PERALATAN HUBUNG, PANEL KONTROL

DAN KOTAK HUBUNG TERTUTUP

MATA KULIAH GARDU INDUK

Oleh

KELOMPOK V

FREDIMINO EFKA BP.0910952063

RIFKY YULIAN BP.0910953108

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Padang

2012

3.3 Peralatan Penghubung

Pemutus beban merupakan peralatan yang digunakan untuk memisahkan beban ketika terjadi gangguan agar sistim tetap berjalan atau terjadi gangguan pada sistim. Dengan kata lain pemutus beban merupakan proteksi yang digunakan ketika terjadinya gangguan listrik pada beban. Pada pemutusan beban,terjadi busur api pada pemutus beban ini dikarnakan adanya beda potensial diantara kawat pemutus pada pemutus beban ini.

Pada pemutus beban ini mempunyai beberapa pengenal (rating) dasar seperti berikut :

a. Arus pemutus dasar = x /√2

b. Arus Pemutus dasar asimetris = √( x

√2)

2

+ y2

Dimana x adalah komponen arus bolak-balik,dan y adalah komponen searah pada saat terjadinya busur api.

c. Kapasitas pemutus dasar = √3 x (arus pemutus dasar) x (tegangan dasar)d. Waktu pemutus dasar merupakan jumlah dari waktu buka kotak dan

terjadinya busur api. Waktu buka kotak merupakan jangka waktu dari dimuatinya kumparan pembuka (tripping coil) sampai terbukanya kotak daei pemutus beban itu.Biasanya waktu yang digunakan pada pemutus beban yaitu 3 cycle dimana waktu buka kotaknya kurang dari dua cycle.

Ketika busur api padam pada waktu arus mencapai nol,tegangan sumber tenaga mencapai kira-kira harga puncaknya,dan tegangan pada terminal-terminal pemutus menjadi harga tersebut.Karena adanya kapasitansi yang besar pada saluran dan peralatan maka

timbulah tegangan osilasi transient (peralihan) dengan frekuensi f = 12

π √LC

antara kutub-kutub. Tegangan ini disebut dengan tegangan pukul (resriking voltage),dan dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi sumbernya yang mengikutinya disebut dengan tegangan kembali (recovery voltage).Dimana kecepatan dari kembali isolasi antara kutub-kutub setelah padamnya busur api harus melebihi naiknya tegangan pukul.

Pada Pemutus arus kapasitor shunt,arus pemuat itu akan terputus pada titik nol yang pertama sebab arus kecil,tetapi tegangan pada sisi sumber membalik meninggalkan tegangan Em pada sisi kondensator,sehingga tegangan antara kutub-kutubnya menjadi 2 Em. apabila jarak antara kontak-kontak itu tidak cukup dan kembalinya isolasi tidak cukup sehingga terjadi tegangan pukul kembali yang akan mengakibatkan timbulnya tegangan yang berisolasi 2 Em dan karna adanya L pada sisi sumber dan kapasitansi C,tegangan maksimum terhadap tanah menjadi 3 Em. Tegangan abnormal ini disebut dengan tegangan surja (switching surge),yang merupakan hal penting dalam menentukan tingkatan isolasi dari sistim transmisi tenaga.

Pemutus beban yang tahan terhadap surja hubung jenis ini adalah pemutus dengan tahanan dimana tahanan tersebut terpasang paralel dengan kontak pemutus utama. Setelah kontak utama terbuka,arus beralih ketahanan kemudian kontak pemutus tahanan akan membuka. Tahanan ini berfungsi untuk meredam tegangan surja tersebut.

Beberapa jenis pemutus beban diantaranya adalah :

1. Pemutus beban minyak jenis tangkiYaitu pemutus beban dimana kontak-kontaknya dicelupkan kedalam minyak,dimana minyak trafo tersebut berfungsi untuk meredam busur api dan juga sebagai bahan isolasi.

2. Pemutus beban minyak volume kecilYaitu Pemutus beban minyak yang kontak-kontaknya ada didalam tabung isolator porselin yang memiliki ukuran keci sehingga menghemat bahan.

3. Pemutus beban udara dan Pemutus beban semburan udara

Ada dua jenis pengembangan pemutus beban jenis ini,yaitu :a. Jenis Pasangan dalam (indoor type)

Pada jenis ini pemadaman busur api dilakukan dengan cara menghembuskan udara pada busur api dan mendorongnya kedalam ruang pemadam busur .Jenis ini biasanya terpasang dalam kotak hubung tertutup (metal clad cubicle) yang tegangan dasarnya 3,3 kV – 33 kV.

b. Jenis Pasangan Luar (outdoor type)Pada jenis ini bagian pemutus terletak didalam tabung isolator porselen yang terpasang mendatar dimana busur api dipadamkan dengan menyemburkan udara tekan pada bagian pemutus. Dan kembalinya isolasi antara kutub-kutubnya setelah kontak terpisah karena udara tekan (compresser air).Jenis ini untuk tegangan 33 kV sampai klas tegangan sangat tinggi.

Jenis pemutus beban semburan udara ini tidak memerlukan penggantian minyak yang biasanya dilakukan pada pemutus beban minyak. Dan kembalinya isolasi setelah pemadaman busur api juga dengan cepat terjadinya sehingga sangat menguntungkan dalam pemutus arus pemuatan.

4. Pemutus gas SF6 Merupakan pemutus beban dengan menggunakan gas SF6 (Sulphur hexafluoride) sebagai bahan pemadam busur api (menggantikan udara tekan).Beberapa keuntungan penggunaan pemutus gas SF6 ini adalah :a. Tidak dipengaruhi oleh cuacab. Tidak membahayakan manusiac. Hampir tidak memerlukan perawatan dan mudah dipasangd. Daya isolasi mudah diawasi

5. Pemutus beban hembusan magnetis (magnetic blow-out)Merupakan pemutus beban yang menggunakan hembusan medan magnit yang dibangkitkan oleh arus yang akan diputus sendiri dalam memadamkan busur apinya kedalam ruangan pemutus busur api.Jenis ini terutama untuk tegangan rendah (kurang dari 15 kV).

6. Pemutus hampaMerupakan pemutus beban yang menggunakan suatu wadah dengan kehampaan (kira-kira 10-7 mmHg) untuk memadamkan busur api dengan

daya isolasi yang sangat tinggi. Pemutus ini memiliki elemen-elemen kotak dibuka dan ditutup dari luar, dan gerakan elemen tersebut sangat kecil.Jenis ini untuk tegangan yang kurang dari 15 kV.

3.3.2 Pemisah

Pemilihan jenis pemisah ditentukan oleh lokasi, tata bangunan luar (out door structure) dan sebagainya. Pada umumnya sering dipakai untuk tegangan di atas 72 KV adalah jenis pemutus tunggal mendatar, jenis pemutus tunggal tegak dan jenis pemutus ganda mendatar. Pemilhan harus dilakukan dengan memperhatikan tata ril dan keadan sekitar secara menyeluruh. Sebaliknya ada saklar pembumian yang dipasang pada pemisah di tempat masuk dan keluarnya saluran transmisi dari gardu induk. Di tempat masuknya saluran, juga dipasang sela batang pada pemisah untuk melindungi pemutus beban bila dalam keadaan terbuka.

Pada umumnya pemisah tidak dapat memutuskan arus. Meskipun aia dapat memutuskan arus yang kecil, misal arus pembangkit trafo atau arus pemuatan ril, tapi pembukaan atau penutupan harus dilakukan setelah pemutus tenaga lebih dulu terbuka. Untuk menjamin bahwa kesalahan urutan operasi tidak terjadi, maka harus ada keadaan saling mengunci (interlock), antara pemisah dan pemutus bebannya. Dalam rangkaian kontrolnya, rangkaian interlock akan mencegah bekerjanya saklar pemisah apabila pemutus tegangan masih tertutup. Jika dikerjakan dengan manual, maka untuk mencegah kesalahan kerja, dipakai lampu sebagai tanda “boleh dikerjakan “ ddekat kotak operasi yang dikontrol dari ruang kontrol. Cara lain dengan menggunakan kunci untuk masing-masing kotak kontrol atau kunci rangkap.

3.3.3 Saklar beban

Saklar beban tidak dapat menutuskan arus gangguan, tapi dapat memutuskan arus beban. Ini menguntungkan apabila pemutus tenaga dipasang pada rangkaian utamanya dan pada saluran –saluran cabangnya di pasang saklar beban. Dikombinasikan dengan sekring tenaga yang mempunyai kapasitas pemutus yang besar, saklar beban dapat berfungsi hampir sama dengan pemutus tenaga. Cara yang dipakai untuk memadamkan busur adalah cara memadamkan dengan pemutus busur (arc chute) dan dengan menggunakan gas FS6 dalam ruang yang tertutup.

3.3.4 Sekring tenaga

Sekring tenaga disebut juga dngan power fuse, banyak dipakai untuk pengaman terhadap hubung sinkat dan beban lebih. Kontruksinya jauh lebih sederhana dari pada pemutus beban. Tapi kemampuaanya sama dengan gabungan antara pemutus beban dengan relenya. Kerugiannya adalah bahwa ia tidak dapat memutus ketiga fasanya bersama – sama dan harus diganti dengan yang baru apabila terjadi pemutusan tegangan. Dipandang dari pengamanan sistem koordinasi yang sukar. Oleh karena itu sekring tenaga ini dipakai untuk trafo yang berukuran kecil , trafo tegangan, serta pengamanan saluran cabang yang kurang penting.

3.4 Panel kontrol dan kotak hubung tertutup

3.4.1 Panel kontrol

Jenis-jenis panel kontrol dalam gardu induk adalah panel kontrol utama, panel kontrol rele, dan panel pemakaian sendiri.

Pada panel instrumen terpasang instrumen dan penunjuk gangguan, dan dari sinilah keadaan selama operasi dapat diawasi. Pada panel operasi terpasang saklar operasi dari pemutus beban dan pemisah serta lampu petunjuk posisi saklar. Ril tiruan ( mimic bus), saklar dan lampu diatur letak dan hubunganya sesuai dengan kadaan rangkaian yang sesungguhnya sehingga keadaannya dapat dilihat dengan mudah. Pada gardu induk kecil panel kontrol utamanya dari jenis tegak dan instrumen serta saklar-saklarnya dipasang di muka. Pada gardu induk besar, panel yang tegak hanya dipakai sebagai panel instrumen, panel operasinya adalah dari jenis meja dan ada didepannya.

Pada panel rele terpasang rele pengaman saluran transmisi, rele engaman differnsial trafo dan sebagainya. Bekerjanya ree dapat diketahui dari penunjukan pada rele itu sendiri dan pada petunjuk gangguan di panel kontrol utama. Pada gardu induk kecil, sisi depan dari panel tegak dipakai sebagai panel utama dengan instrumen dan saklar. Dan sisi belakangnya dipaai sebagai panel rele. Pada gardu induk besar jika rangkaian sudah sangat rumit panel rele dipadang pada ruangan tersendiri.

Pada gardu induk yang besar dan medern dengan susunan ril yang sudah sangat rumit, mulai banyak di pakai panel dengan gambar-gambar yang bercahaya yang menggambarkan ril, pemutus beban, pemisah dan trefo, dengan simbol-simbol yang bercahaya. Bagian sistim yang bekerja dibuat bercahaya dan berkedip-kedip pada waktu adanya gangguan. Jika suatu pemutus tenaga akan ditutup, bagian dari ril yang akan menjadi bertegangan oleh menutupnya pemutus beban itu dibuat berkedip-kedip, sehingga luasnya bagian sistem yang akan terkena akibatnya dapat diperiksa lebih dahulu sebelum pemutus tenaga itu benar-banar tertutup.

Kontruksi dari panel dengan gambar yang bercahaya yang sering dipakai adalah dari jenis panel satuan dan panel mosaik. Panel satuan adalah dari jenis pasangan yang mudah di pasang dan dilepas, dengan saluran transmisi atau sebuah trafo dengan satuannya. Dengan demikian maka unitnya akan mudah diganti atau ditambah pada waktu ada perubahan atau perluasan sistem. Panel mosaik terdiri dari satuan-satuan dari saklar, lampu penunjuk dan segala macam meter, pada papan yang terdiri dari kotak – kotak 25mm2 yang membagi panel itu menjadi satuan-satuan yang kecil.

Tata susunan panel kontrol dan panel rele harus sesuai dengan tata peralatan yang ada diluar, klas tegangannya dan saluran transmisi yang masuk. Dengan demikian maka pengawasan operasi dan pelaksanaan pemeliharaan dipermudah. Sesuai dengan keadaan diluar, maka urutan panel adalah untuk saluran masuk, trafo, alat pengubah fasa dan panel saluran keluar. Untuk memudahkan pengawasan dan operasi, panel kontrol utama, dimana perhatian operator harus dipusatkan, dipasang didepan dan panel tambahan dan panel pemakaian sendiri dipasang disatu sisi atau kedua sisinya, tegak lurus padanya.

Untuk pengawatan belakang harus dipakai kabel dengan isolasi yang tidak dapat terbakar. Pada umumnya dapat dipakai kabel PVC. Terminal pengujian dipasang pada rangkaian dari trafo arus dan trafo tegangan. Terminal pengujian untuk trafo arus ada yang dari jenis terminal, ada yang dari jenis pasak. Kontruksinya harus dibuat sedemikian rupa sehingga pada waktu pengujian dapat dihindari kemungkinan terbukanya rangkaian sekunder.

3.4.2 Lemari hubung

Lemari hubung dibuat untuk klas 3-30 kV, dan dipakai untuk pusat beban dan pusat daya. Karakteristiknya adalah

a. Bagian yang bertegangan tidak boleh terbukab. Gangguan tidak akan akan meluas sebab rangkaiannya terbagi dalam

satuan satuanc. Luas instalasi kecil dan pemasangan, perluasan dan pemindahan instalasi

itu mudahd. Keandalannya tinggi karena pemasangan yang sempurna di pabrik

Lemari hubung diklasifikasikan oleh perbedaan dari sitem rilnya kedalam jenis-jenis ril tunggal, ril rangkap, dan ril penyimpang. Untuk rangkaian pemakaian GI, jenis yang sering dipakai adalah jenis ril tunggal. Ada juga jenis pasangan luar dan jenis pasangan dalam. Pada kontruksi jenis pasangan luar dimana hujan dan air tidak boleh masuk.

REFERENSI:

A.Arismunandar. 1963. A Method of Switching Surge Simulation in Electrical Networks.Illinois Institute of Technology:Chicago

-. 1967.Electrical Energy Handbook. Institute of Electrical Engineers of Japan

A.Arismunandar.1971.Teknik Tegangan Tinggi.Universitas Trisakti:Jakarta

A.Meier,R.Ottischnig, W.Stolarz.1968.Highly Voltage SF Insulated Switchgear..