Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

7/23/2019 Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

http://slidepdf.com/reader/full/topik-khusus-peralatan-tegangan-tinggi 1/70

Peralatan Tegangan Tinggi

Oleh :

DIMAS ANTON ASFANI, Ph.D

TOPIK KHUSUS TEKNIKSISTEM TENAGA



Materi Pelatihan Peralatan Substation

Bus Bar, Transformer, CB, Disconnector,

Earthing Switch, LA, PT, CT, Ground Wire,Grounding

Operasi dan Maintenance Peralatan

Gas Insulated Switchgear



Tegangan TinggiBatasan di setiap negara berbeda-beda mengenai

besar nilai tegangan untuk tegangan tinggi.

Istilah yang sering digunakan : Tegangan Rendah (Low Voltage)

Tegangan Menengah (Medium Voltage)

Tegangan Tinggi (High Voltage) Tegangan Ekstra Tinggi (Extra High Voltage)

Tegangan Ultra Tinggi (Ultra High Voltage)



Tegangan TinggiDi Indonesia, Sistem Tenaga Listrik Jawa Bali

milik PT.PLN (Persero)

Tegangan Rendah : 110 V, 220 V Tegangan Menengah : 20 kV

Tegangan Tinggi : 75 kV, 150 kV

Tegangan Ekstra Tinggi : 500 kV



Sistem Tenaga Listrik PEMBANGKIT

PENYALURAN (Transmisi, Distribusi)

BEBAN

G



Mengapa Tegangan Tinggi ? Tegangan Tinggi digunakan pada Saluran

Transmisi Tenaga Listrik

Untuk penyaluran daya yang besar dan jarakyang cukup jauh antara pembangkit dan

pusat beban, mengapa ?

MENGURANGI RUGI-RUGI ENERGI

LISTRIK PADA SALURAN TRANSMISI



Tegangan setinggi-tingginya ? Semakin tinggi tegangan, rugi di saluran

transmisi semakin kecil, tapi :

kemampuan isolasi udara terbatas(+ 30 kV/cm)

peralatan dengan tingkat safety tinggi

dampak terhadap lingkungan

investasi biaya tinggi, dsb.



Masalah Tegangan TinggiHal yg perlu diperhatikan pada desain peralatan:

elektris : isolasi terhadap besaran listrik yang

tinggi mekanis : konstruksi yang harus kokoh

thermal : panas dapat timbul selama operasi

atau gangguan

ekonomis : spesifikasi teknis yang tinggi

biayanya mahal.



Substation / Gardu Induk (G.I) Di gardu pembangkit : tegangan dinaikkan

menjadi tegangan tinggi atau ekstra tinggi

menuju saluran transmisi Di gardu transmisi (pusat beban) : tegangan

dari saluran transmisi diturunkan menjadi

tegangan menengah, untuk selanjutnyadidistribusikan.



Transformer Merupakan peralatan utama pada Substation

Menaikkan / menurunkan tegangan AC



Peralatan Penunjang di G.I.

Peralatan lain yang ada di substation untuk :

Pengoperasian

Pengukuran

Pemeliharaan

Proteksi terhadap gangguan

Melindungi operator



Switchgear

seperti di sistem listrik tegangan rendah,

tegangan tinggi pun butuh "saklar " dalam

operasi maupun gangguan. Peralatan inimembutuhkan desain dan perhatian khusus.

Peralatan-peralatan ini dan penunjangnya disebut

sebagai SWITCHGEAR , antara lain : bus bar,CB, disconnector, PT, CT, dsb.



Klasifikasi Gardu Induk

outdoor : trafo, switchgear, dll di tanah yang

luas ( switchyard )

indoor : semua peralatan di dalam gedung semi outdoor : sebagian peralatan di luar

gedung

underground : semua peralatan di bawahtanah

mobile : untuk keperluan darurat



Fasilitas dan Peralatan G.I.

Transformer utama

Switchgear

Panel pengendali ( switchboard )

Peralatan ukur

Peralatan proteksi

Peralatan komunikasi

Peralatan pembantu (auxillary)



Layout Bus Bar Switchgear

Single Bus

Multiple Bus

Ring Bus



Single Bus Bar



Double Bus Bar



Ring Bus Bar



Transformer / Trafo

Trafo 3 fasa :

1 x 3 fasa

3 x 1 fasa Kumparan Trafo pada G.I. Step-Up :

primer : tegangan generator (Y)

sekunder : tegangan transmisi (Δ) tersier : untuk beban auxiliary(Δ)



Transformer / Trafo

Yang perlu diperhatikan pada trafo T.T. :

isolasi kumparan

media pendingin respon terhadap surge



Transformer (Trafo)



Power Transformer



Dry-Type Transfomer



Pendinginan Trafo

Pendingin Simbol

Minyak mineral dng titik api ≤ 300 0C O

Zat cair sintetik lain L

Gas dng titik api < 300 0C G

Udara A

Air W

Sirkulasi Pendingin Simbol

Sirkulasi natural (alami) N

Sirkulasi forced F



Minyak trafo

Kekuatan listrik (isolasi) tinggi

Transfer panas yang bagus

gravitasi spesifik rendah

kekentalan rendah, dapat mengalir dng mudah

suhu titik cair rendah dan titik didih tinggi

tidak bersifat korosif thd bahan insulasi dan

struktur

sifat kimia yang stabil dlm jangka waktu lama



Minyak trafo

Visual Minyak nampak jernih dan tidak mengandung endapan

Kerapatan pd 270C 0,89 gram/cm3

Titik didih min. 104

o

CTitik cair max. -10 oC

Angka kenetralan 0,03 mg KOH/g (non-korosif)

Kekuatan listrik min. 30 kV (rms)

tan δ 0,005

Resistivity 27 oC 500 x 1012 cm

Kestabilan oksidasi 0,40 mg KOH/g

Kandungan air 50 ppm



Circuit Breaker

Untuk membuka/menutup rangkaian baik

dalam kondisi normal maupun pada kondisi

gangguan.



Pemilihan Circuit Breaker

Tegangan maksimum operasi

Arus maksimum operasi

Arus short-circuit maksimum

Frekuensi sistem

Durasi arus short-circuit

Kondisi lingkungan



Circuit Breaker

Jenis - Jenis CB :

Oil CB

Air Blast CB SF6 CB

Vacuum CB



Oil Circuit Breaker



Pembukaan Oil CB (1/4)



Air Blast CB



Konfigurasi Air Blast CB



Air Blast CB



Mengapa Berbagai Tipe CB ?

Media Isolasi

Pemadaman Busur Api (Arc)

→ Arus dihilangkan bila mencapai nilai 0.



Tegangan pembukaan CB



Arus pada pembukaan CB



Restriking Voltage



Pemutusan arus CB



Disconnector (Pemisah)

Tidak dapat memutuskan arus, jadi

pembukaan dan penutupan harus dilakukan

setelah CB terbuka ! Untuk menjamin tidak terjadi kesalah

dilakukan mekanisme interlock

Pemilihan disconnector antara lain berdasarkan lokasi dimana akan dipakai



Rotary disconnector

1 Rotating base

2 Frame

3 Insulator

4 Rotating head

5 Swivel arm

6 High-Voltage terminal

7 Actuator

8 Earthing Switch



3-column rotary disconnector

1 Swivel Base

2 Frame

3 Fixed Insulator

4 Rotating insulator

5 Contact arm

6 High-Voltage terminal

7 Operating mechanism

8 Earthing Switch



Single-column (pantograph) disconnector

1 Rotary bearing

2 Frame

3 Post insulator 4 Rotating insulator

5 Pantograph

6 Gearbox7 Operating mechanism

8 Earthing switch

9 Suspended contact



2-column vertical center-break disconnector

1 Rotary bearing

2 Frame

3 Post insulator 4 Rotary insulator

5 Contact arm

6 High-voltage terminal7 Operating mechanism

8 Gearbox



Earthing Switch



CT (Trafo Arus)



Oil-filled C.T.



Oil-filled CT



Cascading Oil-filled CT



Capacitor Voltage Transformer (CVT)



CVT



Ground Wire



Lightning Rod



Surge

Surge : Energi merambat di kawat

Petir

Switching

Surge menjalar (gelombang

berjalan) di kawat transmisi

→ menuju G.I. !!!



Spesifikasi Surge

0,1 Ep

0,5 Ep

0,9 Ep

Ep

t1t2

puncak

muka ekor

kaki waktu

Spesifikasi : t1 / t2

Impulse petir standar :

1.2 / 50 us

Impulse hubung standar

250 / 2500 us



BIL (Basic Impulse Insulation Level)

SISTEM TEGANGAN (kV) BIL TRAFO (kV) BIL CIRCUIT BREAKER (kV)

46/48.3 250 250

69/72.5 350 350

115/121 450 550

138/145 550 650

161/169 650 750

230/242 750 900

362 1050 1300

550 1300 1800

800 1800 2050

Kekuatan listrik isolasi peralatan (trafo, CB, bushing, arrester, dll) terhadap

impuls petir standar 1.2 / 50 us. (merupakan harga tegangan puncak)



BSL (Basic Switching Insulation Level)

SISTEM TEGANGAN (kV) BSL TRAFO (kV) BSL CIRCUIT BREAKER (kV)

46/48.3 - -

69/72.5 - -

115/121 375 -

138/145 460 -

161/169 540 -

230/242 620 -

362 870 825

550 1180 1175

800 1500 1425

Kekuatan listrik isolasi peralatan (trafo, CB, bushing, arrester, dll) terhadap

impuls hubung standar 250 / 2500 us. (harga tegangan puncak)



Arrester



Karakteristik Arrester

Sparkover Voltage

Discharge Voltage

Sparkover

Voltage

Discharge

Voltage

kV

uS



Arrester

Memotong Tegangan Lebih



GIS Switchgear

Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi

Documents

Transcript of Topik Khusus - Peralatan Tegangan Tinggi