jaringan tegangan tinggi.doc
-
Upload
luthfi-wiraputra -
Category
Documents
-
view
357 -
download
12
description
Transcript of jaringan tegangan tinggi.doc
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
JARINGAN TEGANGAN TINGGI
2.1. Pengertian dan Fungsi Jaringan Tegangan Tinggi
Dalam bab ini kita akan membahas mengenai jaringan tegangan tinggi, namun
sebelumnya kita perlu mengetahui apa yang dimaksud dengan jaringan tegangan tinggi itu
sendiri. Dalam dunia teknik tenaga listrik adalah semua jaringan tegangan yang dianggap cukup
tinggi, dengan seperangkat alat yang terhubung secara kontinu yang berfungsi menyalurkan
energi listrik dari pusat pembangkit menuju ke pusat beban (gardu induk).
Setiap negara mempunyai standar yang berbeda mengenai kapan dikatakan suatu
tegangan itu tinggi (High Voltage disingkat HV) dan kapan disebut tinggi sekali (Extra High
Voltage disingkat EHV) atau ultra tinggi (Ultra High Voltage disingkat UHV).
Misalnya di AS, suatu tegangan dikatakan tinggi (HV) itu mempunyai nilai tegangan
34.5 kV keatas, EHV 230-765kV dan UHV 765 keatas. Tingkat tegangan yang lebih tinggi ini
berfungsi untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus dengan kuadrat
tegangan, selain itu peningkatan tegangan yang tinggi ini bergantung dari besar tenaga yang
harus disalurkan kepusat-pusat beban (load centers) dan jarak yang ditempuh untuk
memindahkan tenaga tersebut secara ekonomis.
2.2. Komponen Utama Jaringan Transmisi
2.2.1. Penghantar (Kawat Saluran)
Penghantar untuk saluran transmisi lewat udara (Atas Tanah) adalah kawat-kawat tanpa
isolasi (Baring, Telanjang) yang padat (Solid), berlilit (Stranded) atau berongga (Hollow) dan
terbuat dari logam biasa, logam campuran (Alloy) atau logam paduan (Composite). Untuk tiap-
tiap fasa penghantarnya dapat berbentuk kawat tunggal maupun kawat berkas (Bundled
Conductors). Menurut jumlahnya ada berkas yang terdiri dari dua, tiga atau empat kawat. Kawat
berkas dianggap ekonomis untuk tegangan EHV dan UHV.
JTT dan JTM 1
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Jenis – jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah
tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga dengan konduktivitas 97,5% (CU
97,5%) atau aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%).
Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambang sebagai
berikut :
1. AAC = “All-Alluminium Conductor”, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari
aluminium.
2. AAAC = “All-Aluminium-Alloy Conductor”, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya
terbuat dari campuran aluminium.
3. ACSR = “Aluminium Conductor, Steel-Reinforced”, yaitu kawat penghantar aluminium ber-
inti kawat baja.
4. ACAR =. “Aluminium Conductor, Alloy-Reinforced”, yaitu kawat penghantar aluminium
yang diperkuat dengan logam campuran.
Gambar 1. Jenis-jenis Kawat Penghantar Transmisi Listrik
Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat
penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. Tetapi kelemahannya
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
JTT dan JTM 2
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium
alloy). Untuk saluran saluran transmisi tegangan tinggi, di mana jarak antara dua tiang/menara
jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat
penghantar ACSR.
Bahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki sifat sifat
sebagai berikut :
a. konduktivitas tinggi
b. kekuatan tarik mekanikal tinggi
c. biaya awalnya mahal tapi pemakaiannya tahan lama
d. tidak mudah patah
Untuk memenuhi syarat ini biasa digunakan bahan aluminium atau tembaga. Kawat yang
dipasang tidak solid melainkan terdiri atas jalinan beberapa kawat (stranded).
2.2.2 Tiang Jaringan Transmisi (Menara)
Menurut fungsinya menara terdiri dari 7 macam, yaitu :
1. Dead end tower, yaitu tiang akhir yang berlokasi di dekat Gardu induk, tower ini hampir
sepenuhnya menanggung gaya tarik.
Tower ini digunakan :
- Dimana jalur transmisi benar-benar berakhir.
- Dimana jalur transmisi berubah melalui sudut yang besar.
- Pada setiap persimpangan utama, sabagai sungai besar, sebuah jalan raya penting, suatu
lembah besar atau pada interval.
JTT dan JTM 3
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 2. Dead end tower
2. Section tower, yaitu tiang penyekat antara sejumlah tower penyangga dengan sejumlah
tower penyangga lainnya karena alasan kemudahan saat pembangunan (penarikan kawat),
umumnya mempunyai sudut belokan yang kecil.
3. Suspension tower, yaitu tower penyangga, tower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya
berat, umumnya tidak mempunyai sudut belokan.
Tower ini digunakan dimana jalur transmisi terus dalam garis lurus atau berubah melalui
sudut kecil.
Gambar 3. Sespension tower
JTT dan JTM 4
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
4. Tension tower, yaitu tower penegang, tower ini menanggung gaya tarik yang lebih besar
daripada gaya berat, umumnya mempunyai sudut belokan.
Gambar 4. Tension tower
5. Transposision tower, yaitu tower tension yang digunakan sebagai tempat melakukan
perubahan posisi kawat fasa guna memperbaiki impendansi transmisi.
Gambar 5. Transposision tower
6. Gantry tower, yaitu tower berbentuk portal digunakan pada persilangan antara dua saluran
transmisi. Tiang ini dibangun di bawah saluran transmisi.
JTT dan JTM 5
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 6. Gantry tower
7. Combined tower, yaitu tower yang digunakan oleh dua buah saluran transmisi yang
berbeda tegangan operasinya.
Komponen-komponen Menara/tower Listrik
Secara umum suatu menara/tower listrik terdiri dari :
- Pondasi, yaitu suatu konstruksi beton bertulang untuk mengikat kaki tower
(stub) dengan bumi.
Gambar 7 Pondasi tower (lattice) SUTET 500 kV Gresik – Krian
JTT dan JTM 6
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 8. Pondasi steel 500kV dead end Suralaya
- Stub, bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan dengan pemasangan
pondasi dan diikat menyatu dengan pondasi.
- Leg, kaki tower yang terhubung antara stub dengan body tower. Pada tanah yang tidak rata
perlu dilakukan penambahan atau pengurangan tinggi leg, sedangkan body harus tetap
sama tinggi permukaannya.
Gambar 9. Kabel Pentanahan Tower Transmisi
- Common Body, badan tower bagian bawah yang terhubung antara leg dengan badan
tower bagian atas (super structure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakukan dengan
pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan.
JTT dan JTM 7
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
- Super structure, badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan
cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta tidak dikenal istilah
super structure namun digantikan dengan “K” frame dan bridge.
- Cross arm, bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan atau mengaitkan
isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. Pada umumnya cross arm berbentuk
segitiga kecuali tower jenis tension yang mempunya sudut belokan besar berbentuk segi
empat.
- “K” frame, bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun
cross arm. “K” frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. “K” frame tidak
dikenal di tower jenis pyramid.
- “K” frame, bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun
cross arm. “K” frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. “K” frame tidak
dikenal di tower jenis pyramid.
- Bridge, penghubung antara cross arm kiri dan cross arm tengah. Pada tengah-tengah
bridge terdapat kawat penghantar fasa tengah. Bridge tidak dikenal di tower jenis
pyramida.
- Rambu tanda bahaya, berfungsi untuk memberi peringatan bahwa instalasi
SUTT/SUTET mempunyai resiko bahaya. Rambu ini bergambar petir dan tulisan
“AWAS BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI”. Rambu ini dipasang di kaki tower
lebih kurang 5 meter diatas tanah sebanyak dua buah, dipasang disisi yang mengahadap
tower nomor kecil dan sisi yang menghadap nomor besar.
2.2.3. Isolator Jaringan Transmisi
Isolator SUTT / SUTET berfungsi untuk memisahkan konduktor daya dari bumi, antar
fasa serta manusia dan benda-benda yang berpotensi bisa membahayakan. Jenis isolator
yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas.
JTT dan JTM 8
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
1. Fungsi Isolator
a. Fungsi isolator dari aspek listrik
Mengisolasi antara kawat fasa dengan tanah.
Mengisolasi antara kawat fasa dengan kawat fasa
b. Fungsi isolator dari aspek mekanik
Mengatur jarak dan sudut antara kawat dan kawat
Menahan adanya perubahan kawat akibat perbedaan temperature dan angin.
2. Jenis-Jenis Isolator
Isolator berfungsi untuk mengisolir kawat jaringan yang bertegangan dengan tiang atau
menara penyangga kawat jaringan agar arus listrik tidak mengalir dari jaringan tersebut ke
tanah.
Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan penggunaannya dan konstruksinya
menjadi :
1. Isolator Pendukung, terdiri dari :
a. Isolator Pin : Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan
menengah.
b. Isolator Post : adalah isolator tidak bersayap yang digunakan untuk pasangan
dalam.
Gambar 10. Isolator post
JTT dan JTM 9
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
c. Isolator Pin-Post : Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan
menengah.
Gambar 11. Isolator pin-post
2. Isolator Gantung digunakan untuk jaringan hantaran udara bertegangan menengah
dan tegangan tinggi. Isolator gantung terdiri dari Isolator piring dan isolator silindris
a) Jenis pasak (Pin Type Insulator). Biasanya digunakan pada tiang penyangga.
b) Jenis batang panjang (Long-Rod). Digunakan untuk tiang penyangga serta area
yang banyak terjadi pengotoran akibat garam dan debu.
c) Jenis pos saluran (Line Post). Terbuat dari porselin yang tidak dibuat dalam
ukuran-ukuran besar dibanding dengan yang lain.
d) Isolator tarik
Gambar 12. Isolasi Tarik
2.2.4. Kawat Tanah
Kawat tanah yaitu kawat yang dipasang pada puncak tiang menara tanpa isolator
sepanjang Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET), Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT), Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM).
JTT dan JTM 10
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Kawat tanah dipergunakan sebagai pelindung kawat fasa pada saluran udara terhadap
sambaran petir. Untuk memenuhi fungsi kawat tanah sebagai pelindung terhadap
sambaran petir langsung. Jadi, kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa.
Pemasangan kawat tanah harus memenuhi syarat-syarat berikut :
1. Harus cukup tinggi diatas kawat fasa agar dapat menangkap (intercept) pukulan
langsung.
2. Harus memenuhi jarak yang cukup terhadap penghantar pada tengah-tengah
rentangan.
3. Tahanan tanah kaki tower atau tiang cukup rendah untuk memperkecil tegangan
yang melintas pada isolator
JTT dan JTM 11
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
BAB III
PENERAPAN JARINGAN TEGANGAN TINGGI
3.1. Letak Jaringan Transmisi pada Sistem Distribusi Energi Listrik
(menceritakan letak jaringan transmisi antara SY dan GI / menjelaskan posisi kedudukan JTT
antara SY & GI)
3.2. Hubungan Kerja Antara Jaringan Tegangan Tinggi dengan Switchyard dan Gardu Induk
3.2.1. Hubungan Kerja Jaringan Tegangan Tinggi Dengan Switcyard
Switcyard merupakan tempat penampung arus dari trafo daya, untuk menyalurkan arus
tersebut kepusat-pusat beban merupakan arus dan tegangan yang mempunyai nilai yang besar,
hal ini dapat kita lihat dari penampang yang digunakan pada jaringan transmisi tegangan tinggi.
Andaikan switchyard mengalami gangguan maka penyaluran daya ke jaringan tegangan
tinggi akan tidak optimal. Sedangkan jika yang mengalami gangguan adalah jaringan tegangan
tinggi, maka selanjutnya akan mempengaruhi proses kerja dari switchyard.
3.2.2. Hubungan Kerja Jaringan Tegangan Tinggi Dengan Gardu Induk.
Andaikan salah satu dari gardu induk mengalami gangguan, maka jaringan tegangan
tinggi masih tetap dapat menyuplai tegangan ke beberapa gardu induk lainnya namun
penyaluran daya ke gardu induk akan tidak stabil.
Andaikan salah satu pider yang ada pada jaringan tegangan tinggi mengalami gangguan,
maka tegangan yang diperoleh oleh gardu induk tidak maksimal.
3.3. Sistem Pemeliharaan dan Perbaikan Jaringan Tegangan Tinggi
Pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah serangkaian tindakan atau proses
kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi
sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya
gangguan yang menyebabkan kerusakan.
Jenis–jenis pemeliharaan peralatan adalah sebagai berikut :
JTT dan JTM 12
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
a). Predictive Maintenance (Conditional Maintenance) adalah pemeliharaan yang dilakukan
dengan cara memprediksi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannya
peralatan listrik tersebut menuju kegagalan. Dengan memprediksi kondisi tersebut dapat
diketahui gejala kerusakan secara dini. Cara yang biasa dipakai adalah memonitor kondisi secara
online baik pada saat peralatan beroperasi atau tidak beroperasi.
b). Preventive Maintenance (Time Base Maintenance) adalah kegiatan pemeliharaan yang
dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba-tiba dan untuk
mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimum sesuai umur teknisnya. Pemeliharaan ini
disebut juga dengan pemeliharaan berdasarkan waktu ( Time Base Maintenance ).
c). Corrective Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berencana pada waktu-
waktu tertentu ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat
menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai
perbaikan dan penyempurnaan instalasi.
d). Breakdown Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan
mendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya darurat.
Berbagai macam pemeliharaan yang pernah terjadi di jaringan SUTT / SUTET antara
lain :
a. Penggantian isolator pecah
b. Pembersihan isolator karena polusi
c. Perbaikan kawat rantas
d. Pembersihan kawat dari layang-layang
e. Pengecekan member tower termasuk number & danger plate
f. Pemeriksaan pondasi tower (leveling, retak)
g. Pengecekan Tahanan Pentanahan
3.4. Pengaman pada Jaringan Tegangan Tinggi
a. Penanggulangan dengan sistem proteksi
1. Proteksi arus lebih
2. Proteksi Jarak
JTT dan JTM 13
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
3. Proteksi Pilot
b. Penangkal korona
Penangkal korona pada suatu jaringan tegangan tinggi biasanya berbentuk bola yang
berwarna orange. Dimana penangkal korona tersebut dipasang ditengah-tengah
penghantar. Korona terjadi akibat adanya sambaran petir, dengan adanya penangkal
korona maka gangguan korona pada jaringan tegangan tinggi dapat diatasi.
3.5. Jenis Gangguan dan Penanggulangan pada Jaringan Tegangan Tinggi
3.5.1. Gangguan Korona
Ciri-ciri terjadinya gejala korona yaitu gejala korona dapat ditemukan pada Jaringan
Tegangan Tinggi yang ditempatkan pada daerah pesisir pantai dan yang ditempatkan pada daerah
industri. Diawali dengan menumpuknya kandungan-kandungan atau butiran-butiran garam pada
permukaan penghantar yang semakin lama semakin menebal, kadang sampai ketebalan 1 mm.
Begitu pula pada penempatan Jaringan Tegangan Tinggi pada daerah industri, dimana butiran-
butiran atau limbah padat yang halus yang keluar dari cerobong industri yang datang menempel
dipermukaan penghantar. Andaikan ketebalan atau serbuk, baik serbuk garam maupun serbuk
industri tidak merata sepanjang penghantar lalu kemudian terjadi petir pada musim hujan maka
akan kita temukan terjadinya bunga-bunga api dimasing-masing penghantar.
Selanjutnya jika ketebalan serbuk garam atau serbuk limbah industri merata (sama
tebalnya) sepanjang penghantar pada daerah tersebut maka sangat berpeluang terjadinya korona.
Adapun cara penanggulangannya yaitu:
Pengaman (tabung pelindung) yang ada di gardu induk lebih cepat terbuka dibandingkan dengan
pengaman (tabung pelindung) yang ada di switchyard.
3.5.2 Gangguan Hubung Singkat
Andaikan hubung singkat terjadi di sekitar gardu induk dan jaraknya maksimal 500 meter
maka besaran arus atau aliran arus yang datang ke titik gangguan lebih besar yang datang dari
sisi gardu induk dibandingkan yang datang dari arah switchyard sekalipun arah arus pada kondisi
normal datangnya dari pembangkit.
JTT dan JTM 14
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Adapun penanggulangannya yaitu pengaman (CB) yang ada di gardu induk lebih cepat
terbuka dibandingkan dengan pengaman (CB) yang ada di switchyard.
3.5.3 Gangguan Sambaran Petir
Andaikan sambaran petir terjadi di sekitar gardu induk dan jaraknya maksimal 500 meter
maka besaran arus atau aliran arus yang datang ke titik gangguan lebih besar yang datang dari
sisi gardu induk dibandingkan yang datang dari arah switchyard sekalipun arah arus pada kondisi
normal datangnya dari pembangkit.
Adapun penanggulangannya yaitu pengaman (arrester) yang ada di gardu induk lebih cepat
terbuka dibandingkan dengan pengaman (arrester) yang ada di switchyard.
3.6 Rugi-Rugi Daya yang Terjadi pada Jaringan Tegangan Tinggi
3.6.1. Hilangnya Daya Tahanan
Hilangnya daya tahan untuk saluran tiga fasa tiga kawat untuk saluran transmisi yang
pendek dinyatakan oleh persamaan:
P1 = 3 .I2 .R . I
Hilang daya seperti dinyatakan diatas dihitung atas dasar I (Arus) pada waktu tertentu.
Dari segi ekonomis, hilang tenaga tahunan atau hilang tenaga tahunan rata-rata perlu
dipertimbangkan juga. Factor hilang tahunan (Annual Loss Factor) adalah perbandingan antara
tenaga tahunan rata-rata dan hilang daya pada beban maksimum
3.6.2. Hilangnya Daya Korona
Bila garis tengah (diameter) kawat kecil dibandingkan dengan tegangan transmisi, maka
terjadilah gejala tegangan tinggi yang disebut korona. Korona menyebabkan hilang-korona yang
biasanya gejala korona baru dipergunakan pada ketinggian tertentu dari permukaan laut dan bila
tegangan melebihi EHV.
3.6.3. Hilangnya Daya Karena Kebocoran Isolator
Ionisasi mempunyai hilang daya dielektrik dan hilang daya karena kebocoran. Hilang
daya dielektrik disebabkan oleh karena kenyataan bahwa meskipun isolator atau isolasi kabel
mempunyai tahanan yang besar sekali, bila mengalir arus konduksi dapat menimbulkan hilang
JTT dan JTM 15
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
daya dielektrik. Hilang daya karena kebocoran pada permukaan isolator disebabkan oleh karena
udara sehingga arus dapat mengalir dipermukaan isolator.
JARINGAN TEGANGAN MENENGAH
2.1 Pengertian dan Fungsi Jaringan Tegangan Menengah
Pembangkit listrik adalah suatu rangkaian alat atau mesin yang merubah energi mekanikal
untuk menghasilkan energi listrik, biasanya rangkaian alat itu terdiri dari Turbin dan Generator
Listrik. Fungsi dari Turbin adalah untuk memutar Rotor dari Generator Listrik, sehingga dari
putaran Rotor itu dihasilkanlah energi listrik. Listrik yang dihasilkan dinaikkan dulu voltagenya
menjadi 150 KV s/d 500 KV melalui Trafo Step Up, dan kemudian di Transmisikan melalui
jaringan Saluran Udara Ekstra Tinggi (SUTET) ke Gardu Induk/GI, untuk diturunkan voltagenya
menjadi tegangan menengah 20 KV, kemudian tegangan menengah disalurkan melalui Jaringan
Tegangan Menengah (JTM), ke Trafo-trafo Distribusi. Di trafo-trafo distribusi voltagenya
diturunkan dari 20 KV menjadi 220 volt. Dari Trafo-trafo distribusi disalurkan melalui Jaringan
Tegangan Rendah (JTR) yang kemudian ke Pelanggan Listrik.
Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit listrik seperti; air, uap, gas,
dsb. Kemudian ditransmisikan untuk disalurkan ke gardu induk dengan melalui jaringan
tegangan tinggi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya dengan menggunakan trafo
penaik tegangan untuk kemudian disalurkan lagi ke gardu distribusi melalui jaringan tegangan
menengah setelah tegangannya diturunkan menjadi tegangan menengah.
Jadi jelaslah bahwa yang dimaksud dengan jaringan tegangan menengah adalah jaringan
yang menghubungkan gardu induk dengan gardu distribusi. Di Indonesia dikenal ada beberapa
jaringan tegangan menengah, yaitu; 6 KV, 12KV, 20KV,24 KV, dan 30 KV.
Fungsi dari jaringan tegangan menengah adalah untuk menyalurkan daya listrik dari
gardu induk ke gardu distribusi setelah terlebih dahulu tegangannya diturunkan menjadi
tegangan menengah. Pada umumnya saluran distribusi adalah saluran tegangan menengah 20 kV
sesuai dengan standar tegangan menengah di Indonesia.
2.2 Komponen-komponen Utama Jaringan Tegangan Menengah.
JTT dan JTM 16
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Mengingat fungsi Jaringan tegangan menengah adalah menyalurkan daya listrik dari
gardu induk ke gardu distribusi maka perlu diperhatikan komponen-komponen utamanya
sehingga daya listrik yang disalurkan dari gardu induk dapat tersalurkan dengan baik. Adapun
komponen-komponen utama jaringan tegangan menengah adalah sebagai berikut :
Kawat penghantar,
Tiang listrik,
Isolator,
Gardu hubung
Jenis-jenis pengaman
2.2.1 Kawat penghantar
Kawat penghantar untuk saluran transmisi lewat udara adalah kawat-kawat yang isolasi
yang padat, berlilit, atau berongga dan terbuat dari logam biasa, logam campuran, atau logam
paduan
Menurut konstruksinya, kawat dibedakan atas:
Kawat padat,
Kawat rongga,
Kawat berkas.
Menurut bahannya, kawat dibedakan atas:
Kawat logam campuran,
Kawat logam paduan
Kawat lilit campuran.
2.2.2 Tiang Listrik
Tiang listrik adalah alat yang menunjang kelangsungan penyaluran daya listrik pada
sistem saluran udara. Tiang ini terbuat dari kayu/besi beton bertulang dapat dipakai pada
jaringan tegangan menengah.
JTT dan JTM 17
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 13. Tiang Jaringan Tegangan Menengah dengan 11 kV.
JTT dan JTM 18
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
2.2.2.1 Jenis tiang listrik berdasarkan fungsinya
- Tiang awal/tiang akhir tiang yang dipasang pada permulaan /akhir penarikan kawat
hantaran.
- Tiang penyangga ialah tiang yang dipasang pada saluran listrik yang lurus dan hanya
berfungsi sebagai penyangga kawat penghantar.
- Tiang penopang adalah tiang yang digunakan untuk menahan tiang
awal/akhir, tiang sudut, dan tiang penegang agar kemungkinan tiang miring akibat
gaya tarik kawat penghantar terhindari.
- Tiang penegang adalah tiang yang dipasang pada jaringan transmisi yang lurus.
2.2.2.2 Jenis tiang listrik berdasarkan bahannya
- Tiang baja
Tiang baja adalah tiang yang terbuat dari baja dan memiliki satu pondasi untuk semua
bagian kakinya. Tiang baja terbagi menjadi tiang persegi ,tiang segitiga, tiang pipa baja, dan
tiang panzer.
- Tiang beton bertulang
Tiang beton bertulang diklasifikasikan menurut cara pembuatannya yaitu; pembuatan
di pabrik atau pembuatan setempat (local). Sedangkan menurut cara menghimpunnya, tiang
beton dibedakan atas tiang jenis tunggal ,tiang jenis H, tiang jenis A atau jenis gerbang kuil.
- Tiang kayu
Menurut survey yang dilakukan oleh lembaga masalah ketenagaan dalam tahun 1961,
jenis kayu yang banyak digunakan oleh perusahaan listrik negara terutama untuk distribusi
adalah kayu ulin, jati, rasamala, nani, giani, bakau. Kecuali kayu ulin yang keras, kayu-kayu
lainnya diawetkan dengan berbagai cara.
2.2.3 Isolator
Kawat penghantar pada saluran udara diletakkan di atas penopang sebuah isolator.
Peletakan isolator harus diperhatikan jarak konduktor dengan tumpuan karena mempengaruhi
ketahanan isolator terhadap lompatan tegangan inpuls. Isolator tumpu banyak digunakan untuk
JTT dan JTM 19
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
saluran udara tegangan menengah karena lebih ekonomis dari isolator gantung. Bahan untuk
membuat jenis isolator bermacam-macam, beling (glass), keramik, dan lain-lain.
Isolator untuk saluran jaringan tegangan menengah diklasifikasikan menurut
penggunaan menjadi:
isolator tarik, dimana isolator ini digunakan pada tiang awal atau akhir, tiang
penegang atau tiang tarik.
Gambar 14. isolator tarik
Isolator tumpu, dimana isolator ini digunakan untuk menumpu atau menyangga
kawat penghantar pada tiang penyangga.
JTT dan JTM 20
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 15.Isolator Tumpu
2.2.4 Gardu Hubung
Gardu hubung berfungsi untuk menghubungkan antara distribusi jaringan tegangan
menengah yang satu dengan jaringan tegangan menengah yang lainnya dan dengan dilengkapi
dengan LBS.
2.2.5. Jenis-jenis pengaman
Peralatan pengaman yang dipakai pada jaringan tegangan menengah adalah sebagai
berikut :
2.2.5.1. Pemutus Beban
Dalam suatu jaringan listrik seringkali terjadi kerusakan yang tidak terduga, oleh karena
itu diperlukan alat pemutus beban jika terjadi kerusakan disalah satu jalur transmisi
kerusakan tersebut tidak mempengaruhi jalur yang lain. Peralatan-peralatan yang masuk
dalam kateg
Recloser
Recloser adalah alat pemutus rangkaian berupa pemutus tenaga yang mempunyai
kemampuan memutuskan arus lebih kemudian menutup kembali secara otomatis sehingga dapat
terhubung dan daya listrik tersalurkan kembali.
JTT dan JTM 21
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Menurut jenis jaringan, recloser dibagi atas dua jenis yaitu recloser phasa tunggal yang
dipakai pada cabang atau tap saluran daya tiga phasa, recloser phasa tiga, digunakan jika
pelepasan seluruh phasa tiga diinginkan pada setiap gangguan menetap.
Berdasarkan alat penggeraknya, maka recloser dibagi atas dua yaitu dengan sistem
hidrolik dan elektronik. Sistem hidrolik digunakan pada saluran recloser phasa tunggal dan
kadang-kadang juga pada tiga phasa. Penggunaan recloser dengan sistem elektronik lebih baik
dari sistem hidrolik.
Gambar 16.Recloser
pemutus beban yaitu:
Circuit Breaker (CB)
Circuit Breaker adalah peralatan saklar yang mampu mengalirkan dan memutuskan aliran
listrik dalam kondisi normal maupun tidak normal dan bekerja secara otomatis. Pengaman ini
didesain bukan untuk sering dipakai, tetapi mampu menyambung dan memutus arus termasuk
arus lebih (over current).
Saklar Pemisah Beban (Load Break Switch)
Saklar pemutus beban (LSB) digunakan untuk memutuskan dan memisahkan
jaringan dari saluran utama. Saklar pemutus beban dibedakan atas dua jenis, yaitu saklar dengan
kontak di udara dan kontak di dalam minyak. Pada perkembangannya saklar pemutus udara
disempurnakan menjadi saklar pemutus beban (Load Break Switch).
JTT dan JTM 22
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 17. LBS (Load Break Switch)
2.2.5.2. Pemisah Beban (Disconecting Switch)
Pemisah beban (DS) digunakan untuk memisahkan bagian dari rangkaian tertentu dalam
satu sistem dan hanya dapat diproses (dioperasikan ) pada beban nol. Untuk mencegah
Disconecting Switch, maka digunakan interconecting dengan disconecting tertentu.
Air Break Switch (ABS)
Air Break Switch (ABS) adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memisahkan
bagian-bagian saluran jaringan tegangan menengah (JTM) dan juga digunakan untuk
menyalurkan daya. Alat pengaman ini biasanya dipasang di sekitar gardu distribusi (ujung
jaringan tegangan menengah).
JTT dan JTM 23
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 18. Air Break Switch (ABS)
Sekering pemisah (Fuse Cut Out)
Sekering pemisah (Fuse cut out) pada jaringan distribusi tegangan menengah ada dua
jenis, yaitu jenis tertutup dan terbuka. Untuk mengetahui rating sekering pemisah harus diketahui
frekuensi, kapasitas penyaluran arus kontinus, tegangan normal, tegangan maksimum menurut
perencanaan dan kapasitas gangguan.
Gambar 19. FCO (Fuse Cut Out)
Relay
Relay banyak digunakan untuk melindungi jaringan distribusi tegangan menengah dari
gangguan, terutama gangguan arus lebih. Relay arus lebih, digunakan untuk menggerakkan
pemutus tenaga. Relay-relay arus lebih dikenal ada dua macam yaitu: jenis sesaat (instantaneous)
dan jenis kelambatan (delay kerja).
JTT dan JTM 24
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
kerja relay itu bervariasi antar 0,016 dan 0,1 detik.
Gambar 20. Relay
JTT dan JTM 25
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Sectionalizer
Sectionalizer adalah alat pengaman yang bekerja secara otomatis memisahkan bagian
yang terganggu dari sistem jaringan. Alat ini mempunyai pendeteksi arus jaringan yang
menggerakkan alat penghitung kerja pada alat pengaman cadangan.
Gambar 21. Bentuk-bentuk Sectionalizer
2.3. Saluran Distribusi Primer (saluran distribusi jaringan tegangan menengah)
Saluran - saluran primer pada umumnya berupa tiga fase tiga kawat. Desain dan ukuran
konduktornya ditentukan oleh besarnya turun tegangan yang diizinkan pada ujung saluran yang
terjauh. Biasanya terjadi bahwa konduktor kabel yang keluar dari gardu induk berukuran lebih
besar dari pada kabel atau saluran yang berada jauh di ujung. Hal ini disebabkan bahwa pada
awal saluran arus listrik yang mengalir lebih besar dibanding dengan pada ujung saluran. Adapun
jenis-jenis sistem distribusi primer atau distribusi jaringan tegangan menengah adalah sebagai
berikut:
JTT dan JTM 26
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 22. Saluran Distribusi Umum
2.3.1. Sistem Radial
Sistem jaringan distribusi radial merupakan tipe yang paling sederhana dan
paling umum digunakan terutama untuk melayani daerah dengan kerapatan beban rendah.
Jaringan ini mempunyai kendala yang rendah serta mempunyai jatuh tegangan yang sangat besar
pada ujung saluran jaringan tegangan menengah tersebut.
Fedder 1
Fedder 2
Gambar 23. Jaringan distribusi radial
JTT dan JTM 27
DS
LBSGD
GI
GH
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Keterangan gambar:
GI : Gardu induk GD : Gardu distribusi
LBS : Load break switch GH : Gardu Hubung
2.3.2. Sistem Distribusi Loop
Sistem distribusi loop adalah sistem distribusi berbentuk suatu lingkaran tertentu
yaitu dari satu gardu induk disalurkan melewati daerah beban dan kembali ke gardu semula.
Sistem distribusi loop ini merupakan perkembangan dari sistem radial yang pada operasinya
dapat bekerja sebagai sistem radial biasa.
Gambar 24. Jaringan distribusi loop
Keterangan gambar:
ABS : Air break switch GI : Gardu induk
GD : Gardu distribusi LBS : Load break switch
GH : Gardu Hubung DS : Disconection Switch
2.3.3. Sistem Distribusi Grid/Network
Pada sistem ini memungkinkan gardu distribusi di suplay dari dua atau lebih gardu induk
yang saling dihubungkan seolah-olah membentuk sebuah jaring. Kelebihan dari sistem ini adalah
kualitas pelayanannya maupun mutu tegangannya jauh lebih baik dari sistem radial dan loop
tetapi kelemahannya membutuhkan investasi yang besar dalam penyediaannya.
JTT dan JTM 28
ABS
LBS
DS
GH
LBS
DSGI
GD
ABS
DS
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 25. Jaringan distribusi Grid/Network
ABS : Air break switch GI : Gardu induk
GD : Gardu distribusi LBS : Load break switch
GH : Gardu Hubung DS : Disconection Switch
2.3.4. Sistem Distribusi Spindle
Sistem distribusi spindle adalah sistem radial dengan gardu hubung dengan saluran cepat
(express feeder) sehingga memungkinkan gardu distribusi salah satu feeder di suplay dari
ekspress feeder. Dari sistem tersebut tingkat kelangsungan pelayanan daya listrik akan lebih baik
bila dibandingkan sistem radial biasa. Penggunaan jaringan ini biasanya digunakan di negara-
negara maju karena lebih efisien,aman, dan tidak mengurangi tatanan kota yang biasa disebut
jaringan undeground (bawah tanah).
CB GD DS
JTT dan JTM 29
GH
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Express Feeder
Gambar 2.13 jaringan distribusi spindle
Keterangan gambar:
CB : Circuit breaker GI : Gardu induk
GD : Gardu distribusi GH : Gardu Hubung
DS : Disconection Switch
2.3.5. Sistem Distribusi Cluster
Jaringan ini pada prinsipnya sama dengan spindle yakni underground( bawah tanah),
perbedaannya adalah pada jaringan cluster terdapat gardu hubung, saluran utamanya
dihubungkan ke penyulang cabang dengan menggunakan LBS.
JTT dan JTM 30
GI
GH
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 2.14 Jaringan distribusi Cluster
JTT dan JTM 31
GI DS
CB
LBS
GD
Exp
ress
Fee
der
GI
GH
ABS
LBS
Arrester
220 kV/380 V
LVF
JTR
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 2.15 Diagram Line Jaringan Tegangan Menengah
2.5 GARDU TRAFO TIANG 3 PHASA DENGAN TRAFO MAX 160 kVA -20
KONSTRUKSI 2 TIANG BESI
JTT dan JTM 32
GDDS
FCO (Fuse Cut
Out)
2.4 Diagram Line Jaringan Tegangan Menengah (JTM)
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Gambar 2.16 Gardu trafo tiang 3 phasa dengan trafo max 160 kva -20 kv kontruksi 2 tiang besi.
BAB III
GANGGUAN DAN CARA PENANGGULANGANNYA,
3.1. Jenis-Jenis Gangguan Pada Jaringan Tegangan Menengah
JTT dan JTM 33
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
Oleh karena letaknya yang tersebar diberbagai daerah maka saluran distribusi jaringan
tegangan menengah banyak mengalami gangguan-gangguan baik yang disebabkan oleh alam
maupun gangguan akibat dari kesalahan lapangan.
3.1.1. Hubung-singkat fasa ke fasa
Pada jaringan tegangan menengah biasa terjadi hubung singkat yang disebabkan adanya
sambaran petir,pohon tumbang dan gangguan alam lainnya. Semua itu merupakan penyebab-
penyebab kerusakan yang paling sering terjadi. Hal tersebut mengakibatkan over current yang
cukup besar dan akan mencapai rating arus CB, maka CB yang ada pada gardu induk terbuka
secara otomatis.
3.1.2. Hubung-singkat satu fasa maupun dua fasa ke tanah
Gangguan hubung-singkat baik itu satu fasa maupun dua fasa ke tanah yang terjadi pada
jaringan tegangan menengah, akan menyebabkan tegangan peralihan yang besar yang
disebabkan oleh busur listrik (arching ground). Selain itu gangguan ini terjadi jika proses
pentanahan tidak bekerja secara optimal.
3.1.3. Gangguan tegangan lebih
Pada gangguan tegangan lebih ini disebabkan oleh tegangan lebih switching, tegangan
lebih sambaran petir maupun tegangan lebih temporer. Dengan gangguan-gangguan tersebut
maengakibatkan jaringan setelahnya tidak terlayani sebagaimana mestinya.
3.2. Cara Penanggulangan Gangguan pada Jaringan Tegangan Menengah
3.2.1. Hubung-singkat fasa ke fasa
Gangguan hubung singkat ini dapat diatasi oleh CB (pemutus beban) yang ada pada
gardu induk akan bekerja sebagaimana fungsinya secara otomatis dan LSB yang ada pada gardu
distribusi dibuka pada saat mengatasi gangguan tersebut agar kerusakannya tidak menyebar ke
tempat yang lain.
JTT dan JTM 34
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
3.2.2. Hubung-singkat satu fasa maupun dua fasa ke tanah
Gangguan baik satu fasa maupun dua fasa ke tanah yang terjadi pada JTM, hal ini
dapat di atasi atau dianulir oleh sistem proteksi over current relay yang ada pada gardu induk
secara otomatis.
3.2.3. Gangguan tegangan lebih
Gangguan tegangan lebih, baik tegangan lebih switching, tegangan lebih sambaran petir
maupun tegangan lebih temporer, masing-masing dapat diatasi oleh pengaman yang ada pada
gardu induk berdasarkan fungsinya masing-masing. Contohnya CB yang dapat mengalirkan dan
memutuskan aliran listrik dalam kondisi normal maupun tidak normal. Sedangkan LSB
digunakan untuk memutuskan atau memisahkan jaringan dari saluran utama.
BAB IV
HUBUNGAN KERJA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH DENGAN GARDU INDUK
DAN GARDU DISTRIBUSI
Sebagai mana kita ketahui bahwa jaringan tegangan menengah terletak diantara gardu
induk dan gardu distribusi .pada sistem pendistribusian energi listrik dari pusat-pusat pembangkit
listrik ke berbagai konsumen, peranan jaringan tegangan menengah sangat menentukan kualitas
dan fleksibilitas pelayanan terhadap berbagai macam konsumen.
4.1 Hubungan Kerja Jaringan Tegangan Menengah Dengan Gardu Induk.
Perlu diketahui bahwa bagaimanapun juga kinerja jaringan tegangan menengah sangat
ditentukan oleh kualitas dan kemampuan suatu gardu induk yang melayaninya. Untuk itu
JTT dan JTM 35
Transmisi dan distribusi Energi Listrik
koordinasi kerja antar gardu induk dengan jaringan tegangan menengah harus memenuhi standar
kerja operasional agar dapat bekerja secara optimal. Dengan demikian segala bentuk gangguan
yang terjadi pada jaringan tegangan menengah diharapkan semua pengaman yang ada di gardu
induk harus dapat bekerja dan mengisolirnya secara maksimal.
Jika terjadi gangguan pada JTM maka gardu induk tidak bekerja secara optimal
menyalurkan daya. CB yang ada pada gardu induk akan terbuka secara otomatis. Untuk
mengatasi hal tersebut yaitu dengan membuka LBS yang ada pada JTM. Setelah gangguan
teratasi maka terlebih dahulu LBS ditutup yang ada pada JTM setelah itu CB di tutup kembali
dan daya yang disalurkan kembali bekerja seperti biasanya. Dengan prosedur seperti itu adalah
untuk mengurangi kerusakan terhadap jaringan-jaringan setelahnya.
4.2. Hubungan Kerja Jaringan Tegangan Menengah Dengan Gardu Distribusi
Perlu diketahui bahwa kinerja suatu gardu distribusi sangat ditentukan oleh kualitas dan
kemampuan penyaluran daya pada jaringan tegangan menengah .Untuk itu koordinasi kerja
antara JTM dengan gardu distribusi harus memenuhi standar operasional agar dapat bekerja
secara optimal. Dengan demikian segala bentuk gangguan yang terjadi pada gardu distribusi
harus diatasi secepat mungkin agar JTM tetap menyalurkan daya secara optimal.
Jika terjadi gangguan pada trafo yang ada pada gardu distribusi maka pengaman-
pengaman yang ada pada JTM akan terputus dengan gardu distribusi dengan demikian
penyaluran daya yang pada JTM tidak bekerja secara optimal/seimbang.
Contoh gangguan yang terjadi di gardu distribusi:
Faktor internal ,yaitu terjadinya pemanasan pada trafo yang ada pada gardu distribusi
sehingga pengaman yang ada pada gardu distribusi akan bekerja dalam hal ini JTM
akan terputus dengan gardu distribusi, dengan demikian terjadi penyaluran daya yang
tidak seimbang oleh JTM.
Faktor eksternal, yaitu tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir di sekitar
gardu distribusi, hal ini dapat diatasi oleh arrester yang ada pada gardu distribusi.
JTT dan JTM 36