PENDAHULUAN1.1 Penggunaan EnergiSejak awal kehidupan di dunia ini, untuk mencukupi kebutuhan, manusia sudahmemerlukan energi alam. Sejak zaman prasejarah sumber energi alam, seperti kayudipakai memanaskan badan, memasak, dan pertukangan. Awal abad XII, bentuk energilainnya seperti angin dan air dimanfaatkan untuk keperluan pengangkutan danpenggilingan biji-bijian. Manusia mulai memanfaatkan energi batubara untuk keperluanpemanasan dan memasak pada awal abad ke-14. Sejak abad XVIII di Inggris batubara inidigunakan untuk menghasilkan uap dan menggerakkan mesin uap pada pabrik pengerjaanlogam dan tekstil. Berbagai penelitian dan uji coba dilakukan, sehingga dapatmenemukan bentuk-bentuk energi alam lainnya yang dapat dimanfaatkan dalamkebutuhan dan kegiatan sehari-hari. Sampai sekarang hasil penelitian menghasilkanbeberapa sumber energi, di antaranya:1. Energi Mekanik2. Energi Medan Magnet3. Energi Grafitasi4. Energi Nuklir5. Energi Sinar6. Energi Panas7. Energi ListrikSemua zat-zat (padat, cair dan gas) yang ada di alam semesta ini disebut materi.Materi ini mengandung energi dan energi ini dapat berubah dari satu bentuk ke bentuklainnya, karena alam maupun kejadian-kejadian teknis. Menurut hukum kekekalan energibahwa energi itu tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, tetapi dapat berubah darienergi satu ke energi lainnya.1.2 Sejarah Penyediaan Tenaga ListrikPada tahun 1885 seorang dari Prancis bernama Lucian Gauland dan John Gibbsdari Inggris menjual hak patent generator arus bolak-balik kepada seorang pengusahabernama George Westinghouse (Gambar 14.1). Selanjutnya dikembangkan generatorarus bolak-balik dengan tegangan tetap, pembuatan transformator, dan akhirnya diperolehsistem jaringan arus bolakbalik sebagai transmisi dari pembangkit ke beban/pemakai.

Gambar 1.1 GeneratorSejarah kelistrikan di Indonesia dimulai dengan selesai dibangunnya pusat tenagalistrik di Gambir, Jakarta Mei 1887, kemudian di Medan (1899), Surakarta (1902),Bandung (1906), Surabaya (1912), dan Banjarmasin (1922). Pusat-pusat tenaga listrik inipada awalnya menggunakan tenaga thermis. Kemudian disusul dengan pembuatan pusatpusatlistrik tenaga air: PLTA Giringan di Madiun (1917), PLTA Tes di Bengkulu(1920), PLTA Plengan di Priangan (1922), serta PLTA Bengkok dan PLTA Dago diBandung (1923). Sebelum kemerdekaan pengusahaan tenaga listrik di Indonesia dikelolaoleh beberapa perusahaan swasta, di antaranya yang terbesar adalah NIGEM (Nederlands

Indische Gas en Electriciteits Maatschappij) yang kemudian menjelma menjadi OGEM(Overzese Gasen Electriciteits Maatschappij), ANIEM (Algemene Nederlands IndhischeElectriciteits Maatschappij), dan GEBEO (Gemeen Schappelijk Electriciteits BedrijkBandung en Omsheken). Sementara itu, Jawatan Tenaga Air membangun danmengusahakan sebagian besar pusat-pusat listrik tenaga air di Jawa Barat. Sejak tahun1958 pengelolaan ketenagalistrikan di Indonesia ditangani oleh Perusahaan UmumListrik Negara.1.3 Peranan Tenaga ListrikDi pusat pembangkit tenaga listrik, generator digerakkan oleh turbin dari bentukenergi lainnya antara lain: dari Air - PLTA; Gas - PLTG; Uap - PLTU; Diesel - PLTD;Panas Bumi - PLTP; Nuklir - PLTN. Energi listrik dari pusat pembangkitnya disalurkanmelalui jaringan transmisi yang jaraknya relatif jauh ke pemakai listrik/konsumen.

Gambar 1.2 Penyaluran energi listrik dari sumber ke bebanKonsumen listrik di Indonesia dengan sumber dari PLN atau Perusahaan swastalainnya dapat dibedakan sebagai berikut.1. Konsumen Rumah TanggaMasing-masing rumah dayanya antara 450 VA s.d. 4.400 VA, secara umummenggunakan sistem 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V/380 V dan jumlahnyasangat banyak.2. Penerangan Jalan Umum (PJU)Pada kota-kota besar penerangan jalan umum ini sangat diperlukan oleh karenabebannya berupa lampu dengan masing-masing daya tiap lampu/tiang antara 50VA sampai dengan 250 VA bergantung pada jenis jalan yang diterangi, makasystem yang digunakan 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V/380 V.3. Konsumen PabrikJumlahnya tidak sebanyak konsumen rumah tangga, tetapi masing-masing pabrikdayanya dalam orde ratusan kVA. Penggunaannya untuk pabrik yang kecil masihmenggunakan sistem 1 fasa tegangan rendah (220V/380V), untuk pabrik-pabrikskala besar menggunakan sistem 3 fasa dan saluran masuknya dengan jaringantegangan menengah 20 kV.4. Konsumen KomersialYang dimaksud konsumen komersial antara lain stasiun, terminal, KRL (KeretaRel Listrik), hotel-hotel berbintang, rumah sakit besar, kampus, stadion olahraga,mall, supermarket, dan apartemen. Rata-rata menggunakan sistem 3 fasa, untuk

yang kapasitasnya kecil dengan tegangan rendah, sedangkan yang berkapasitasbesar dengan tegangan menengah 20KV.PEMBAGIAN JARINGAN DISTRIBUSIDAN SISTEM PROTEKSINYA2.1. Sistem distribusi daya listrikSistem distribusi daya listrik meliputi semua Jaringan Tegangan Menengah (JTM)20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220 Volt hingga ke meter-meterpelanggan. Pendistribusian daya listrik dilakukan dengan menarik kawat – kawatdistribusi melalui penghantar udara. Penghantar bawah tanah dari mulai gardu indukhingga ke pusat – pusat beban. pada sistem di ranting Galang ada terpasang jaringanbawah tanah karena keadaan kota atau daerahnya belum memungkinkan untuk dibangunjaringan tersebut. jadi untuk daerah ini tetap disuplai melalui hantaran udara 3 phasa 3kawat.Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo-trafodistribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang lebihrendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo-trafo ini kemudian para pelanggan listrikdilayani dengan menarik kabel-kabel tegangan rendah menjelajah ke sepanjang pusatpusatpemukiman, baik itu komersial maupun beberapa industri yang ada disini.Tenaga listrik yang lazim digunakan dalam kehidupan sehari-hari untukmengoperasikan peralatan-peralatan tersebut adalah listrik dengan tegangan yang rendah(380/220 Volt). Sedangkan tenaga listrik yang bertegangan menengah (sistem 20 KV)dan tegangan tinggi (sistem 150 KV) hanya dipergunakan sebagai sistem penyaluran(distribusi dan transmisi) untuk jarak yang jauh. Hal ini bertujuan untuk kehandalansistem karena dapat memperkecil rugirugi daya dan memliki tingkat kehandalanpenyaluran yang tinggi, disalurkan melalui saluran transmisi ke berbagai wilayah menujupusat-pusat pelanggan.

Gambar 2.1.1 Diagram satu garis sistem penyaluran Tenaga Listrik.Keterangan dari gambar:1. Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan tegangan dari gardudistribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian sendiri bagi konsumen besar.2. Trafo distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan 20 KV dari Jaringan TeganganMenengah (JTM) menjadi tegangan rendah 380/220 Volt. Tegangan rendah inilah yangkemudian didistriibusikan ke pelanggan kecil melalui jaringan tegangan rendah (JTR)yang berupa sistem 3 phasa empat kawat.3. Konsumen besar adalah konsumen yang menggunakan energi yang besar yang biasanyalangsung mengambil sumber listrik dari gardu terdekat untuk kemudian disalurkan keGardu Induk (GI ) pemakaian sendiri.4. Konsumen biasa adalah konsumen-konsumen yang menggunakan tenaga istrik denganlevel tegangan rendah (380/220 Volt) seperti rumah tangga, industri kecil, perkantoran,pertokoan dan sebagainya.2.2. Pembagian Jaringan DistribusiJaringan distribusi adalah kumpulan dari interkoneksi bagian-bagianrangkaian listrik dari sumber daya ( Trafo Daya pada GI distribusi ) yang besarsampai saklar-saklar pelayanan pelanggan.Secara garis besar jaringan distribusi dapat dibagi menjadi dua bagianyaitu :1. Distribusi PrimerDistribusi primer adalah jaringan distribusi daya listrik yang bertegangan menengah (20KV). Jaringan distribusi primer tersebut merupakan jaringan penyulang. Jaringan iniberawal dari sisi skunder trafo daya yang terpasang pada gardu induk hingga kesisiprimer trafo distribusi yang terpasang pada tiang-tiang saluran.2. Distribusi Sekunder

Distribusi skunder adalah jaringan daya listrik yang termasuk dalam kategori teganganrendah (sistem 380/220 Volt), yaitu rating yang sama dengan tegangan peralatan yangdilayani. Jaringan distribusi skunder bermula dari sisi skunder trafo distribusi danberakhir hingga ke alat ukur (meteran) pelanggan. Sistem jaringan distribusi skunder inidisalurkan kepada para pelanggan melalui kawat berisolasi.