1

STUDI PERENCANAAN SALURAN

TRANSMISI 150 kV BAMBE INCOMER

Widen Lukmantono, Ir.Syariffuddin Mahmudsyah, M.Eng, Ir.Teguh Yuwono

Jurusan Teknik Elektro-FTI, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS, Keputih Sukolilo Surabaya 60111

Abstrak - Energi listrik sangat penting peranannya dalam

kehidupan manusia. Pertumbuhan penduduk yang pesat

mengakibatkan meningkatnya kebutuhan energi listrik di

Indonesia. Oleh karena itu PLN sebagai penyedia energi

listrik semaksimal mungkin untuk memenuhi kebutuhan

tersebut. Salah satu langkah yang dilakukan yaitu dengan

merencanakan membangun Gardu Induk 150 kV Bambe.

Dengan adanya rencana pembangunan Gardu Induk tersebut,

perlu juga dilakukan perencanaan penyaluran energi listrik

yaitu melalui saluran transmisi (SUTT) 150 kV.

Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas tentang

perencanaan pembangunan saluran transmisi 150 kV

sepanjang ± 2.445,114 m mulai dari Gardu Induk 150 kV

Karangpilang sampai Gardu Induk 150 kV Bambe yang

melalui 2 Kota/Kabupaten dan 3 kecamatan. Pembangunan

SUTT 150 kV Bambe Incomer direncanakan akan

menyalurkan daya sebesar 400 MVA / sirkit. Dengan

pembahasan tersebut diharapkan dapat diperoleh dasar

peralatan penyaluran energi listrik melalui jaringan transmisi

tegangan tinggi 150 kV yang tepat. Sehingga dapat dilakukan

penyaluran energi listrik yang sesuai secara teknis dan

ekonomis. Saluran transmisi 150 kV Bambe Incomer ini

diharapkan dapat mensuplai energi listrik dan meningkatkan

keandalan sistem kelistrikan di daerah Kabupaten Gresik dan

Kota Surabaya yang merupakan daerah perkembangan

industri di wilayah masing - masing.

Kata kunci : transmisi 150 kV, energi listrik.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Energi listrik sangat penting peranannya

dalam kehidupan manusia. Pertumbuhan penduduk

yang pesat mengakibatkan meningkatnya kebutuhan

energi listrik. Oleh karena itu PLN sebagai penyedia

energi listrik semaksimal mungkin untuk memenuhi

kebutuhan tersebut. Salah satu langkah yang dilakukan

yaitu dengan merencanakan membangun Gardu Induk

150 kV Bambe. Dengan adanya rencana pembangunan

Gardu Induk tersebut, perlu juga dilakukan

perencanaan penyaluran energi listrik yaitu melalui

saluran transmisi (SUTT) 150 kV yang direncanakan

akan menyalurkan daya sebesar 400 MVA / sirkit

sepanjang ± 2.445,114 m mulai dari Gardu Induk 150

kV Karangpilang sampai Gardu Induk 150 kV Bambe

(baru) yang melalui 2 Kota/Kabupaten dan 3

kecamatan.

Sebelum pembangunan saluran transmisi

diatas tentu saja harus memperhatikan hal -hal yang

mempengaruhi perancangan peralatan tegangan tinggi

yang nantinya digunakan dalam proses penyaluran

energi listrik misalnya kondisi tanah tempat tower-

tower, jarak antar kawat – kawat (konduktor),

pemilihan kawat (konduktor) yang ekonomis, jumlah

isolator, perhitungan tegangan tarik andongan dari

kawat yang dibentang, pentanahan kaki tower transmisi

dan penentuan kawat pelindung petir. Sehingga hasil

yang diharapkan dari perencanaan peralatan tegangan

tinggi adalah dapat menghasilkan proses penyaluran

energi listrik yang efektif dan efisien.

1.2 Perumusan Masalah Dari uraian tersebut, permasalahan yang timbul

sebagai berikut:

1. Bagaimana menyalurkan daya untuk mengurangi

beban dari GI 150 kV Karangpilang dan GI 150 kV

Waru.

2. Bagaimana menentukan peralatan saluran udara

tegangan tinggi 150 kV.

3. Bagaimana menentukan sistem pentanahan dari

Overhead Ground Wire dan pentanahan kaki-kaki

tower transmisi.

4. Bagaimana menentukan perhitungan sagging pada

ketiga kawat phasa dan kawat tanah.

5. Bagaimana meminimalkan dampak lingkungan dari

pembangunan saluran transmisi SUTT 150 kV

Bambe Incomer.

1.3 Batasan Masalah Dalam tugas akhir ini permasalahan akan

dibatasi pada perencanaan peralatan saluran udara

tegangan tinggi yang digunakan untuk menyalurkan

energi listrik dari Gardu Induk 150 kV Karangpilang

sampai Gardu Induk 150 kV Bambe (baru).

Menggunakan tegangan 150 kV dan perhitungan

sistem pentanahan dari Ground Wire untuk melindungi

kawat penghantar dari sambaran petir dan pentanahan

kaki- kaki tower transmisi.

1.4 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mendapatkan

perhitungan dan pemilihan peralatan saluran transmisi

150 kV yang sesuai secara teknis sehingga dapat

menunjang pemenuhan kebutuhan energi listrik di

daerah perkembangan industri di wilayah Kabupaten

Gresik dan Kota Surabaya.

1.5 Relevansi

Dengan dilakukan penelitian tentang hal - hal

teknis, yang perlu dilakukan dalam perencanaan

peralatan tegangan tinggi pada saluran transmisi 150

kV antara GI 150 Karangpilang ke GI 150 kV Bambe

(baru), maka diharapkan penelitian ini dapat dijadikan

bahan pertimbangan atau referensi sehingga dalam

2

proses pengerjaan perencanaan peralatan tegangan

tinggi yang baru dapat lebih mudah.

II. JARINGAN TRANSMISI TENAGA LISTRIK

2.1 Konsep Perencanaan Jaringan Transmisi Pusat - pusat listrik tenaga itu umumnya

terletak jauh dari tempat - tempat dimana tenaga listrik

itu digunakan atau pusat - pusat beban (load centers),

karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus

disalurkan melalui kawat - kawat atau saluran transmisi

kemudian dengan pertolongan transformator daya

tegangan yang tadinya rendah yaitu 6 kV sampai 24 kV

ditingkatkan ke tegangan yang lebih tinggi hingga 30

kV sampai 500 kV (bahkan di negara maju sampai

1000 kV).[1]

Ada dua kategori saluran trasmisi (overhead

lines) dan saluran kabel tanah (underground cable).

Yang pertama menyalurkan tenaga listrik melalui

kawat - kawat yang digantung pada menara atau tiang

transmisi dengan perantaraan isolator - isolator, sedang

kategori yang kedua menyalurkan tenaga listrik melalui

kabel - kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah.

Keduanya mempunyai keuntungan dan kerugian

sendiri - sendiri, dibandingkan saluran udara, saluran

bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk ,

taufan, hujan angin, bahaya petir dan sebagainya.[1]

Lagipula, saluran bawah tanah lebih estetis

karena tidak mengganggu pemandangan. Karena alasan

terakhir. saluran bawah tanah lebih disukai, terutama

umtuk daerah yang padat penduduknya dan di kota -

kota besar. Namun biaya pembangunannya jauh lebih

mahal dibandingkan dengan saluran udara, dan

perbaikannya jauh lebih sukar bila terjadi gangguan

hubung singkat dan kesukaran - kesukaran lain.

2.2 Komponen Utama Jaringan Transmisi Komponen - komponen utama dari saluran

transmisi terdiri dari :

a. Menara transmisi atau tiang transmisi beserta

pondasinya,

b. Isolator - isolator,

c. Kawat penghantar (conductor), dan

d. Kawat tanah (ground wire)

2.2.1 Menara Transmisi atau Tiang Transmisi Menara atau tiang transmisi adalah suatu

bangunan penopang saluran transmisi yang dapat

berupa menara baja, tiang baja, tiang beton bertulang

dan tiang kayu. Tiang baja, beton atau kayu umumnya

digunakan pada saluran - saluran dengan tegangan

kerja relatif tinggi dan extra tinggi digunakan menara

baja.

Menara baja dibagi sesuai dengan fungsinya,

yaitu : menara dukung, menara sudut, menara ujung,

menara percabangan dan menara transposisi.

2.2.2 Isolator Isolator berfungsi untuk mengisolasi sistem

tegangan baik antar fasa dengan tanah (fungsi elektris)

serta memikul beban mekanispenghantar yang

diisolasikannya (fungsi mekanis). Oleh karena itu

tingkat isolasi dan kekuatan mekanisnya harus benar -

benar diperhatikan sehingga tidak memungkinkan

terjadinya arus bocor listrik pada suatu sistem. Tingkat

isolasi ini adalah tingkat kemampuan memisahkan

sistem tegangan sehingga tidak tembus ke

sekelilingnya.

Jenis yang digunakan pada saluran transmisi

adalah jenis porselin atau gelas.Menurut penggunaan

dan kontruksinya dikenal tiga jenis isolator yaitu,

isolator jenis pasak, isolator jenis pos-saluran, isolator

gantung. Isolator jenis pasak dan isolator jenis pos-

saluran digunakan pada saluran transmisi dengan kerja

relatif rendah (kurang dari 22 - 33 kV), sedang isolator

gantung dapat digandeng menjadi rentengan isolator

yang jumlahnya disesuaikan kebutuhan.[1]

2.2.3 Kawat Penghantar

Jenis - jenis kawat penghantar yang biasa

digunakan pada saluran transmisi adalah :

Tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%),

tembaga konduktivitas 97,5% (CU 97,5%) atau

aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%).

Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis

dengan lambang sebagai berikut :[2]

a. AAC = All - Aluminium Conductor, yaitu kawat

penghantar yang seluruhnya terbuat dari

aluminium.

b. AAAC = All Aluminium - Alloy Conductor, yaitu

kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari

campuran aluminium.

c. ACSR = Aluminium Conductor Steel - Reinforced,

yaitu kawat penghantar aluminium ber-inti kawat

baja.

d. ACAR = Aluminium Conductor Alloy - Reinforced,

yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat

dengan logam campuran.

Kawat penghantar tembaga mempunyai

beberapa kelebihan disbanding dengan kawat

penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat

tariknya lebih tinggi. tapi kelemahan nya ialah untuk

besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari

aluminium dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat

penghantar aluminium telah menggantikan kedudukan

tembaga.

Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat

aluminium digunakan campuran aluminium

(aluminium alloy). Untuk saluran - saluran tegangan

tinggi, dimana jarak antara dua tiang/menara jauh

(ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang lebih

tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

2.2.4 Kawat Tanah Kawat tanah atau “ground wires” juga disebut

sebagai kawat pelindung (shield wires) gunanya untuk

melindungi kawat - kawat fasa terhadap sambaran

petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa.

Sebagai kawat tanah umumnya dipakai kawat baja

3

(steel wires) yang lebih murah, tetapi tidak jarang

digunakan ACSR.

2.3 Konfigurasi Saluran Transmisi Dalam saluran transmisi udara, dikenal

beberapa macam bentuk konfigurasi saluran yaitu :

1. Saluran Transmisi dengan Konfigurasi

Horisontal

2. Saluran Transmisi dengan konfigurasi

Vertikal

3. Saluran Transmisi dengan Konfigurasi Delta

2.4 Dasar Pemilihan Tegangan Pemilihan tegangan saluran transmisi

berkaitan erat dengan kapasitas daya yang disalurkan.

Pada penyaluran tenaga listrik dengan daya besar dan

jarak yang relatif panjang, banyak hal - hal yang perlu

dipertimbangkan terutama ditinjau dari segi ekonisnya

seperti efisiensi, losses, factor cuaca, jenis konduktor,

temperature dan lain - lain. Untuk mengatasi hal itu,

maka dalam transmisinya biasanya cenderung untuk

menaikkan tegangannya ketingkat tegangan yang lebih

tinggi. Dengan cara ini maka daya guna penyaluran

akan lebih efektif karena rugi - rugi transmisi dapat

diturunkan.

Langakah - langkah yang dilakukan pada proses

estimasi dan penentuan tegangan kerja adalah sebagai

berikut :

a. Input data daya yang dikirim Pr (MW) dan

panjang saluran (km)

b. Input data pemilihan tegangan standar V (kV)

c. Penetuan nilai koefisien kapasitas k.

d. Perhitungan daya saluran Prs (MW) dengan

menggunakan rumus :[9]

Prs = . (2.1)

Dengan :

Prs = Kapasitas daya saluran (MW)

V = Tegangan standar (kV)

k = Koefisien kapasitas

L = Panjang saluran (km)

Nilai tegangan yang dipakai dalam

perhitungan ini adalah nilai - nilai tegangan standar.

Tiap nilai tegangan standar mempunyai koefisien

kapasitas yang tertentu.

2.5 Pemilihan Ukuran Konduktor

Perencanaan suatu jaringan juga meliputi

penentuan ukuran tipe konduktor. Ukuran dan tipe

konduktor ditentukan oleh arus yang lewat melalui

konduktor, karena besar penampang konduktor

berbanding lurus dengan kapasitas kuat arusnya.

Semakin besar kuat arus yang mengalir melalui saluran

transmisi maka semakin besar pula daya yang mampu

dikirim oleh saluran transmisi.

Kuat arus perphasa pada perencanaan ini

berdasarkan pada rumus sebagai berikut :[7]

I = √ (2.2)

Dimana :

I = Arus per fasa (A)

S = Daya yang dikirim (MVA)

Vr = Tegangan sistem (kV)

Setelah didapatkan hasil dari perhitungan perfasa

selanjutnya akan dihitung besar dari arus perkonduktor

dengan menggunakan rumus,

Ik = I / np (2.3)

Dimana :

Ik = Arus perkonduktor (A)

I = Arus perfasa (A)

np = Jumlah konduktor perfasa

Dari hasil perhitungan arus perkonduktor

tersebut akan ditentukan jenis dan ukuran konduktor

dengan melihat pada table pemilihan ukuran

konduktor. Kapasitas saluran transmisi Prs dapat

dinyatakan sebagai fungsi dari tegangan pada titik

penerimaan dan panjang saluran.

Standar pemilihan tipe serta ukuran konduktor

selalu mempertimbangkan faktor - faktor keamanan,

sehingga pada pemilihannya akan dipilih ukuran

diameter konduktor yang lebih besar.

2.6 Bundle Conductor (Kawat Berkas) Kawat jenis ini terdiri dari dua kawat atau

lebih dalam satu fasanya masing-masing terpisah dengan

jarak tertentu. Kawat ini mempunyai kelebihan-kelebihan

dibandingkan kawat padat, karena dengan menggunakan

kawat berkas dapat mengurangi gejala korona, juga

kapasitasnya lebih besar serta reaktansinya lebih kecil.

Kawat berkas (bundle conductor) lebih tepat bila

digunakan pada tegangan transmisi dengan tegangan

diatas 230 kV, tetapi dapat juga digunakan untuk

tegangan transmisi yang lebih rendah apabila dibutuhkan

kapasitas saluran transmisi yang lebih baik dan tinggi.

Pada penerapannya diperlukan pula perentang

(spacer) yang berfungsi untuk menghindarkan

terjadinya tumbukan antar sub konduktor karena gejala

elektro mekanis atau angin. Keuntungan menggunakan

bundle conductor bila dibandingkan dengan

menggunakan single conductor adalah :

1. Mampu menyalurkan daya yang lebih besar

dengan kerugian yang kecil karena bisa dicapai

efisiensi yang tinggi.

2. Mempunyai induktansi dan reaktansi perfasa

yang kecil untuk konduktor dengan material

yang sama.

3. Mempunyai kapasitas perfasa yang lebih besar

reaktansi yang lebih rendah dan memperbesar

muatan arus yang dapat memperbaiki faktor

daya.

4. Mengurangi impedansi surja saluran.

Untuk menentukan R ( jarak sub bundle conductor ke

pusat lingkaran) dapat diperoleh dengan menggunakan

persamaan : [7]

4

R = . ⁄ (2.4)

Untuk jarak yang sama maka :

untuk n = 3 maka R = So / √3

untuk n = 4 maka R = So / √2

untuk n = 6 maka R = So

untuk n = 8 maka R = So / (2.sin22,5°)

Dimana :

R = Jarak sub bundle conductor ke pusat

lingkaran

So = Jarak spasi antar sub bundle conductor

n = Jumlah sub conductor

2.7 Rugi Daya Saluran Transmisi Rugi-rugi yang dialami oleh saluran transmisi

terutama pada saluran transmisi tegangan ekstra tinggi

(EHV) dipengaruhi oleh dua hal yaitu rugi tahanan dan

rugi korona, adapun dalam menghitung rugi-rugi

tahanan dengan menggunakan rumus : [1]

Rt = 3.n.lk2.R (2.5)

Dimana:

Rt = Rugi-rugi tahanan saluran transmisi

n = Jumlah konduktor per phasa

lk = Arus per konduktor

R = Nilai tahanan resistansi kawat transmisi

2.8 Perencanaan Isolasi Saluran Transmisi Dalam sistem tenaga sangat diniungkinkan

limbulnya tegangan lebih. Tegangan lebih dapat

disebabkan oleh kilat dan switching. Berkenaan dengan

tegangan ini erat sekali hubungannya dengan isolasi.

Pada perencanaan jaringan transmisi perlu juga

mempertimbangkan jenis serta jumlah isolasi yang

akan digunakan.

Langkah-langkah dalam perencanaan isolasi

sebagui berikut:[2]

a. Data Input berupa tegangan sistem V (kV),

konfigurasi saluran yang dipilih-KS (horisontal

ataukah vertikal), Tipe Insulator yang dipilih (tipe

string I atau string V ).

b. Penentuan tegangan flashover lightning (Tegangan

Critical flashover) VCFO dan tegangan

flashover swhching (Tegangan withstand

Switching Surge Crest),

c. Perhitungan koefisien keamanan k, (koefisien

keamanan phasa tengah) dan k2 (koefisien

keamanan phasa pinggir)

d. Perhitungan jumlah isolator optimal

Perhitungan ini dimaksudkan untuk

menentukan jumlah isolator pada tiap-tiap yang

mampu menahan tegangan lebih switching dan

lightning pada daerah tertentu. Sedangkan langkah-

langkah perhitungan adalah sebagai berikut :

Menentukan jenis isolator dan data kalalog

insulator

Penentuan jumlah dan panjang Isolator tiap

phase

2.9 Penentuan Outline Tower Yang dimaksud dengan outline tower adalah

informasi dan perancanangan dari sebuah menara

(tower) informasi ini sangat dibutuhkan oleh seorang

perencana dalam merencanakan suatu sistem jaringan

transmisi. Dari data outline tower ini seorang

perencana dapat menentukan tipe tower beserta

ukuran-ukuran jarak bebas (clearence) yang

bersangkutan dengan perancangan tower. Informasi

keluaran outline tower yang dibutuhkan terdiri dari :[4]

1. Andongan,

2. Jarak bebas ke tanah (Ground Clearance),

3. Jarak vertikal dan horisontal antar kawat,

4. Diagram clearance dari jarak terhadap kawat fasa,

5. Panjang isolator set.

2.9.1 Andongan Andongan adalah jarak proyeksi yang diukur

dari tinggi tower saluran transmisi terhadap jarak

lingkungan penghantar yang terendah. Hal ini terjadi

karena beratnya penghantar yang direntangkan antara

dua tiang transmisi. Dengan diketahuinya jarak

andongan, maka akan ditentukan tinggi menara

minimum yang harus dibangun.

Dalam perhitungan andongan, faktor yang

perlu diperhhungkan adalah parameter pemuaian

penghantar yang disebabkan oleh kenaikan suhu

penghantar Karena pemuaian ini akan menyebabkan

pertambahan panjang pada penghantar, sehingga juga

akan mengakibatkan bertambah panjangnya nilai

andongan dan nilai sebenarnya.

Keadaan kondisi permukaan tanah yang tidak

rata akan menyebabkan tiang Menara mempunyai

perbedaan tinggi antara satu dengan yang lainnya. Pada

kondisi seperti ini diperlukan metode perhiturtgan yang

berbeda dari perhitungan andongan yang biasanya,

perhitungan andongan diklasifikasikan menjadi dua

jenis berdasarkan kondisi menara penyangga pada

saluran penghantar, yaitu:

• Menara yang tingginya sama

• Menara yang tingginya berbeda

2.10 Pentanahan Kaki Menara Untuk melindungi kawat fasa terhadap

sambaran langsung dari petir digunakan satu atau dua

kawat tanah yang terletak diatas kawat fasa dengan

sudut perlindungan lebih kecil 18°. Dengan demikian

kemungkinan terjadiya loncatan api karena sambaran

petir secara langsung dapat diabaikan. Kemungkinan

terjadinya loncatan balik (back flashover) karena

sambaran kilat secara langsung pada puncak menara

atau kawat tanah letap masih ada, dan untuk

mengurangi tahanan kaki menara harus dibuat tidak

melebihi 10 ohm. Tahanan kaki menara 10 ohm dapat

diperoleh dengan menggunakan satu atau lebih batang

pengetanahan (ground road) dan atau sistem

counterpoise. Pemilihan penggunaan batang

pengetanahan dan atau sistem counterpoise tergantung

dari tahanan jenis tanah dimana menara transmisi

tersebut berada.

5

II. RENCANA JALUR TRANSMISI 150 kV

BAMBE INCOMER (GI KARANGPILANG - GI

BAMBE BARU)

3.1. Sekilas Tentang GI 150 kV Bambe dan SUTT

150 kV Bambe Incomer. Pengembangan GI - GI yang mensuplai

kawasan Bringkang - Bambe saat ini yaitu :

GI Waru dengan kapasitas 250 MVA, beban

159 MVA (70%) tegangan operasi 150/20 kV. Apabila

akan dikembangkan dengan menaikkan kapasitasnya

akan mengalami kendala karena jumlah trafo yang

sudah ada 7 unit, total penyulang yang keluar sudah 29

buah, GI Driyorejo dengan kapasitas 110 MVA

dengan jumlah penyulang 14 (empat belas) buah total

beban 83 MVA (75,4%)

Dari beban kedua GI tersebut yang sudah

besar dan sulit dikembangkan maka dibuat alternative

baru yaitu membangun GI baru dilokasi Bringkang -

Bambe dengan tegangan operasi 150/20 kV kapasitas

2x60 MVA. Dengan GI baru ini diharapkan

pertumbuhan beban di kawasan Bambe sekitarnya,

termasuk kawasan Waru dan Driyorejo ke depan dapat

terpenuhi.

Sasaran pembangunan GI Bringkang - Bambe

(2x60 MVA) 150 kV adalah untuk :

a. Mengantisipasi perkembangan beban di kawasan

Bambe dan sekitarnya, termasuk kawasan Waru

dan Driyorejo.

b. Meningkatkan standar mutu pelayanan tenaga

listrik kepada pelanggan.

c. Meningkatkan keandalan pelayanan kepada

pelanggan dengan memperbaiki SAIDI dan SAIFI

karena panjang penyulang menjadi lebih pendek

d. Menurunkan susut distribusi

Pembangunan SUTT 150 kV Bambe Incomer

ini dilakukan sejalan dengan rencana pemerintah dalam

penyediaan percepatan sistem kelistrikan program

10.000 MW. Kegiatan pembangunan SUTT 150 kV

Bambe Incomer yang meliputi kegiatan pembangunan

saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kV

sepanjang 2.455,114 m sebanyak 8 tower dan

pembangunan gardu induk seluas 2 Ha yang untuk

selanjutnya disebutkan sebagai pembangunan SUTT

150 kV Bambe incomer ini selain bertujuan untuk

peningkatan kehandalan sistem kelistrikan juga

dilakukan dengan memperhatikan lingkungan.

Tabel 3.1 Capacity Balance

Gardu Induk

Keterangan Waru

(Teg.

150/20 kV)

Bambe

(Teg.

150/20 kV)

2012

Peak Load

(MW)

135,52

(64%)

41,10

(40%)

Penambahan

Trafo 2 x

120 MVA Add Trafo

(MVA)

- 120

2013

Peak Load

(MW)

140,92

(66%)

60,77

(60%)

Add Trafo

(MVA)

- -

2014

Peak Load

(MW)

130,60

(61%)

77,10

(76%)

Add Trafo

(MVA)

- -

2015

Peak Load

(MW)

134,69

(63%)

85,42

(84%)

Add Trafo

(MVA)

- -

2016

Peak Load

(MW)

162,43

(68%)

93,49

(92%)

Add Trafo

(MVA)

- -

2017

Peak Load

(MW)

163,68

(69%)

102,27

(67%)

Penambahan

Trafo 2 x

120 MVA Add Trafo

(MVA)

- 60

2018

Peak Load

(MW)

161,19

(68%)

111,96

(73%)

Add Trafo

(MVA)

- -

Sumber : KKO, KKF & ERM PT. PLN (Persero) Distribusi

Jawa Timur 2009

3.3 Rencana Jalur Transmisi 150 kV. Saluran transmisi 150 kV yang digunakan

untuk menyalurkan energi listrik sepanjang ±

2.445,114 m mulai dari Gardu Induk 150 kV

Karangpilang sampai Gardu Induk 150 kV Bambe

yang melalui 3 kecamatan antara lain Lakarsantri,

Karang Pilang, Driyorejo dan 3 desa / kelurahan antara

lain Bangkingan, Waru Gunung, Bambe. Lokasi jalur

transmisi seperti disajikan pada Gambar 3.2

Gambar 3.1 Rencana Jalur SUTT 150 kV

Bambe Incomer

3.4 Alasan Mengunakan SUTT 150 kV. Dalam perencanaan penyaluran daya listrik

dari GI 150 kV Karangpilang menuju GI 150 kV

Bambe (baru) menggunakan Saluran Udara Tegangan

6

Tinggi (SUTT) dengan tegangan 150 kV. Pemilihan ini

didasarkan pada pertimbangan sebagai berikut :

1. Jarak penyaluran pendek, 2,4 km.

2. Dengan tegangan 150 kV masih memungkinkan

untuk menyalurkan daya sebesar 400 MVA / sirkit.

3.5 Pengukuran Medan Listrik dan Medan Magnet. Jaringan transmisi 150 kV ini akan

mengeluarkan induksi berupa medan magnet dan

medan listrik ke lingkungan. Untuk mengetahui kondisi

lingkungan medan magnet dan medan listrik di daerah

rencana jalur transmisi.

Tabel 3.2. Hasil Pengukuran Medan Magnet dan

Medan Listrik di Rencana Jalur Transmisi 150 kV

dan GI 150 kV Bambe

IV. STUDI PERENCANAAN SALURAN

TRANSMISI 150 kV BAMBE INCOMER (GI

KARANGPILANG - GI BAMBE BARU)

4.1. Pemilihan Konfigurasi Saluran Transmisi Kapasitas daya yang dapat disalurkan oleh

sirkuit bila menggunakan konduktor tunggal 5x60

MVA. Digunakan bundle conductor untuk

meningkatkan kapasitas daya saluran transmisi. Untuk

menjaga kontinuitas daya perlu digunakan saluran

vertikal ganda, sehingga jika salah satu saluran terputus

transmisi masih mampu menyalurkan daya dengan satu

saluran yang lain.

4.2. Ukuran dan Tipe Konduktor Transmisi

Rencana daya yang dialirkan sebesar 5x60

MVA menggunakan saluran vertikal ganda.

Perhitungan arus dilakukan berdasarkan daya yang

akan disalurkan, maka perhitungan arus adalah sebagai

berikut :

Rating Arus :

I = √ = 1154,7 A

Arus untuk bundle konduktor dengan n = 2:

I = , = 577,35 A

Dengan faktor keamanan 110% maka I = 1,1 x 461,9 =

635 A

Dipilih konduktor ACSR 48/7 dengan luas aluminium

340 mm2 dengan diameter = 2,5 cm atau jari - jari =

1,25 cm yang memiliki kapasitas hantar arus 790 A

Dari hasil perhitungan diatas maka ditentukan

saluran menggunakan kawat ACSR 48/7, 340 mm2

dengan bundle conductor dua (n=2).

4.3. Menghitung Andongan (Sag) Untuk Dua Menara Yang Sama Tinggi :

SAG1 = ! =

, " = 1,4 m (sag normal

;t=200C)

Lo = S + !

Lo = 300 + , " = 300,00005 m ≈ 300 m

Lt = Lo [ 1 + α (tm - t)]

Lt = 300 [ 1 + 0,0000189 (900 - 20

0)] = 300,397

m

SAG2 = # $%

SAG2 = # ,"% = 6,683 m

(sag max ;t = 900C)

Untuk Dua Menara Yang Berbeda Tinggi

Dengan beda tinggi antar menara H = 1 meter

D = ! =

, " = 1,4 m

SAG1 = D &1 ( )*+= 1,36 &1 ( ,+ = 0,9

m

(sag normal ;t=200C)

Lo = S + !

Lo = 300 + , " = 300,00005 m ≈ 300 m

Lt = Lo [ 1 + α (tm - t)]

Lt = 300 [ 1 + 0,0000189 (900 - 200)] = 300,397

m

D2 = # $% = # ,"% = 6,683

m

SAG2 = D2 &1 ( )*+

SAG2 = 6,683 &1 ( , + = 6,2 m (sag

max ;t = 900C)

4.4 Penentuan Jarak Bebas Konduktor Jaringan

SUTT 150 kV (Clearance) • Penentuan Jarak Bebas Pada Bundle Conductor

ke Tanah (Phase to Ground Clearence) :

GC = 6,096 + (V – 50) 0,0127 + 0,73 (SAG2 –

SAG1)

GC = 6,096 + (150 – 50) 0,0127 + 0,73 (6,683 –

1,4)

GC = 11,22 meter

• Perhitungan Jarak Bebas Bundle Conductor

dengan Bundle Conductor lainnya antar

Pada SUTT 150 kV Bambe Incomer V

sebesar 150 kV. Perhitungan jarak bebas bundle

conductor dengan bundle conductor lain antar

phasa dapat ditentukan dengan rumusan

Code Formula:

Perhitungan ini dilakukan dengan memperhatikan

faktor Andongan yaitu 6,683 m = 250,4 inchi,

pada suhu 900.

a = 0,3 inch per kV + 8

a = ( 0,3 x 150) + 8 = 45 + 36,5

a = 81,5 inchi = 2,07 meter

Sehingga jarak bebas bundle conductor

dengan bundle conductor lainnya dengan

memperhitungkan faktor keamanan sebesar 115%

maka : 1,15 x 2,07 = 2,38 meter ≈ 2,5 meter.

Gambar 4.1 Konfigurasi Konduktor Hasil

Perhitungan

Gambar 4.2 Ruang Bebas

Perhitungan Jarak Bebas Bundle Conductor

dengan Bundle Conductor lainnya antar phasa :

Pada SUTT 150 kV Bambe Incomer VL-L nominal

sebesar 150 kV. Perhitungan jarak bebas bundle

conductor dengan bundle conductor lain antar

phasa dapat ditentukan dengan rumusan Safety

Perhitungan ini dilakukan dengan memperhatikan

r Andongan yaitu 6,683 m = 250,4 inchi,

= 45 + 36,5

Sehingga jarak bebas bundle conductor

dengan bundle conductor lainnya dengan

memperhitungkan faktor keamanan sebesar 115%

2,5 meter.

Konfigurasi Konduktor Hasil

Tabel 4.1 Jarak Bebas Minimum Antara

Penghantar SUTT 150 kV dengan Benda Lain

No Lokasi

1 Lapangan Terbuka

2 Daerah dengan keadaan tertentu

2.1 Bangunan tidak tahan api

2.2 Bangunan tahan api

2.3 Lalu lintas jalan/jalan raya

2.4 Pohon – pohon pada umumnya, hutan,

perkebunan

2.5 Lapangan olahraga

2.6 SUTT lainnya, penghantar udara

tegangan rendah, jaringan telkom

antena radio, antena televisi dan kereta

gantung

2.7 Rel kereta biasa

2.8 Jembatan besi, rangka besi, penahan

penghantar, kereta listrik terdekat dsb

2.9 Titik tertinggi tiang kapal

padakedudukan air pasang / tertinggi

pada lalu lintas air

4.5 Perhitungan jumlah isolator dan jarak

sambaran. Perhitungan jumlah isolator optimal

dimaksudkan untuk menentukan jumlah isolator pada

tiap – tiap menara yang mampu menahan tegangan

lebih switching dan litghning pada daerah tertentu.

Untuk konfigurasi vertikal maka :

Penentuan jumlah isolator dengan mengacu

pada standart didapatkan jumlah isolator (jjs) =

dengan melihat tabel 4.8. maka dipilih isolator tipe

normal (type A) dengan panjang / tinggi tiap isolator

sebesar 146 mm sehingga :

panjang rangkaian isolator (D) maka :

D = 11 x 146 mm = 1606 mm

Isolator berkonfigurasi double suspension jumlah

isolator

(jjs) = 2 jjs = 2 x 11 = 22

Untuk mencari jarak sambaran ditentukan

dengan mengetahui harga kerapatan udara dengan

asumsi sepanjang jalur homogen dan kondisi cuaca

cerah dengan suhu 350C dan kelembaban udara 60%

yaitu :

SPF = D. HS. δ

SPF =1,46 x 60% x 0,96 = 0,84 meter

Sedangkan untuk gap arching horn phasa pinggir

direncanakan yaitu :

GFP = –

= –

Jarak Bebas Minimum Antara

Penghantar SUTT 150 kV dengan Benda Lain

SUT

T 150

kV

(m)

8

Daerah dengan keadaan tertentu

13,5

5

9

pohon pada umumnya, hutan, 5

13,5

SUTT lainnya, penghantar udara

tegangan rendah, jaringan telkom

antena radio, antena televisi dan kereta 4

9

penahan

penghantar, kereta listrik terdekat dsb 4

padakedudukan air pasang / tertinggi 4

Perhitungan jumlah isolator dan jarak

Perhitungan jumlah isolator optimal

menentukan jumlah isolator pada

tiap menara yang mampu menahan tegangan

lebih switching dan litghning pada daerah tertentu.

Penentuan jumlah isolator dengan mengacu

pada standart didapatkan jumlah isolator (jjs) = 11

dengan melihat tabel 4.8. maka dipilih isolator tipe

normal (type A) dengan panjang / tinggi tiap isolator

panjang rangkaian isolator (D) maka :

D = 11 x 146 mm = 1606 mm

Isolator berkonfigurasi double suspension jumlah

Untuk mencari jarak sambaran ditentukan

dengan mengetahui harga kerapatan udara dengan

asumsi sepanjang jalur homogen dan kondisi cuaca

C dan kelembaban udara 60%

0,96 = 0,84 meter

Sedangkan untuk gap arching horn phasa pinggir

= 0,73 meter

8

4.6. Pemilihan Tower

Gambar 4.3. Tower Suspension Transmisi Tipe AA

Gambar 4.4. Tower Tension Transmisi Tipe DD

4.6 Pentanahan Kaki Menara Tahanan kaki menara perlu dibuat sekecil

mungkin untuk menghindarkan efek sambaran petir.

Tahanan ini ditentukan oleh bentuk fisik tahanan dan

tahanan jenis dari tanah (untuk ini dipilih tahanan

berbentuk elektrode batang ditananm tegak lurus di

dalam tanah atau menggunakan elektroda batang

berselubung pipa galvanis 2”). Biasanya digunakan rod

elektroda sepanjang 5,5 m dengan kedalaman yang

sama yaitu 5,5 meter dengan jari – jari rod elektroda

sebesar 1,27 cm.

Berdasarkan standar PT. PLN (Persero) P3B

pentanahan kaki menara dipasang pada setiap menara,

dengan jumlah pentanahan 4 buah tiap tower. Bila

tahanan pentanahan masih lebih besar dari 5 ohm,

maka diusahakan dengan pentanahan counterpoise

yang dibuat dari kawat baja 38 mm2 sebagai

counterpoise yang ditanam secara radial.

Dengan standar diatas maka kita dapat

menghitung pentananhan kaki menara sesuai dengan

rumus persamaan yang telah tersedia :

Untuk pentanahan sistem Ground Rod :

R = - &./ 0 +

• Untuk Tanah Rawa / Sawah

R = - 1./ #.2.34 5 =

, 1./ ,#.2. ,4 5

R = 1,47 Ω

• Untuk Ladang

R = - 1./ #.2.34 5 =

, 1./ ,#.2. ,4 5

R = 4,92 Ω

9

Gambar 4.5 Pemasangan Batang Pentanahan Kaki

Menara Berdasar SPLN 121_1996 (Tampak

Samping)

Gambar 4.6 Pemasangan Batang Pentanahan Kaki

Menara

V. PENUTUP

5.1 KESIMPULAN Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan

pada bab sebelumnya dan berdasarkan data - data yang

telah tersedia maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Saluran transmisi ini menggunakan menara tower

tipe AA setinggi 33,8m dan tipe DD setinggi

32,2 m, sirkuit vertikal ganda dengan 2 bundle

conductor ACSR 48/7 340 mm2, isolator

menggunakan double string 2x11 buah dan

menggunakan menara transmisi dengan jarak

antar menara 300 m.

2. a. Pentanahan kaki menara menggunakan metode

:

Ground rod, dengan 4 buah rod electrode

panjang 5,5 m dan jari - jari 1,27 cm, pada

tanah rawa/sawah didapat tahanan kaki

tower 1,47 ohm dan pada tanah ladang 4,29

ohm.

Counterpoise, dengan kawat baja 38 mm2,

untuk jenis tanah pasir basah dibutuhkan

panjang kawat 614,5 m, kerikil basah 971,7

m, kerikil kering 1374,2 dan tanah berbatu

2380,2 m.

b. Kawat pelindung petir menggunakan 2 buah

kawat tanah baja (GSW) dengan jari - jari kawat

0,48 cm dan luas penampang 55 mm2.

c. Sagging untuk dua menara yang sama tinggi

antara 1,4 m - 6,683 m dan untuk dua menara

yang berbeda tinggi (h = 1m) antara 0,9 m - 6,2 m

3. Di sekitar SUTT 150 kV Bambe Incomer medan

magnet sebesar 0,47x10-7

T dan medan listrik

sebesar 61,35 V/m

5.2 SARAN

Berdasarkan kesimpulan diatas maka kita

dapat menyarankan :

1. Meskipun penempatan peralatan telah sesuai

dengan standar jarak bebas, diharapkan agar

manusia berhati - hati saat beraktifitas disekitar

saluran transmisi.

2. Pada perencanaan ini tidak dibahas pengaruh

keberatan masyarakat terhadap pembangunan

saluran transmisi dari survey jalur hingga

beroperasinya saluran transmisi. Sehingga

diharapkan suatu saat ada yang meneliti mengenai

pengaruh keberatan masyarakat terhadap

pembangunan saluran transmisi.

3. Studi ini diharapkan bisa menjadi bahan

pertimbangan untuk perencanaan pembangunan

jaringan transmisi yang terletak antara GI 150

Karangpilang dengan GI 150 kV Bambe (baru).

DAFTAR PUSTAKA [1] A. Arismunandar Dr, S. Kuwara Dr, Buku

Pegangan Teknik Tegangan Listrik Jilid II,

PT. Pradnya Paramita, Jakarta, Cetakan

Ketujuh, 2004

[2] Andrew S. Timscheff, Calculation of Gradien

for Phase on Three Phase Bundle

Conductor Line, IEEE Trans. On Power

System App, 1971

[3] Diktat Bahan Isolasi Tegangan Tinggi, Kuliah

Gejala Medan Listrik, 2005

[4] Turan Gonen, Electric of Power

Transmission System Engineering, Mc Graw

Hill, 1988

[5] T. S Hutauruk, Pengetanahan Netral Sistem

Tenaga dan Pengetanahan Peralatan, PT.

Erlangga, Jakarta, 1991

[6] Zuhal, Dasar Teknik Tegangan Listrik dan

Elektronika Daya, Pustaka Utama, Jakarta,

2000

[7] Udo T, Minimum phase to Phase Electrical

Clearence Based On Switching Surge and

10

Lightning Surge, IEEE Trans. On Power

System App. 1974

[8] ----------, Buku Teknis Operasional P3B

Jawa - Bali PT. PLN (Persero), bagian

Engineering, 2006

[9] Syariffudin M Ir., M.Eng, Perencanaan

Jaringan Transmisi Tegangan Tinggi, 1999

[10] Electric Power Research, Transmission Line

Reference Book, 345 kV and above, 1987

[11] ---------, KKO, KKF & ERM GI 150 kV

Bringkang Bambe 2 x 60 MVA, PT. PLN

(Persero) Distribusi Jawa Timur, 2009

[12] ----------, UKL - UPL Pembangunan SUTT 150 kV Bambe Incomer, PT. PLN (Persero)

Pikitring Jawa, Bali Dan Nusa Tenggara, 2010

[13] ----------, SPLN 10 - 1A: 1996, Isolator

Renteng Jenis Kap dan Pin [14] ----------, SPLN 13:1978, Kriteria Dasar Bagi

Perencanaan Saluran Udara Tegangan

Tinggi 66 kV dan 150 kV.

[15] ----------, SPLN 121:1996, Konstruksi

Saluran Udara Tegangan Tinggi 70 kV dan

150 kV dengan Tiang Beton/Baja

RIWAYAT HIDUP Widen Lukmantono, lahir di Surabaya pada tanggal 10

Maret 1985. Penulis adalah anak

kedua dari pasangan suami istri

Pole dan Nurasih. Pada Tahun 1991

memulai pendidikannya di SDN

Jambangan I lulus tahun 1997 dan

sekaligus pada tahun tersebut

melanjutkan ke SMPN 12 Surabaya

lulus pada tahun 2000. Penulis

menempuh pendidikan tingkat

menengah di SMUN 16 Surabaya,

mulai tahun 2000 dan lulus tahun

2003.

Pada tahun 2003 penulis kuliah di D3 Teknik

Elektronika-PENS-ITS Surabaya, lulus tahun 2006.

Pada bulan April tahun 2009 penulis menikah, hingga

saat ini telah dikaruniai 2 orang putra, kemudian pada

bulan September 2009 terdaftar sebagai mahasiswa

Jurusan Teknik Elektro, Bidang Studi Teknik Sistem

Tenaga, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya.