LAPORAN

PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI AC

DENGAN FREKUENSI RENDAH

Disusun untuk Memenuhi Matakuliah

Teknik Tegangan Tinggi

Oleh:

Bagus Rahmady Ichsan (120534431481)

Made Bagus MM (120534431467)

M. Abd. Wahid Ato'illah (120534431401)

Mohammad Abdul Karim (120534431491)

Muhammad Nur Miftasin (120534431424)

Nasitul Masruri (120534431395)

Rina Kusnawati (120534400699)

Wuriyaningsih (120534431429)

Yeti Sarifah (120534400691)

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PRODI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FEBRUARI 2015

PEMBANGKITAN DAN PENGUJIAN TEGANGAN TINGGI AC

DENGAN FREKUENSI RENDAH

Dalam praktek operasi sistem sehari-hari mungkin terjadi tegangan lebih yang ditimbulkan

oleh faktor-faktor di dalam sistem itu sendiri. Tegangan lebih dapat dibagi menjadi dua kategori :

a) Kenaikan amplitude tegangan bolak-balik dengan frekuensi rendah, disebut tegangan

lebih stasioner

b) Tegangan lebih peralihan (transient), yang menyebabkan sebagian sistem berosilasi pada

frekuensinya sendiri atau pada frekuensi lain yang tak periodik. Oleh karena sifatnya

yang khas.

Kenaikan tegangan dengan frekuensi rendah dapat ditimbulkan, misalnya oleh putusnya

kawat tegangan inggi yang panjangnya melebihi suatu batas tertentu, atau karena adanya hubung

singkat (short circuit, fault) pada kawat-kawat transmisi antara satu atau dua fasa dengan tanah.

Dalam beberapa keadaan tertentu tegangannya dapat mencapai 200 % atau lebih dari tegangan

nominal. Pengujian dengan tegangan tinggi bolak-balik yang berfrekuensi rendah diperlukan

yaitu untuk menyelidiki apakah peralatan listrik yang terpasang pada jaringan tegangan tinggi

dapat menahan tegangan lebih tersebut untuk waktu terbatas.

Gambar 1. Rangkaian pembangkitan tegangan bolak-balik

Pada gambar rangkaian di atas, dapat diketahui bahwa untuk membangkitkan tegangan

tinggi AC, dibutuhkan banyak peralatan, yaitu sumber tegangan AC 220 V, Regulator Tegangan

(Induction Voltage Regulator), Trafo tegangan tinggi dengan gulungan primer 220 Volt dan

gulungan sekundernya 100 kV, resistor tegangan tinggi 20 MΩ, kapasitor 6 nF dan 100 nF,

konektor, elektroda bola-bola, operating terminal (OT), Digital Measuring Instrument (DMI) dan

jumper.

Tegangan suplai 220 V AC dihubungkan dengan regulator tegangan yang berfungsi

untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Karena kerja dari regulator tegangan ini tidak dapat

dioperasikan dengan tangan secara langsung, maka kita dapat menggunakan operating terminal.

Operating terminal ini dapat menaikkan dan menurunkan tegangan input dari regulator sehingga

tegangan tersebut sesuai dengan yang kita inginkan. Setelah keluar dari regulator, tegangan

mulai menyuplai trafo. Trafo yang digunakan disini memiliki perbandingan 220 V/100 kV

keluaran dari trafo ini adalah tegangan AC yang memiliki tegangan maksimal sebesar 100 kV.

Sekeluarnya dari trafo, akan melalui resistor 20 MOhm. Resistor disini berfungsi untuk

menghindari arus balik yan besar menuju sumber ketika terjadi short circuit sehingga tidak

terjadi kerusakan pada trafo. Setelah itu, tegangan sumber akan menyuplai kapasitor

pembangkitan sehingga kapasitor tersebut akan terisi. Tegangan pada kapasitor pembangkitan ini

akan dicuplik dengan menggunakan jumper yang terdapat kapasitor ujinya, sehingga tegangan

dapat terukur melalui digital measuring instrument (DMI). Dengan adanya digital measuring ini

tegangan AC maksimal dan tegangan AC efektif dapat diukur.

Untuk lebih mengamankan trafo agar tidak terjadi kerusakan ketika ada tegangan lebih,

maka digunakanlah elektroda bola-bola yang disetting memiliki celah yang besar sekitar 10 cm.

sehingga, ketika terjadi kelebihan tegangan yang berpotensi merusak trafo, dapat diatasi dengan

flash yang terjadi antar elektroda bola-bola. Untuk menghubungkan elektroda bola-bola dengan

kapasitor, dapat digunakan konektor.

Masing-masing sisi ground dari komponen-komponen tersebut dapat dijadikan satu

dengan menggunakan jumper kemudian disambungkan langsung dengan grounding yang

tertancap di dalam tanah. Pastikan sebelum memulai menggunakan peralatan-peralatan yang ada

untuk digrounding terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan tegangan kerja dari peralatan yang tinggi.

Sehingga berbahaya jika kita menyentuh peralatan-peralatan tersebut secara langsung.

Selain itu, sebelum menggunakan peralatan, pastikan tanah pentanahan grounding yang

tertancap di tanah bernilai rendah. Jika setelah diukur dengan menggunakan earth tester tahanan

pentanahannya tinggi, maka dapat diturunkan dengan menyiram grounding tersebut dengan

menggunakan air atau lebih baik lagi dengan menggunakan air garam. Namun perlu diingat, air

garam dapat menimbulkan korosi pada elektrode grounding. Sehingga justru akan bersifat

merugikan.

Alat dan bahan yang digunakan dalam pembangkitan dan pengujian tegangan tinggi

bolak-balik dengan frekuensi rendah sebagai berikut :

1. Transformator 220 V/100 kV

Transformator yang digunakan untuk membangkitkan tegangan tinggi adalah trafo step

up. Perbandingan tegangan yang dapat digunakan adalah 220 V/100 kV. Artinya,

masukan dari trafo ini adalah 220 V dan keluarannya dapat mencapai 100 kV.

2. Regulator tegangan (Induction Voltage Regulator)

Alat ini digunakan untuk mengatur tegangan yang akan masuk ke transformator.

Masukannya adalah berupa tegangan AC 220 V satu fasa. Sedangkan keluarannya adalah

tegangan AC yang nilainya dapat divariasikan antara 0-220 V. Keluaran dari regulator

tegangan ini akan menuju ke transformator.

3. Resistor tegangan tinggi 20 MΩ

Untuk mencegah arus balik yang tinggi yang dapat merusak trafo, maka dapat digunakan

resistor pengaman. Resistor ini dipasangan antara trafo dengan resistor pembangkitan.

4. Kapasitor 6 nF dan 100 nF (kapasitor tegangan tinggi)

Bila yang akan dibangkitkan adalah berupa tegangan tinggi AC, maka digunakan

kapasitor tegangan tinggi. Seperti halnya pada resistor tegangan tinggi, kapasitor

tegangan tinggi juga dapat digunakan untuk mencuplik tegangan sehingga tegangan dari

kapasitor dapat diukur dengan menggunakan Digital Measuring Instrumen (DMI).

5. Elektroda bola-bola

Tegangan berlebih yang dibangkitkan oleh trafo dapat menyebabkan kerusakan pada

trafo itu sendiri. Oleh karena itu dibutuhkan suatu proteksi untuk menghindari adanya

kelebihan tegangan tersebut. salah satu cara untuk menghindari adanya hal tersebut

adalah dengan menggunakan elektroda tegangan tinggi. Bila terjadi tegangan berlebih,

maka elektroda tegangan tinggi akan terjadi breakdown. Bila terjadi breakdown, maka

Operating Terminal (OT) akan mentrip koneksi regulator ke trafo. Sehingga tidak ada

lagi tegangan yang menuju trafo.

6. Operating terminal (OT)

Regulator tegangan yang digunakan pada pembangkit tegangan tinggi, tidak mungkin

diatur (dinaikkan/diturunkan tegangannya) dengan tangan secara langsung. Untuk itu,

digunakanlah suatu alat khusus yang dapat mengatur regulator tegangan dari jarak jauh,

yaitu Operating Terminal. Selain dapat menaikkan dan menurunkan tegangan pada

regulator tegangan, OT juga berlaku sebagai saklar untuk tegangan yang akan masuk ke

regulator yang akan masuk ke trafo. OT juga bertindak sebagai pengaman/alat proteksi.

Jika terjadi breaktown pada elektroda tegangan tinggi, maka saklar tegangan yang akan

masuk ke trafo terputus.

7. Digital Measuring Instrument (DMI)

Untuk mengukur tegangan pada saat pembangkitan tegangan tinggi, dapat digunakan

suatu alat ukur yang dinamakan Digital Measuring Instrument (DMI). Alat ini dapat

mengukur tegangan AC, DC maupun impuls.