K1_Fungsi & Jenis GI

8/2/2019 K1_Fungsi & Jenis GI

1/32

1. Struktur Sistem Tenaga listrik

Tenaga listrik dibangkitkan pada Pusat Listrik (PL) dan disalurkan

ke konsumen melalui suatu jaringan transmisi, meliputi saluran

, , .

Jaringan transmisi diklasifikasikan kedalam subsistem berikut ;

Sistem transmisi

Sistem sub-transmisi

Sistem distribusi.

Gardu induk meliputi transformator dan peralatan hubung /

switching.

K1_GI&SUTET 1


2/32


3/32

K1_GI&SUTET 3


4/32


5/32


6/32

.

2.1 Sistem transmisi

pusat beban utama dalam sistem.

Merupakan backbone sistem tenaga listrik terpadu dan beroperasi pada

tingkat tegangan tertinggi (tipikal, 230 kV keatas).

Tegangan generator biasanya dalam rentang 11 kV sampai 35 kV.Tegangan generator dinaikan ke tingkat tegangan transmisi dan daya

dikirim ke GI transmisi dimana tegangan diturunkan ke tingkat sub-

transmisi khas 69 kV sam ai 150 kV .

Subsistem pembangkitan dan subsistem transmisi acapkali ditunjukkan

sebagai sistem tenaga listrik yang besar.

K1_GI&SUTET 6


7/32

2.2 Sistem sub-transmisi

Menyalurkan tenaga listrik lebih kecil jumlahnya dari GI

transmisi ke GI distribusi.

dari sistem sub-transmisi.

Dalam bebera a sistem tidak elas batasan antara sirkit sub-

transmisi dan transmisi.

Seperti sistem yang meluas dan tingkat tegangan yang lebih

tinggi menjadi perlu untuk transmisi, saluran transmisi lama

acapkali diturunkan ke fungsi sub-transmisi.

K1_GI&SUTET 7


8/32

. s em s r us

Menunjukan tahap akhir dalam transfer tenaga listrik ke

.

Konsumen kecil industri dipasok oleh penyulang primer tingkat

tegangan 20 kV.

Penyulang distribusi sekunder memasok konsumen residensial dan

komersial pada 231/400 V.

K1_GI&SUTET 8


9/32

2.4 Interkoneksi

Pusat pembangkit kecil yang terletak dekat pusat beban acapkali

dihubung an e sistem sub-transmisi atau sistem distribusi secara

langsung.

sistem transmisi.

Maka sistem keseluruhan terdiri dari banyak sumber pembangkitan

dan beberapa lapisan jaringan transmisi.

Ini memberikan tingkat tinggi struktur redundansi/kelebihan yang

memungkinkan sistem menahan kemungkinan yang tidak biasa

tanpa pemutusan pelayangan ke konsumen.

K1_GI&SUTET 9


10/32

Fungsi sistem tenaga listrik mengkonversi energi dari satu bentuk

energi yang ada ke bentuk energi listrik dan membawanya ke titik-

titik konsumsi. Energi jarang dikonsumsi dalam bentuk listrik tetapi lebih

dikonversikan ke bentuk lain seperti energi panas, energi cahaya, dan

energi mekanis.

ditransportasikan dan dikontrol dengan relatif mudah dan dengan

tingkat effisiensi dan keandalan yang tinggi.

K1_GI&SUTET 10


11/32

,

secara tepat harus memenuhi persyaratan dasar sbb. :

1. Sistem harus harus mampu memenuhi kebutuhan beban yang berubah

terus-menerus untuk daya aktif dan daya reaktif. Energi listrik tidak dapat

disimpan dalam jumlah yang cukup. Oleh karena itu cadangan berputar

secara tepat pada setiap saat.

2. Sistem harus memasok energi pada biaya minimum dan dampak ekologis

yang minimum.

3. Mutu pasokan tenaga listrik harus memenuhi standard minimum tertentu

-a) Ketetapan frekuensi

b) Ketetapan tegangan; dan

K1_GI&SUTET 11c) Tingkat keandalan.


12/32

3. Kontrol sistem tenaga

Beberapa tingkat kontrol digunakan untuk memenuhi persyaratan

-

sistem tenaga dan kontrol terkait. Dalam unit pembangkitan yang terdiri dari kontrol penggerak mula dan

kontrol eksitasi. Kontrol penggerak mula mengenai pengaturan

kecepatan dan kontrol faktor tak tetap sistem suplai energi seperti

, , .

Fungsi kontrol eksitasi adalah untuk mengatur tegangan generator dan

keluaran daya reaktif.

Keluaran MW yang diinginkan dari unit pembangkitan individu

ditentukan oleh kontrol sistem-pembangkitan.

K1_GI&SUTET 12


13/32

Tujuan utama kontrol sistem-pembangkitan adalah untuk

menyeimbangkan total sistem pembangkitan terhadap sistem beban

dan losses sehingga fre uensi yang diingin an dan pertu aran daya

dengan sistem tetangga (aliran tie) dipelihara.

,

kompensator var statik (svc), kondensor sinkron, kapasitor dan reaktor

bersaklar, pengubah sadapan transformator, transformator pergeseran-

fasa, dan kontrol transmisi ASTT.

Kontrol diatas berkontribusi untuk memenuhi operasi sistem tenaga

str engan men aga tegangan an re uens s stem an a tor tadapat diubah dari sistem lain dengan batas penerimaannya.

K1_GI&SUTET 13


14/32

K1_GI&SUTET 14


15/32

Pada kondisi normal, sasaran kontrol adalah untuk

men o erasikan seeffisien mun kin den an te an an dan

frekuensi mendekati nilai nominal.

Ketika kondisi abnormal terjadi, sasaran baru harus memenuhi

untuk mengembalikan sistem bekerja normal.

Sebagian besar gangguan sistem adalah jarang menghasilkangangguan tunggal yang merupakan bencana besar yang

menyebabkan keruntuhan sistem.

kombinasi keadaan yang memberikan ketegangan jaringan diluar

kapasitasnya.

K1_GI&SUTET 15


16/32

4. Gardu Induk

4.1 Pengertian Umum

Gardu Induk (GI) merupakan sub sistem dari sistem transmisi tenagalistrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem transmisi.

Transmisi merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik, berarti GI

merupakan sub-sub sistem dari sistem tenaga listrik.

Sebagai sub sistem dari sistem transmisi, GI mempunyai peranan

penting, dalam pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem

transmisi secara keseluruhan.

K1_GI&SUTET 16


17/32

4.2 Fun si Gardu Induk

Mentransformasikan daya listrik :

Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 /150 kV; 275 /150 kV).

Dari tegangan tinggi ke tegangan tinggi yang lebih rendah (150 / 70 kV).

Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150 / 20 kV, 70 /20 kV).

Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50 Hz).

Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari sistem tenaga

listrik.

Pengaturan pelayanan beban ke GI-GI lain melalui tegangan tinggi dan ke gardu

str us , sete a me a u proses penurunan tegangan me a u penyu ang-penyulang tegangan menengah yang ada di GI.

K1_GI&SUTET 17

.


18/32

. en s ar u n u

4.3.1. Klasifikasi Jenis

.

jenis pasangan luar,

enis asan an-dalam

jenis pasangan-setengah luar,

jenis bawah-tanah, jenis mobil, dan sebagainya, sesuai

dengan konstruksinya.

K1_GI&SUTET 18


19/32

b. G.I. jenis pasangan-luar :

Terdiri dari peralatan tegangan tinggi pasangan luar, misalnya,

transformator utama, peralatan penghubung (switchgear), dsb, yang

mempunyai peralatan kontrol pasangan-dalam, seperti meja

.

G.I. untuk transmisi, yang mempunyai kondensator sinkron

pasangan-dalam pada sisi tersier trafo utama dan trafo pasangan-

dalam, pada umumnya disebut juga sebagai jenis pasangan luar.

Jenis pasangan-luar memerlukan tanah yang luas. Namun, biaya

, .

Karena itu G.I. jenis ini biasa dipakai di pinggir kota di mana harga

tanah murah.

K1_GI&SUTET 19


20/32

c. G.I. jenis pasangan-dalam :

Peralatan tegangan tinggi, seperti trafo utama, peralatan penghubung dsb.,

maupun pera atan ontro nya, sepert me a peng u ung s ., terpasang

dalam.

Meskipun ada sejumlah kecil peralatan terpasang di luar, G.I. ini disebut

juga sebagai jenis pasangan-dalam.

Bila sebagian dari peralatan TT nya dipasang di bawah tanah, G.I. itu dapat

- - - .

Jenis pasangan dalam dipakai di pusat kota, di mana harga tanah mahal, dan

di daerah pantai di mana ada pengaruh kontaminasi garam.

samp ng tu en s n mung n pa a untu men aga ese arasandengan daerah sekitarnya, juga untuk menghindari kebakaran dan gangguan

suara.

K1_GI&SUTET 20


21/32

d. G.I. jenis setengah-pasangan-luar (semi-outdoor substation)

Sebagian dari peralatan tegangan tingginya terpasang di dalam gedung.

G.I. ini disebut juga G.I. jenis setengah-pasangan-dalam.

Untuk G.I. jenis ini dipakai bermacam-macam corak dengan pertimbangan-

pertimbangan ekonomis, pencegahan kontaminasi garam, pencegahan

gangguan suara, encegahan kebakaran dsb.

e. G.I. jenis pasangan-bawah-tanah

Ham ir semua eralatan ter asan dalam ban unan bawah-tanah.

Alat pendinginnya biasanya terletak di atas tanah.

Kadang-kadang ruang kontrolnya juga ada di atas tanah.

Di usat kota tanah sukar dida at enis asan an-bawah-tanah ini da at

dipakai, misalnya di bagian kota yang sangat ramai, di jalan-jalan pertokoan

dan di jalan-jalan dengan gedung-gedung bertingkat tinggi.

K1_GI&SUTET 21

. . .


22/32

f. G.I. Jenis mobil

Diperlengkapi dengan peralatan di atas kereta hela (trailer) atau

semacam truk.

G.I. mobil ini dipakai dalam keadaan ada gangguan di suatu G.I.,

guna pencega an e an- e er a a an guna pema a an

sementara di tempat pembangunan.

G.I. ini banyak juga dipakai untuk kereta listrik.

Untuk penyediaan tenaga listrik, G.I. ini tidak dipakai secara luas,

melainkan sebagai transformator atau peralatan penghubung yang

mu a p n a -p n a atas ereta e a atau tru untumemenuhi kebutuhan dalam keadaan darurat

K1_GI&SUTET 22


23/32

g. Disamping itu ada yang disebut gardu satuan (unit substation) dan

ardu enis eti box t e substation .

o Gardu satuan (unit substation)

adalah gardu pasangan-luar yang dipakai sebagai lawan (ganti)

transformator 3-fasa dan lemari gardu distribusi (ialah yang

disebut gardu-hubung tertutup atau gardu-hubung metal clad).

o Gardu enis peti (box type substation)

adalah gardu distribusi untuk tegangan dan kapasitas yang relatip

rendah dan sama sekali tidak di a a. Ini di akai untuk desa-desa

pertanian atau desa nelayan di mana kebutuhannya kecil dan

merupakan beban yang tidak begitu penting.

K1_GI&SUTET 23


24/32

4.3.2 Pemilihan Jenis GI

Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan jenis GI.

K1_GI&SUTET 24


25/32

4.4 Fasilitas dan Peralatan GI :

GI mempunyai fasilitas untuk operasi dan pemeliharaan, sbb.

4.4.1. Transformator Utama

Trafo utama dipakai untuk menurunkan atau menaikkan tegangan; ada

2 enis transformator: 1-fasa dan 3-fasa. Trafo 3-fasa ban ak di akai

karena menguntungkan.

Demikian pula halnya dengan pengubah-penyadap-berbeban,kemampuannya makin baik, lebih awet dan pemeliharaannya mudah.

Oleh karena itu makin banyak dipakai pengubah-penyadap-berbeban

untuk G.I. te an an san at tin i.

Untuk sistim rangkaian tertutup (loop) kadang-kadang dipakai

transformator dengan pengubah-fasa-berbeban untuk mengatur aliran

K1_GI&SUTET 25daya.


26/32

4.4.2. Alat Pengubah Fasa

Alat pengubah fasa dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada

saluran atau transformator dengan mengatur daya rea tip, atau untu

menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor-daya.

Alat tsb ada an ber utar ada an stasioner. Yan ber utar adalah

kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedang yang stasioner

adalah kondensator statis dan reaktor shunt. Yang berputar dipakai baik untuk fasa terdahulu (leading) atau

terbelakang (lagging) dan dapat diatur secara kontinu.

Alat an stasioner ban ak di akai men antikan alat an ber utar

sebab teknik pembuatannya telah banyak mengalami kemajuan pesat;

tegangannya dapat diatur tanpa kesulitan dengan penyetelan daya

K1_GI&SUTET 26reaktip secara bertingkat mengikuti perluasan sistim tenaga listrik.


27/32

Saluran transmisi dan distribusi dihubungkan dengan G.I.

G.I. merupakan tempat pemusatan tenaga yang dibangkitkan dan

nter one s ar s st m transm s an str us epa a para pe anggan

Saluran transmisi dan distribusi dihubungkan dengan ril (bus) melaluitransformator utama; setiap saluran mempunyai pemutus-beban

(PMT/CB) dan pemisah (disconnect switch) pada sisi keluarnya.

PMT dipakai untuk menghubungkan atau melepaskan beban. Jika

untuk memutuskan hubungan secara otomatis.

Jika saluran transmisi dan distribusi, transformator, PMT dsb.

menga am per a an a au pemer saan, pem sa pa a un u

memisahkan saluran dan peralatan tadi.

PMT dan pemisah dinamakan peralatan penghubung (switchgear).

K1_GI&SUTET 27


28/32

. . . ane - u ung an ra o ur

o Pada panel hubung, operator dapat :

mengamati keadaan peralatan,

melakukan operasi peralatan, serta

pengukuran tegangan, arus dan daya dsb. setiap waktu biladipandang perlu.

o Bila terjadi gangguan, panel-hubung membuka PMT melalui relai

protrksi dan memisahkan bagian yang terganggu.

o Karena tegangan dan arus tidak dapat diukur langsung pada sisi TT,maka transformator ukur (instrument) mengubahnya menjadi

tegangan dan arus yang rendah, dan sekaligus memisahkan alat-alat

ukur dari sisi TT.

o Ada tiga jenis transformator ukur: transformator-tegangan,

transformator-arus, dan

K1_GI&SUTET 28 transformator tegangan dan arus.


29/32

4.4.5. Alat Proteksi

Alat proteksi dalam arti yang luas, di samping PMT dan relai proteksi, adalah

sbb.:

o . . -

yang bersifat surja, misalnya surja petir dan surja hubung .

o Beberapa peralatan netral sering dipakai di titik netral transformator

untuk proteksi pada waktu terjadi gangguan tanah.

Resistans pembumian netral dipakai untuk menekan tegangan-lebih

a norma an un u memas an e er anya re a pro e s .

Kumparan Petersen dipakai untuk menghilangkan atau memadamkan

busur api tanah secara otomatis, atau reaktor pembumian netral

dipasang untuk kompensasi arus kapasitip urutan fasa nol.

Sering pula dipasang arrester pada titik netral transformator untuk

K1_GI&SUTET 29

pengamanan so as nya.


30/32

o Bila terjadi gangguan (hubung-singkat) tanah atau gangguan petir,

potensial tanah dari G.I. mungkin naik abnormal sehingga

membahayakan orang dan binatang yang ada di dekatnya, atau

menyebabkan rusaknya alat.

o ntu meng n ar an r s o n :

Ditanamlah penghantar pengetanahan dengan resistans tanah yang

.

Semua peralatan dan bangunan luar dihubungkan pada peralatan

pembumian tadi.

Di dalam G.I. dipasang peralatan perisaian berupa kawat tanah

atas (overhead ground wire) guna melindungi peralatan gardu

K1_GI&SUTET 30

terhadap sambaran petir langsung.


31/32

4.4.6. Peralatan lain-lain

Peralatan lain-lain yaitu peralatan pembantu (auxiliary), seperti :

,

alat pencuci isolator, batere,

pengisi batere,

kompresor,

sum er enaga,

alat penerangan, dsb.

peralatan komunikasi (untuk berhubungan dengan pusat pembagi

beban).

peralatan komunikasi untuk pengukuran jauh (telemetering) dan

K1_GI&SUTET 31

superv s .


32/32

Referensi :

1) Overhead Power Lines : Planning, Design, construction by F. Kiessling

2 Electric Power Substations En ineerin b John D. McDonald

3) Extra High Voltage AC Transmission Engineering, by Rakosh DasBegamudre

, , . .

DR. S. Kuwahara

5) Teknik Tenaga Listrik, Jilid II Saluran Transmisi, by DR. A.r smunan ar; . . uwa ara

6) Direct Current Transmission, Volume I, by Edward Wilson Kimbark.

7) ABB Switchgear Manual, 10th revised edition

8) Transmission and Distribution Electrical Engineering, by Dr. C. R.Bayliss and B. J. Hardy

K1_GI&SUTET 32

K1_Fungsi & Jenis GI

Documents

Transcript of K1_Fungsi & Jenis GI