumparan primer sedangkan kumparan yang terhubung ke beban disebut kumparan sekunder. Kedua kumparan itu dililitkan pada suatu inti yang terbuat dari laminasi lembaran baja yang kemudian dimasukkan ke dalam tangki berisi minyak trafo. Apabila kumparan primer dialiri arus listrik bolak – balik, maka akan timbul fluks magnetik bolak – balik sepanjang inti yang akan menginduksi kumparan sekunder sehingga kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan. Konstruksi dasar transformator ditunjukkan pada Gambar 2.2. Gambar 2.2 Konstruksi Dasar Transformator Universitas Sumatera UtaraApabila trafo diasumsi sebagai trafo ideal dimana tidak terjadi rugi-rugi

Page 19: Gardu Tiang Trafo

daya pada trafo, maka daya pada kumparan primer (P1

) sama dengan daya pada kumparan sekunder (P2

). Besar tegangan dan arus pada kumparan sekunder diatur menggunakan perbandingan banyaknya lilitan antara kumparan primer dan kumparan sekunder berdasarkan rumus : psspsp

IIVVNN........................................................................... (2.1) dimana : Np = Banyaknya lilitan kumparan sisi primer Ns = Banyaknya lilitan kumparan sisi sekunder Vp = Tegangan sisi primer (V) Vs = Tegangan sisi sekunder (V) Ip = Arus sisi primer (Amp) Is = Arus sisi sekunder (Amp) II.2.2 Prinsip Kerja Transformator Transformator miliki dua kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder, dan kedua kumparan ini bersifat induktif. Kedua kumparan ini terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi ( reluctance) rendah. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi ( self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder karena pengaruh induksi

Page 20: Gardu Tiang Trafo

dari kumparan primer atau disebut Universitas Sumatera Utarasebagai induksi bersama ( mutual induction) yang menyebabkan timbulnya fluksmagnet di kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder jika rangkaian sekunder dibebani, sehingga energi listrik dapat ditransfer keseluruhan. dtdNe)((Volt) ......................................................... (2.2) dimana : e = Gaya gerak listrik (Volt) N = Banyaknya lilitan dtd= Perubahan fluks magnetik (weber/sec) Tujuan utama menggunakan inti pada transformator adalah untuk mengurangi reluktansi (tahanan magnetis) dari rangkaian magnetis (common magnetic circuit). II.2.3 Inti TransformatorSecara umum inti transformator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu tipe inti (core type), dan tipe cangkang (shell type). Tipe inti dibentuk dari lapisan besi berisolasi berbentuk persegi panjang dan kumparan transformatornya dibelitkan pada dua sisi persegi. Sedangkan tipe cangkang dibentuk dari lapisan inti berisolasi dan kumparan transformatornya di belitkan di pusat inti. Transformator dengan tipe konstruksi shell memiliki kehandalan yang lebih tinggi dari pada tipe konstruksi

Page 21: Gardu Tiang Trafo

core dalam menghadapi tekanan mekanis yang kuat pada saat terjadi hubung singkat. Kedua tipe inti transformator ini ditunjukkan pada Gambar 2.3. Universitas Sumatera Utara(a) Tipe Inti (b) Tipe CangkangGambar 2.3Inti Transformator II.2.4 Minyak Transformator Minyak transformator memegang peranan penting dalam sistem isolasi trafo dan juga berfungsi sebagai pendingin untuk menghilangkan panas akibat rugi-rugi daya pada trafo. Kandungan utama minyak trafo adalah naftalin, parafin dan aromatik. Keuntungan minyak trafo sebagai isolator dalam trafo adalah : Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan isolasi gas, sehingga memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi. Isolasi cairakan mengisicelah atau ruang yang akan diisolasi dan secara serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul akibat rugi daya. Isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri (self healing) jika terjadi pelepasan muatan (discharge). Kekuatan dielektrikadalah ukuran kemampuan elektrik suatu material sebagai isolator. Kekuatan dielektrik didefenisikan sebagai tegangan maksimum yang dibutuhkan untuk mengakibatkan dielectric breakdownpada material yang dinyatakan dalam satuan Volt/m. Semakin tinggi kekuatan dielektrik minyak trafo, maka semakin bagus kualitas minyak tersebut sebagai isolator. Hasil uji kekuatan dielektrikyang rendah, menunj

Page 22: Gardu Tiang Trafo

ukkan adanya benda-benda pengotor minyak seperti air atau partikel penghantar dalam minyak. Sebaliknya, apabila Universitas Sumatera Utarahasil uji kekuatan dielektrik tinggi, bukan berarti bahwa tidak terjadi pengotoran dalam minyak tersebut. Untuk mencegah kemungkinan timbulnyakebakaran pada peralatan, perlu dipilih minyak dengan titik nyala yang tinggi. Titik nyala minyak baru tidak boleh lebih kecil dari 135 °C, sedangkan untuk minyak bekas tidak boleh kurang dari 130 °C. Menurut SNI 04 - 6954.2 - 2004 batas kenaikan suhu minyak bagian atas yang diperbolehkan adalah 60 °K padasuhu lingkungan sekitar normal ( 25°C sampai 40°C ). II.2.5 Bushing Transformator Untuk tujuan keamanan, konduktor tegangan tinggi dilewatkan menerobos suatu bidang yang dibumikan melalui suatu lubang terbuka yang dibuat sekecil mungkin dan biasanya membutuhkan suatu pengikat padu yang disebut bushing.Konstruksi suatu bushingsederhana ditunjukkan pada Gambar 2.4. Gambar2.4Konstruksi Suatu Bushing Sederhana Bagian utama suatubushingterdiri dari inti atau konduktor, bahan dielektrik dan flans yang terbuat dari logam. Inti berfungsi untuk menyalurkan arus dari bagian dalam peralatan ke terminal luar dan bekerja pada tegangan tinggi. Dengan bantuan flans, isolator diikatkan pada badan peralatan yang Universitas Sumatera Utaradibumikan. II.2.6 Sistem Pendingin Transformator Sistem pendinginan trafo dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1.

Page 23: Gardu Tiang Trafo

ONAN ( Oil Natural Air Natural) Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak dan sirkulasi udara secara alamiah. Sirkulasi minyak yang terjadi disebabkan oleh perbedaan berat jenis antara minyak yang dingin dengan minyak yang panas. 2.ONAF ( Oil Natural Air Force) Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak secara alami sedangkan sirkulasi udaranya secara buatan, yaitu dengan menggunakan hembusan kipas angin yang digerakkan oleh motor listrik. Pada umumnya operasi trafo dimulai dengan ONAN atau dengan ONAF tetapi hanya sebagian kipas angin yang berputar. Apabila suhu trafo sudah semakin meningkat, maka kipas angin yang lainnya akan berputar secara bertahap. 3.OFAF ( Oil Force Air Force) Pada sistem ini, sirkulasi minyak digerakkan dengan menggunakan kekuatan pompa, sedangkan sirkulasi udara mengunakan kipas angin. II.3 Gangguan Pada Gardu Trafo Distribusi II.3.1 Gangguan Sambaran Petir Gangguan sambaran petir dibagi atas dua, yaitu sambaran langsung dan Universitas Sumatera Utarasambaran tidak langsung. Sambaran langsung adalah sambaran petir dari awan yang langsung menyambar jaringan sehingga menyebabkan naiknya tegangan dengan cepat. Daerah yang terkena sambaran dapat terjadi pada towerdan juga kawat penghantar. Besarnya tegangan dan arus akibat sambaran ini tergantung

Page 24: Gardu Tiang Trafo

pada besar arus kilat, waktu muka, dan jenis tiang saluran. Sambaran tidak langsung atau sambaran induksi adalah sambaran petir ke bumi atau sambaran petir dari awan ke awan di dekat saluran sehingga menyebabkan timbulnya muatan induksi pada jaringan. Pada saluran udara tegangan menengah (SUTM), gangguan akibat sambaran tidak langsung ini tidak boleh diabaikan. Gangguan akibat sambaran tidak langsung ini pada umumnya lebih banyak terjadi dibandingkan akibat sambaran langsung, dikarenakan luasnya daerah sambaran induksi. Spesifikasi gelombang petir ditunjukkan pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Spesifikasi Gelombang Petir Spesifikasi dari suatu gelombang petir : a)Puncak (crest) gelombang, E (kV), yaitu amplitudo maksimum dari Universitas Sumatera Utaragelombang. b)Muka (front) gelombang, t1

(mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai puncak. Ini diambil dari 10% E sampai 90% E. c)Ekor (tril) gelombang, yaitu bagian belakang puncak. Panjang gelombang, t2

(mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai titik 50% E pada ekor gelombang. II.3.2 Gangguan Hubung Singkat Hubung singkat dapat terjadi melalui duaatau tiga saluran fasa sistem distribusi. Arus lebih yang dihasilkan hubung singkat tergantung pada besar kapasitas daya penyulang, besar teganga

Page 25: Gardu Tiang Trafo

n, dan besar impedansi rangkaian yang mengalami gangguan. Hubung singkat menghasilkan panas yang cukup tinggi pada sisi primer trafo sebagai akibat dari naiknya rugi-rugi tembaga sebagai perbandingan dari kuadrat arus gangguan. Arus gangguan yang besar ini mengakibatkan tekanan mekanik (mechanical stress) yang tinggi pada trafo.Arus hubung singkat pada trafo dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : VZSIsc

.3.%100............................................................................ (2.3) dimana : S = Daya trafo (kVA) %Z = Impedansi trafo dalam persen V = Tegangan fasa-fasa pada sisi tegangan rendah (kV) Universitas Sumatera UtaraDari rumus 13.

ZVINLf

A ................................................................ (2.4) 1.

.2

.3ZVjINLLLf

A ......................................................... (2.5)

Page 26: Gardu Tiang Trafo

maka dapat diperoleh

3..

23fLLf

IIA ......................................................... (2.6)

3..

866.0fLLf

IIA ...................................................... (2.7) dimana, 3f

I= Arus gangguan 3 fasa (A) LLf

I.

= Arus gangguan fasa ke fasa (A) NL

V= Tegangan fasa ke netral (V) 1

Z= Impedansi total urutan positif (Ω) Arus beban penuh dapat diketahui dengan menggunakan persamaan : VSIFL

.3.................................................................. (2.8) dimana, S = Daya trafo 3 fasa (VA) V = Tegangan fasa-fasa padasisi tegangan rendah (V)

Page 27: Gardu Tiang Trafo

II.3.3 Gangguan Kegagalan Minyak Transformator Kegagalan isolasi (insulation breakdown) minyak trafo disebabkan oleh beberapa hal antara lain minyak trafo tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya Universitas Sumatera Utara

kekuatan dielektrik dankarena isolasi tersebut dikenakan tegangan lebih. Pada prinsipnya tegangan pada isolator merupakan suatu tarikan atau tekanan (stress) yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu sendiri agar isolator tersebut tidak gagal. Dalam struktur molekulmaterial isolator, elektron-elektron terikat erat pada molekulnya, dan ikatan ini mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang disebabkan oleh adanya tegangan. Bila ikatan ini putus pada suatu tempat maka sifat isolasi pada tempat itu akan hilang. Bila pada bahan isolasi tersebut diberikan tegangan akan terjadi perpindahan elektron-elektron dari suatu molekul ke molekul lainnya sehingga timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan berubah bila materialkemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti adanya arang atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan tembus. Oksigen yang terdapat di udarayang berhubungan dengan minyak yang panas dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi dan terbentuknyabahan asam dan endapan. Kadar asam yang terdapat pada

Page 28: Gardu Tiang Trafo

minyak trafo merupakan suatu ukuran taraf deteriorasi dan kecenderungan untuk membentuk endapan. Endapan ini sangat mengganggu karena melekat pada semua permukaan trafo dan mempersulit proses pendinginan. Endapan ini juga akan meningkatkan kemungkinan terjadinya bunga api antara bagian-bagian trafo yang terbuka. Suatu endapan setelah mencapai tebal 0,2 mm sampai 0,4 mm pada inti dan kumparan akan dapat meningkatkan suhu sampai 10°C sampai 15°C. Bila dalam minyak terdapat kelembaban, maka kelembaban tersebut dapat membentuk jalur-jalur yang membuka jalan terhadap terjadinya hubung singkat. Kelembaban tidak saja menurunkan daya isolasi minyak, melainkan kelembaban Universitas Sumatera Utaraitu dapat pula diserap oleh bahan isolasi lainnya, sehingga seluruh trafo menjadi terancam. II.4 Proteksi Pada Gardu Trafo Distribusi II.4.1 Fuse Fuse adalah peralatan proteksiarus lebih yang bekerja dengan menggunakan prinsip melebur. Terdapat duatipe fuse berdasarkan kecepatan melebur elemen fusenya (fuse link), yaitu tipe K (cepat) dan tipe T (lambat). Fuse yang didesain untuk digunakan pada tegangan diatas 600V dikategorikan sebagai fuse cutout. Fuse cutoutjenis ekspulsi (expulsion type) adalah jenis yang paling sering digunakan pada sistem distribusi saluran udara. Fuse jenis inimenggunakan elemen fuseyang relatif pendek yang dipasang di dalam fuse

Page 29: Gardu Tiang Trafo

catridge. Pada umumnya fuse cutout dipasang antara trafo distribusi dengan saluran distribusi primer. Pada saat terjadi gangguan, elemen fuse akan melebur dan memutuskan rangkaian sehingga akan melindungi trafo distribusi dari kerusakan akibat gangguan dan arus lebih pada saluran primer, atau sebaliknya memutuskan saluran primer dari trafo distribusi apabila terjadi gangguan pada trafo atau jaringan sisi sekunder sehingga akan mencegah terjadinya pemadaman pada seluruh jaringan primer. II.4.2 Lightning ArresterPenggunaan lightning arrester pada sistem distribusi adalah untuk melindungi peralatan dari gangguan akibatsambaran petir. Arrester juga Universitas Sumatera Utaradipergunakan untuk melindungi saluran distribusi dari flashover. Arrester dipasang pada peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke tanah. Agar perlindungan saluran menjadi lebih efektif, arrester harus dipasang pada setiap fasa pada tiap tiang. Pada saat sistem bekerja keadaan normal, arrester memiliki sifat sebagai isolator. Apabila terjadi sambaran petir, arrester akan berubah menjadi konduktor dan membuat jalan pintas (bypass) ke tanah yang mudah dilalui oleh arus petir, sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi pada trafo. Jalur ke tanah tersebutharus sedemikian rupa sehingga tidak akan mengganggu aliran daya normal. Setelah petir hilang, arre

Page 30: Gardu Tiang Trafo

ster harus menutup dengan cepat kembali menjadi isolator, sehingga tidak mengakibatkan pemutus daya terbuka. Pada kondisi operasi normal,arus bocor pada arrester tidak boleh melebihi 2 mA. Apabila arus bocor melebihi angka tersebut, kemungkinan besar arrester mengalami kerusakan. Pada saluran distribusi, arrester yang biasanya digunakan adalah arrester jenis katub (valve type). Arrester jenis katub terdiri dari sela percik dan sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik tidak linier. Tegangan frekuensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, sela tersebut berfungsi menjadi penghantar. Sela seri tidak bisa memutuskan arus susulan. Dalam hal ini sela seri dibantu oleh tahanan non linier yang mempunyai karakteristik tahanan kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekuensi dasar. Lightning arrester jenis katub ditunjukkan pada Gambar 2.6. Universitas Sumatera UtaraGambar 2.6Lightning Arrester Jenis Katub II.5 Pembumian ( Grounding ) Pembumian adalah penghubungan suatu bagian dari rangkaian listrik atau bagian yang bersifat konduktor tetapi bukan bagian dari rangkaian listrik yang pada keadaan normal tidak bertegangan ke bumi. Tujuan dari pembumian adalah : Mengurangi tegangan kejut listrik pada peralatan.

Page 31: Gardu Tiang Trafo

Memberi jalan bagi arus gangguan, baik akibat terjadinya arus hubung singkat ke tanah maupun akibat terjadinya sambaran petir. Untuk membatasi tegangan pada fasa yang tidak mengalami gangguan. Sesuai dengan SNI 04-0225-2000 Pasal 3.13.2.10 dan Pasal 3.19.1.4, nilai tahanan pembumian seluruh sistem tidak boleh lebih besar dari 5 Ωdan jarak antar elektroda pembumian minimal 2 kali panjang elektroda. Resistivitas tanah dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Ra..2....................................................................................... (2.9) dimana, ρ= Resistivitas tanah (Ωm) Universitas Sumatera Utaraa = Jarak antara elektroda (m) R = Tahanan (Ω) II.6 Tiang Pada umumnya tiang listrik yang sekarang pada Saluran Udara Tegangan Menengah ( SUTM ) 20 kV terbuat daribeton bertulang dan tiang besi. Pemakaian tiang kayu sudah jarang digunakan karena daya tahannya ( umurnya ) relatif pendek dan memerlukan pemeliharaan khusus. Dilihat dari fungsinya, tiang listrikdibedakan menjadi dua yaitu tiang pemikul dan tiang tarik. Tiang pemikulberfungsi untuk memikul konduktor dan isolator,sedangkan tiang tarik berfungsi untuk menarik konduktor. Pada SUTM 20 kV, jarak antar tiang ditetapkan sebesar 40 meter, tetapi

Page 32: Gardu Tiang Trafo

jarak tersebut perlu disesuaikan dengankondisi wilayah sehingga diberi standar yang jelas sejauh 30 - 50 meter. Untuk pemasangan tiang, sudah ada standar untuk kedalaman tiang yang harus ditanam dibawah permukaan tanah yaitu 1/6 dari panjang tiang. Universitas Sumatera Utara

gardu tiang trafo (GTT)

16 Okt

Gardu Tiang Trafo(GTT) berlokasi dekat dengan konsumen, trafo dipasang pada tiang listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk mengamankan trafo dan sistemnya, GTT dilengkapi dengan unit-unit pengaman yang ditempatkan pada Perangkat Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) khususnya sistem pada PLN Distribusi Jatim. Trafo daya step down berfungsi untuk menurunkan dari tegangan menengah 20kV ke tegangan rendah 380/200 V(referensi tegangan trafo 400/231 V).

Page 33: Gardu Tiang Trafo

Untuk lokasi Gardu Distribusi khususnya tipe Gardu Trafo (GTT) berdekatan langsung dengan daerah pelayanan konsumen, selanjutnya GTT disalurkan ke konsumen melewati jurusan-jurusan, dan untuk setiap unit GTT disalurkan empat jurusan.

Jaringan Tegangan Menengah (JTM) atau Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 20kV. Karena tegangan masih tinggi belum dapat digunakan untuk mencatu beban secara langsung, kecuali pada beban yang didesain khusus. Ditribusi primer merupakan saluran yang akan mensuplay ke Gardu Tiang Trafo(GTT), unit peralatan yang termasuk sisi primer, sbb:

Saluran sambungan (jamper) dari SUTM ke unit trafo (Primer Trafo) Cut Out (CO) Ligthning Arrester (LA) Saluran masukan

1. Saluran Sambungan dari SUTM ke Unit Trafo

Besar arus sambungan SUTM menuju ke saluran trafo distribusi sisi primer dihitung berdasarkan besar kapasitas daya trafo terpasang.

Page 34: Gardu Tiang Trafo

single line GTT

1. Cut Out

Cut Out berfungsi untuk opersai dan sebagai unit trafo, cara kerjanya sebagai berikut:

Membuka dan menutup saluran ke GTT, untuk mengoperasikan harus memakai tongkat khusus (stick) dan prinsip kerjanya seperti sakelar

CO sebagai pengamanan trafo atau GTT, karena unit CO dilengkapi dengan Fuse Link dan akan bekerja atau putus apabila dilewatioleh arus listrik yang lebih besar dari kapasitasnya

Proses putusnya Fuse Link, bias disebabkan karena: o SUTM terkena surja petir dan merambat pada saluran masukan GTT.o Pada saat ada gangguan hubung singkat pada saluran ke trafo atau pada unit

trafonya.o Saluran pengahantar dari SUTM ke CO memakai kabel jenis NYAF.

Besar kapasitas CO tergantung dari besar Fuse Link, dan besar Fuse Link harus disesuaikan dengan daya trafo, dan berfungsi sebagai pengaman(seperti pada fuse atau sekering). Apabila terjadi gangguan pada unit trafo maka fuse link akan putus, dan bisa diganti. Besar fuse link dari PLN adalah 3, 6, 10 A., karena disuaikan dengan besar kapasitas Trafo Distribusi milik PLN.

Gambar Cut Out (CO) pada GTT di Jl. Galunggung (depan SD Percobaan)

1. Lightning Arrester

Page 35: Gardu Tiang Trafo

Lightning Arrester (LA) digunakan untuk pengamanan SUTM terhadap gangguan tegangan lebih surja petir, system pemasangan LA, sbb:

LA dipasang antara SUTM dan CO

Apabila SUTM terkena gangguan surja petir, maka arus gangguan akan diamankan LA dan selanjutnya disalurkan ketanah.

LA dipasang setelah CO

Apabila SUTM tersambar surja petir, maka arus gangguan akan diamankan CO lebih dan arus sisa gangguan akan diamankan lebih lanjut oleh LA.

Gambar Ligthning Arrester (LA) pada GTT di Jl. Galunggung (depan SD Percobaan)

1. PHB-TR

Perlengkapan Hubung Bagi jaringan distribusi tegangan rendah, PUIL mensyratkan sebagai berikut:

Pada jaringan distribusi tegangan rendah, PHB-TR berfungsi sebagai titik pencabangan jaringan dan sambungan pelayanan.

Instalasi PHB-TR pasangan luar dan pasangan dalam harus memenuhi persyaratan keamanan dan keselamatan lingkungan, persyaratan teknis elektris dan mekanis, serta harus dilindungi dari kemungkinan kerusakan mekanis.

Pada setiap unit PHB-TR harus mempunyai peralatan minimal; o Satu sakelar masuk sirkit masuko Satu proteksi arus pada sirkit keluar atau kombinasi proteksi dan sakelar (MCB

atau MCCB).o Arus minimal sakelar masuk minimal sama besar dengan arus nominal penghantar

masuk atau arus maksimal beban penuh.o Besar arus yang mengalir pada rel harus diperhitungkan sesuai kemampuan rel,

temperature ruang dan kerja tidak boleh melebihi 65 oC.o Pemasangan rel telanjang harus sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan

jarak 5 cm + 2/3 kV dari system tegangan nominal.

PHB-TR adalah suatu perlengkapan listrik yang berfungsi sebagai pengendali, penghubung dan melindungi, serta membagi tenaga dari sumber tenaga listrik ke suatu beban atau pemakai.

Untuk instrument ukur indicator dan terminasi, PHB-TR diisyaratkan sebagai berikut:

Harus dipasang paling sedikit instrument indikator dengan warna yang sesuai. Panel PHB-TR utama pada gardu distribusi (GTT) harus dipasang instrument ukur

minimal Volt meter dan Ampere meter. Instrument indicator harus disambung pada sirkit masuk sebelum saklar masuk.

Page 36: Gardu Tiang Trafo

Sambungan sirikit pada PHB harus memakai sepatu kabel yang sesuai dengan jenis metalnya dan ukuran penghantar serta harus dijepit/dipress pada penghantar, KHA terminal sepatu kanel harus minimum sama dengan kemampuan sakelar dari sirikit yang bersangkutan rangkaian.

Pemegang kabel harus dapat memikul gaya berat, gaya tekan dan gaya tarik, sehingga gaya tersebut tidak akan langsung dipikul oleh gawai listrik lain.