BAB II

PEMBAHASAN

2. 1 Pengertian Sistem Distribusi

Suatu sistem distribusi adalah semua bagian dari sistem tenaga listrik antara sumber daya besar (bulk power source) dan rangkaian pelayanan konsumen. Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen.

Sumber daya besar tersebut terletak pada daerah yang dilayani oleh sistem distrbusi atau dapat juga terletak didekatnya.Sumber daya besar tersebut dapat berupa suatu stasiun pembangkit atau berupa suatu gardu induk yang dilayani oleh pembangkit tenaga listrik yang jauh letaknya dari konsumen melalui suatu jaringan transmisi.

Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah

1) Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan),

2) Perupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringandistribusi.

Pusat tenaga listrik umumnya terletak jauh dari   pusat bebannya. Energi   listrik yang dihasilkan pusat pembangkitan disalurkan melalui jaringan transmisi. Tegangan generator pembangkit relatif rendah (6 kV –  24 kV). Maka tegangan ini dinaikin dengan transformator daya ke tegangan yang lebih tinggi antara   150 kV  –  500 kV. Tujuan peningkatan tegangan ini, selain mempebesar daya hantar dari saluran (berbanding lurus dengan kwadrat tegangan), juga untuk memperkecil rugi daya dan susut tegangan pada saluran transmisi. 

Penurunan tegangan dari jaringan tegangan  tinggi/ekstra tinggi sebelum ke konsumen dilakukan dua kali. Yang pertama dilakukan di gardu induk (GI), menurunkan tegangan dari 500 kV ke 150 kV atau dari 150 kV ke 70 kV. Yang kedua dilakukan pada gardu   induk  distribusi dari 150 kV ke 20 kV atau dari 70  kV ke 20kV. Saluran listrik dari sumber pembangkit tenaga listrik sampai transformator terakhir, sering disebut juga sebagai saluran transmisi, sedangkan dari transformator terakhir, sampai konsumen terakhir disebut saluran distribusi atau saluran primer.

Ada dua macam saluran transmisi/distribusi PLN yaitu saluran udara (overhead lines) dan saluran kabel bawah tanah (underground cable). Kedua cara penyaluran tersebut masing - masing mempunyai keuntungan dan kerugian. Dari segi estetik, saluran bawah tanah lebih disukai dan juga tidak mudah terganggu oleh cuaca buruk : hujan, petir, angin, dan sebagainya namun saluran bawah tanah jauh lebih mahal di banding saluran udara,  tetapi saluran bawah tanah  tidak cocok untuk daerah rawan banjir karena bila terjadi gangguan akan berbahaya.

Ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenaga listrik, yaitu : Pembangkitan, Penyaluran (transmisi) dan distribusi seperti pada gambar berikut :  

 

Tegangan sistem distribusi dapat dikelompokan menjadi 2 bagian besar, yaitu distribusi primer (20kV) dan distribusi sekunder (380/220V). Jaringan distribusi 20kV sering disebut Sistem Distribusi Tegangan Menengah dan jaringan distribusi 380/220V  sering disebut jaringan distribusi sekunder atau disebut Jaringan Tegangan Rendah 380/220V. (http://lutro.blogspot.com/2012/12/pengertian-transmisi-dan-distribusi.html)

2.2. Pembagian Sistem Distribusi

Pada gambar 2-1 adalah suatu diagram skematis dari sistem distribusi yang menggambarkan bagian-bagiannya. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa suatu sistem distribusi secar umum dapat dibagi menjadi :

1. Jaringan Subtransmisi2. Gardu Induk3. Gardu Hubung4. Jaringan Distribusi Primer5. Gardu Distribusi6. Jaringan Distribusi Sekunder

Secara singkat fungsi bagian-bagian sistem distrbusi diatas adalah sebagai berikut :

1. Jaringan Subtransmisi Berfungsi menyalurkan daya listrik dari sumber daya besar menuju gardu induk yang terletak didaerah beban. Biasanya menggunakan tegangan tinggi (70-150 kv) ataupun tegangan extra tinggi (500 kv) dalam penyaluran tegangannya, hal dilakukan untuk berbagai alasan efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi efisien, karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil

2. Gardu induk Berfungsi menerima daya listrik dari jaringan subtransmisi dan menurunkan tegangan menjadi tegangan jaringan distribusi primer. (tegangan menengah). Pada gardu induk biasanya dilengkapi dengan peralatan ukur dan peralatan pengaman (proteksi) untuk menjaga kelangsungan pelayanan serta melindungi peralatan lainnya. Jadi pada bagian ini terjadi penurunan tegangan dari tegangan tinggi ataupun tegangan extra tinggi ke tegangan menengah 20 kv.

3. Gardu Hubung Berfungsi menerima daya listrik dari gardu induk yang telah diturunkan menjadi tegangan menengah dan menyalurkan/membagi daya listrik tanpa merubah tegangannya melalui jaringan distribusi primer menjadi gardu/ transformator distribusi. Pada gardu hubung berisi rel-rel daya,pemisah,pemutus daya (circuit breaker ) dengan relay arus lebih dan alat-alat ukur. Kadang-kadang seringkali gardu hubung tidak diperlukan dan jaringan distribusi primer langsung merupakan out-going feeder dari rel-rel daya pada pusat pembangkit atau pada gardu induk.

4. Jaringan distribusi primer dilayani oleh gardu hubung atau langsung dari gardu induk dan atau dari pusat pembangkit. Dan berfungsi menyalurkan daya listrik, menjelajahi daerah asuhan ke gardu/ transformator distribusi.

5. Gardu distribusi Berfungsi biasanya untuk menurunkan tegangan primer (tegangan menengah) menjadi tegangan sekunder (biasanya 127/220 V atau 220/380V). Pada gardu distribusi biasanya dilengkapi dengan peralatan-peralatan ukur dan pengaman (proteksi) seperti : pemisah, pemutus beban (load break switch), fuse atau fuse cut out. Gardu distribusi ini pada kenyataannya dapat berupa garrdu beton atau gardu metal clad (besi) atau dapat berupa gardu transformator tiang. Pada dewasa ini PLN pada umumnya mempergunakan unit-unit transformator distribusi dengan unit-unit KVA trafo yang banyak terdapat dipasaran, contoh : 1600, 1250, 1000, 800, 630, 500, 400, 315, 250, 200, 160, 100, 50KVA untuk unit-unit 3 fasa dan 10, 15, 20, 25, 37, 50KVA untuk unit-unit 1 fasa.

6. Jaringan Distribusi Sekunder yang menghubungkan sisi tegangan rendah sekunder

Jaringan distribusi sekunder berfungsi untuk menyalurkan/ menghubungkan sisi tegangan rendah transformator distribusi ke konsumen mengunakan jaringan hantaran udara 3 fasa 4 kawat dengan tegangan distribusi sekunder 127/ 220 Volt atau 220/ 380 Volt. Kecuali untuk daerah-daerah khusus dengan pertimbangan keindahan, keselamatan dan keandalan yang tinggi dipergunakan sistem kabel bawah tanah.

7. Sambungan RumahPada sambungan rumah, biasanya tegangan yang diterima sebesar 110-400 volt, yaitu tegangan saluran beban menghubung kepada peralatan. Pada sambungan rumah, tegangan yang diterima disesuaikan antara 220/380 volt.Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengantransformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambiltegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusimerupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan

Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik 

Gambar 1. Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik.

Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan seperti pada Gambar diatas: Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation) Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV)

Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV).Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah.

Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah:a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus. b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain.c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain. d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya. 

2.3 Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik 

Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 

1. Menurut Nilai Tegangannya

a. Saluran distribusi Primer,

Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi. 

Sesuai dengan fungsinya, maka suatu sistem jaringan distribusi primer dengan bagian-bagiannya dapat merupakan bentuk/susunan yang berbeda-beda disesuaikan dengan ujuan tertentu

Macam-macam Distribusi Primer terdiri

1. Jaringan hantar udara (over head line)

Jaringan hantaran udara baik digunakan pada daerah dengan kepadatan beban rendah, karena harga untuk pembelian jalan untuk hantar dara relatif murah, disamping harga materialnya murah dibandinkan dengan hantaran bawah tanah :

- Mudah dilakukan perluasan pelayanan dengan penarikan cabang yang diperlukan- Mudah memeriksa jika terjadi gangguan pada jaringan,- Mudah untuk melakukan pemeliharaan

Tiang-tiang distribusi primer dapat pula digunakan untuk jaringan distribusi sekunder dan keperluan pemasangan trafo distribusi nsekunder, sehingga harga instalasi lebih murah

Jaringan hantar udara menyalurkan daya listrik melalui kawat telanjang atau kabel yang digunakan pada tiang-tiang dengan perantara isolator-isolator, sehingga dengan demikian gangguan lebih mudah terjadi dan juga onkos untu melakukan pemeliharaan lebih tinggi, disamping mengurangi kerapian/keindahan disekitarnya karena saluran kawat yang berseleweran.

Penghantar untuk suatu jaringan distribusi primer yang biasa digunakan adalah jenis kawat yang berlilitan. Tiang-tiang yang digunakan dapat berupa tiang kayu, besi, beton maupun dari rangka besi. Tetapi untuk jaringan distribusi primer yang paling banyak digunakan adalah tiang besi karena akan memberikan banyak mberikan keuntungan-keuntungan yaitu :

- Tidak terpengaruh oleh cuaca, sehingga umurnya lebih panjang dari tiang kayu- Tiang besi dapat langsung digunakan sebagai elektroda pentanahan,- Pemasangan tidak sesukar dari tiang beton

b. Jaringan Kabel Bawah Tanah (Under Ground Cable)

Untuk daerah dengan kerapan yang tinggi seperti daerah perkotaan, perusahaan dan lainnya, pemasangan hantaran udara akan mengganggu, baik ditinjau dari segi keamanan maupun segi keindahan, sebab bangunan diperkotaan pada umumnya tinggi-tinggi sehingga keamanan bagi manusia sangat sulit.

Keuntungan lain yang didapat dari jaringan bawah tanah ialah bebasnya kabel dari gangguan pepohonan, sambaran petir, gangguan manusia. Dari segi estetika kabel bawah tanah tidak kelihatan sehingga keindahan suatu kota tidak dirusak. Dari segi keamanan kabel bawah tanah lebih aman untuk manusia, karena tidak mudak tersentuh oleh manusia.

Kerugian dari jaringan bawah tanah ialah :

- Harga kabel yang relatif mahal- Tidak fleksibel terhadap perubahan jaringan- Perawatan lebih sulit- Gangguan sering bersifat permanen- Waktu dan biaya untuk menanggulangi bila terjadi ganguan lebih mahal dan lama

Kabel bawah tanah yang biasa digunakan pada sistem distribusi primer ada beberapa macam yaitu :

1. Ditinjau dari bahan penghantar

- bahan tembaga

-bahan alumunium

2. Ditinjau dari inti (urat) dari penghantar

- kaber ber-inti tunggal

- kabel ber-inti dua

- kabel ber-inti tiga

- kabel ber-inti empat, dimana inti yang satu lebih kecil dan digunakan sebagai kawat tanah

3. Ditinjau dari bentuk intinya.

- kabel ber-inti Bulat

- kabel ber-inti oval (sector)

4 Ditinjau dari konstruksinya

- kabel yang semua intinya dibungkus dengan timah (Belted Cable)

- kabel yang masing-masing intinya dibungkus dengan timah (Screen Cable)

- Kabel berisi minyak

- Kabel berisi gas

b. Saluran Distribusi Sekunder

Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunderbentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb: - Papan pembagi pada trafo distribusi, - Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder). - Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai) - Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan. 

gambar 2. Komponen Sistem Distribusi

Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari:1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat,

Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat,

Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini

dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt,

Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa.4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt.5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat,

Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan.6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat,

Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan. 

2. Menurut bentuk tegangannya: a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah.b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik. 

3. Menurut jenis/tipe konduktornya: a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas: - Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus.- Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi. b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable). c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut(submarine cable) 

4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya: a. Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.

b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal .

c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).

5. Menurut Susunan RangkaiannyaDari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder.a. Jaringan Sistem Distribusi Primer, Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. 

Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitua.  Jaringan Distribusi RadialBentuk jaringan ini merupakan bentuk yang paling sederhana, banyak digunakan dan murah. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari jaringan itu dan dicabang-cabangkan ke titik-titik beban yang dilayani, seperti terlihat pada gambar. 1

  

Gambar 1 Jaringan distribusi radial

Catu daya berasal dari satu titik sumber dan karena adanya pencabangan-pencabangan tersebut, maka arus beban yang mengalir disepanjang saluran menjadi tidak sama sehingga luas penampang konduktor pada jaringan bentuk radial ini ukurannya tidak sama karena arus yang paling besar mengalir pada jaringan yang paling dekat dengan gardu induk. Sehingga saluran yang paling dekat dengan gardu induk ini ukuran penampangnya relatif besar dan saluran cabang-cabangnya makin keunjung dengan arus beban yang lebih kecil mempunyai ukuran konduktornya lebih kecil pula. Spesifikasi dari jaringan bentuk radial ini adalah :1. Bentuknya sederhana

2. Biaya investasinya murah.3. Kualitas pelayanan dayanya relatif jelek, karena rugi tegangan dan rugi daya yang terjadi pada saluran relatif besar.4. Kontinuitas pelayanan daya kurang terjamin sebab antara titik sumber dan titik beban hanya ada satu alternatif saluran sehingga bila saluran tersebut mengalami gangguan

maka akan mengalami “black out” secara total.

Untuk melokalisir gangguan pada bentuk radial ini biasanya dilengkapi dengan peralatan pengaman, fungsinya untuk membatasi daerah yang mengalami pemdaman total, yaitu daerah saluran sesudah atau dibelakang titik gangguan selama gangguan belum teratasi.  

b. Sistem Jaringan Distribusi Loop

Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan ring. Susunan rangkaian saluran membentuk ring, seperti terlihat pada gambar 2 yang memungkinkan titik beban terlayani dari dua arah saluran, sehingga kontinuitas pelayanan lebih terjamin serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karenadrop tegangan dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil.

Gambar 2 Jaringan Distribusi Loop

c. Sistem Jaringan Distribusi Spindel 

Jaringan distribusi spindel (seperti gambar 3) merupakan saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM) yang penerapannya sangat cocok di kota-kota besar.

Gambar 3 Jaringan Distribusi Spindel

Sistem jaringan distribusi speindel sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan antara lain :1. Peningkatan keandalan atau kontinuitas pelayanan sistem.2. Menurunkan atau menekan rugi-rugi akibat gangguan.3. Sangat baik untuk mensuplai daerah beban yang memiliki kerapatan beban yang cukup tinggi.4. Perluasan jaringan mudah dilakukan.

Sistem ini cocok untuk melayani kota-kota besar dimana beban tersebar dimana-mana.

Dapus

http://ilmulistrik.com/sistem-jaringan-distribusi-tenaga-listrik.html

http://saranabelajar.wordpress.com/category/teknik-elektro/distribusi-sistem-tenaga-listrik/

http://elektro-unimal.blogspot.com/2013/05/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html