MAKALAH SALURAN TRANSMISI PENDEK

DISUSUN OLEH :ARIF BUDIARTO (115012410SADEWA AJI WASKITHA (11501241027)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2013

BAB IPENDAHULUAN

Pusat-pusat listrik, biasa juga disebut sentral-sentral listrik (electric power stations ), terutama yang menggunakan tenaga air, biasanya jauh letaknya dari tempat-tempat dimana tenaga listrik itu digunakan. Karena itu, tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat-kawat (saluran-saluran) transmisi. Saluran-saluran ini membawa tenaga listrik dari Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) atau Pusat Listrik Tenaga Termis (PLTT) ke pusat-pusat beban(load centers), baik langsung maupun melalui saluran-saluran penghubung, gardu-gardu induk (substations) dan gardu-gardu relay (relay substations).Saluran transmisi biasanya dibedakan dari saluran distribusi karena tegangannya. Tegangan pada generator besar biasanya berkisar di antara 13,8 kV dan 24 kV. Tetapi generator besr yang modern dibuat dengan tegangan yang bervariasi antara 18 kV dan 24 kV. Tidak ada suatu standar yang umum diterima untuk tegangan generator. Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi, yaitu 115 kV dan 765 kV. Tegangan tinggi standar (high voltages- HV standard)adalah 115, 138, dan 230 kV. Tegangan ekstra tinggi (extra high voltage-EHV) adalah 345, 500 dan 765 kV. Kini sedang dilakukan penelitian untuk pemakaian tegangan ultra tinggi (ultra high voltage-UHV)antara 1000 sampai 1500kV. Keuntungan transmisi dengan tegangan yang lebih tinggi akan menjadi jelas jika kita melihat pada kemampuan transmisi (transmision capability) suatu saluran transmisi. Kemampuan ini biasanya dinyatakan dalam mega volt ampere (MVA). Kemampuan transmisi dari saluran yang sama panjangnya berubah-ubah kira-kira sebanding dengan kuadrat tegangannya.

BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian Transmisi Tenaga ListrikTransmisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga lisrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga substation distribution sehingga dapat disalurkan pada konsumen pengguna listrik melalui suatu bahan konduktor.

Gambar1. Diagram Blok Umum Sistem Tenaga Listrik

Gambar diatas menunjukkan blok diagram dari sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik. Yang terdiri dari dua stasiun pembangkit (generating station) G1 dan G2, beberapa substation yaitu hubungan antar substation (interconnecting substation) dan untuk bagian komersial perumahan (commercial residensial) dan industrial load. Transmisi berada pada bagian yang diberi arsir tebal. Fungsi dari bagian transmission substation menyediakan servis untuk merubah dalam menaikkan dan menurunkan tegangan pada saluran tegangan yang ditransmisikan serta meliputi regulasi tegangan. Distribution substation, pada bagian ini merubah tegangan aliran listrik dari tegangan medium menjadi tegangan rendah dengan transformator step-down. Interconnecting substation, pada bagian ini untuk melayani sambungan percabangan transmisi dengan power tegangan yang berbeda serta untuk menambah kestabilan pada keseluruhan jaringan.Saluran transmisi merupakan media yang digunakan untuk menstransmisikan tenaga listrik dari Generator Station/ Pembangkit Listrik sampai distribution station hingga sampai pada konsumen pengguna listrik. Tenaga listrik ditransmisikan pleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe saluran transmisi lisrik. Penyaluran teanga listrik pada transmisi menggunakan arus bolak-balik (AC) ataupun dengan arus searah (DC). Penggunaan arus bolak-balik yaitu dengan sistem tiga-fasa atau dengan empat-fasa.

Saluran transmisi dengan menggunakan sistem arus bolak-balik tiga-fasa merupakan sistem yang banyak digunakan, mengingat kelebihan sebagai berikut :1. Mudah pembangkitannya2. Mudah pengubahan tegangannya3. Dapat menghasilkan medan magnet putar4. Dengan sistem tiga-fasa, daya yang disalurkan lebih besar dan nilai sesaatnya konstan

B. Jenis Transmisi Tenaga Listrik1. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan PemasanganBerdasarkan pemasangannya, saluran transmisi dibagi menjadi 2 kategori sebagai berikut ini :a. Saluran Udara (Overhead Lines)Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antar menara atau tiang transmisi. Keuntungan dari saluran transmisi udara ini adalah lebih murah, mudah dalam perbaikan, lebih mudah dalam perawatan dan mudah dalam mengetahui letak gangguan. Namun juga memiliki kerugian, antara lain : karena berada diruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap keandalannya, dengan kata lain mudah terjadi gangguan, seperti gangguan hubung singkat, gangguan tegangan lebih karena tersambar petir, dan gangguan-gangguan lainnya. Dari segi estetika/keindahan juga kurang, sehingga saluran transmisi bukan pilihan yang ideal untuk suatu saluran transmisi di dalam kota.

Gambar2. Saluran Udara

b. Saluran Kabel Tanah (Underground Cable)Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kategori saluran transmisi sperti ini adalah yang favorit untuk pemasangan di dalam kota, karena berada didalam tanah, maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun juga memiliki kekurangan antara lain : mahalnya biaya investasi dan sulitnya menentukan titik gangguan dan perbainkannya.

Gambar3. Saluran Bawah Tanah

2. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan Arus ListrikDalam dunia kelistrikan, dikenal dua kategori arus listrik, yaitu arus bolak-balik (Alternating Current/ AC) dan arus searah (Direct Current/DC). Oleh karena itu, berdasarkan jenis arus yang mengalir di saluran transmisi, maka saluran transmisi terdidri dari :a. Saluran Transmisi AC Didalam sistem AC, penaikan dan penurunan tegangannya sangat mudah dilakukan dengan bantuan transformator dan juga memiliki 2 sistem, sistem fasa tunggal dan sistem fasa tiga shingga saluran transmisi AC memiliki keuntungan lainnya, antara lain : daya yang disalurkan lebih besar, nilai sesaatnya konstan dan mempunyai medan magnet putar.Selain keuntungan yang disebutkan diatas, saluran transmisi AC juga memiliki kerugian, yaitu : tidak stabil, isolasi yang rumit dan mahal (mahal disini dalam artian untuk menyediakan suatu isolasi yang memang aman dan kuat).b. Saluran Transmisi DCDalam saluran transmisi DC, daya guna atau efisiensinya tinggi karena mempunyai faktor daya=1, tidak memiliki masalah terhadap stabilitas terhadap sistem, sehingga dimungkinkan untuk penyaluran jarak jauh dan memiliki isolasi yang sederhana.

3. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan TeganganTransmisi tenaga listrik tidak hanya penyaluran energi listrik dengan menggunakan tegangan tinggi dan melalui udara (overhead line), namun transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, yang besaran tegangannya adalah Tegangan Ultra Tinggi (UHV), Tegangan Ekstra Tinggi (EHV), Tegangan Tinggi (HV), Tegangan Menengah (MHV) dan Tegangan Rendah (LV). Sedangkan Transmisi Tegangan Tinggi adalah berfungsi menyalurkan energi listrik dari satu substation (gard) induk ke gardu induk lainnya. Terdiri dari konduktor yang direntangkan antara tiang (tower) melalui isolator, dengan sistem tegangan tinggi. Standar tegangan tinggi yang berlaku di Indonesia adalah 30kV, 70kV dan 150kV.Ditinjau dari klasifikasi tegangannya, transmisi listrik dibagi menjadi :a. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kVPada umumnya saluran transmisi di Indonesia digunakan pada pembangkit dengan kapasitas 500kV. Dimana tujuannya adalah agar drop tegangan dariPanampang kawat dapat direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan efisien. Akan tetapi terdapat permasalahan mendasar dalam pembangunan SUTET ialah konstruksi tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tanah yang luas, memerlukan isolator yang banyak, sehingga memerlukan biaya besar. Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan.

b. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kVPada saluran ini memiliki tegangan operasi antara 30kV sampai 150kV. Konfigurasi jaringan pada umumnya single atau double sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya diganti oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari 2 atau 4 kawat (double atau quadrapole) dan berkas konduktor disebut Bundle Conductor.Jarak terjauh yang paling efektif dari saluran transmisi ini ialah 100 km. Jika jarak transmisi lebih dari 100 km maka tegangan jatuh (drop voltage)terlalu besar, sehingga tegangan diujung transmisi menjadi lebih rendah.c. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kVSaluran transmisi ini menggunakan kabel bawah tanah, dengan alasan beberapa pertimbangan sebagai berikut : Ditengah kota besar tidak memungkinkan dipasang SUTT, karena sangat sulit mendapatkan tanah untuk tapak tower Untuk ruang bebas juga sangat sulit dan pasti timbul protes dari masyarakat, karena padat bangunan dan banyak gedung-gedung tinggi Pertimbangan keamanan dan estetika Adanya permintaan dan pertumbuhan beban yang sangat tinggi

C. Karakteristik Penyaluran DayaDalam mempelajari karakteristik penyaluran daya ( yakni tegangan, arus dan hilang daya) dalam keadaan normal, lazim diadakan beberapa tipe saluran transmisi sebagai berikut : saluran transmisi pendek, saluran transmisi menengah dan saluran transmisi panjang.Dalam makalah ini penulisan hanya akan membahas saluran transmisi pendek sesuai dengan judul makalah diatas. Saluran transmisi pendek dapat didefinisikan sebagai saluran transmisi yang panjangnya kurang dari 80 km. Pada saluran model ini besar kapasitansi ke tanah sangat kecil, dengan demikian besar arus bocor ke tanah kecil terhadap arus beban, maka dalam hal ini kapasitansi ke tanah dapat diabaikan.

Gambar4. Rangkaian ekivalen saluran transmisi pendek

Rangkaian ekivalen saluran transmisi pendek diperlihatkan dalam Gambar4 diatas, dimana Is dan IR merupakan arus pada ujung pengirim dan ujung penerima, sedangkan Vs dan VR adalah tegangan saluran terhadap netral pada ujung pengirim dan ujung penerima.Rangkaian itu dapat diselesaikan seperti halnya dengan rangkaian AC seri yang sederhana. Karena tidak terdapat cabang paralel (shunt),us pada ujung-ujung pengirim dan penerima akan sama besarnya dan tegangan pada ujung pengirim adalah

Is = IR

Vs = VR + IR.Z

Dimana :Vs = tegangan saluran terhadap netral pada ujung pengirimVR = tegangan saluran terhadap netral pada ujung penerima Is = arus pada ujung pengirim IR = arus pada ujung penerima Z = zl ( impedansi seri keseluruhan saluran)Dalam matriks :

Sehingga : A = 1C = 0B = ZD = 1

Pengaruh perubahan faktor daya dari beban terhadap regulasi tegangan (voltage regulation)saluran adalah paling mudah dimengerti untuk saluran pendek dan oleh karena itu akan kita bahas lebih dahulu. Regulasi tegangan pada saluran transmisi adalah kenaikan tegangan pada ujung penerima, dinyatakan dalam persentase tegangan beban penuh jika beban penuh dengan faktor daya tertentu dilepaskan sedangkan tegangan pada ujung pengirim dibuat tetap. Dalam bentuk persamaan persentase regulasi sebagai berikut ini :

Dimana :|VR(NL)| = tegangan skalar ujung beban pada beban nol (NO Load)|VR(FL)| = tegangan skalar ujung beban pada beban penuh (Full Load)

Untuk saluran transmisi pendek |VR(NL)| = |Vs| dan |VR(FL)| = |VR|, maka :

Diagram vektor untuk transmisi pendek ditunjukkan pada Gambar5. dibawah ini. Diperlukan tegangan ujung pengirim Vs yang lebih besar untuk mempertahankan suatu tegangan ujung penerima VR tertentu, jika arus ujung penerima IR tertinggal dari tegangannya, daripada jika arus dan tegangan tersebut sefasa.

Gambar5. Diagram phasor tegangan dan arus untuk cos lagging

BAB IIIPENUTUPA. KesimpulanDari makalah tersebut kita dapat menyimpulkan bahwa yang dimaksud dengan transmisi tenaga listrik adalah proses penyaluran tenaga lisrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga substation distribution sehingga dapat disalurkan pada konsumen pengguna listrik melalui suatu bahan konduktor. Jenis-jenis transmisi tenaga listrik dapat di kategorikan dalam 3 kategori sebagai berikut ini :1. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan Pemasangan Saluran Udara (Overhead Lines) Saluran Kabel Tanah (Underground Cable)2. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan Arus Listrik Saluran Transmisi AC Saluran Transmisi DC3. Kategori Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kV Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kVSaluran transmisi pendek dapat didefinisikan sebagai saluran transmisi yang panjangnya kurang dari 80 km. Pada saluran model ini besar kapasitansi ke tanah sangat kecil, dengan demikian besar arus bocor ke tanah kecil terhadap arus beban, maka dalam hal ini kapasitansi ke tanah dapat diabaikan.B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

A. Arismunandar, S. Kuwara .1979. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, jilid II.Jakarta : PT. Pradnya Paramitha.Stevenson,William D.1993.Analisis Sistem Tenaga Listrik.Jakarta:Erlangga.http://www.yumpu.com/id/document/view/4408747/makalah-teknik-tenaga-listrik-transmission-of-electrical-energy