TUGAS 1

MATA KULIAH TEKNIK TEGANGAN TINGGI

NAMA DOSEN : Hasbullah. S.Pd., MT.

DISUSUN OLEH : Irfan Firnandi (1103638)

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO S1

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

BANDUNG

JULI, 2013

Soal

1. Jelaskan komponen utama saluran transmisi beserta fungsinya (dengan gambar) !2. Jelaskan perbedaan saluran transmisi AC dan DC serta SUTT dan SKTT !3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan breakdown voltage, corona dan partial discharge !4. Saluran transmisi 3 phasa berjarak 60 Km 70 KV dengan R= 0.3/km , x= 0.8/km dan y= j5x10 -6.

Saluran transmisi tersebut mensuplai beban 30 MW dengan Pf= 0.8 lagging. Jika diketahui tengan diujung beban adalah 70 KV. Hitunglaha. Tegangan pada ujung kirimb. Daya pada ujung kirimc. Efisiensi transmisi

Jawaban

1) komponen-komponen utama dari saluran transmisi, terdiri dari:

a) MENARA TRANSMISI atau tiang transmisi, beserta pondasinya.Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang bisa berupa menara baja, tiang baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu. menurut penggunannya diklasifikasikan menjadi:i) Tiang baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu, umumnya digunakan untuk saluran-

saluran transmisi dengan tegangan kerja yang relatif rendah (dibawah 70 kV).ii) Menara baja, digunakan untuk saluran transmisi yang tegangan kerjanya tinggi (SUTT) dan

tegangan ekstra tinggi (SUTET).

menara baja itu sendiri diklasifikasikan berdasarkan fungsinya, menjadi:a. menara dukung.b. menara sudut.c. menara ujung.d. menara percabangan.e. menara transposisi.

b) ISOLATORJenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas.menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan menjadi:a. isolator jenis pasak.b. isolator jenis pos-saluran.c. isolator gantung.

Isolator jenis pasak dan isolator jenis pos-saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan kerja relatif rendah (kurang dari 22-33 kV), sedangkan isolator gantung dapat digandeng menjadi rentengan/rangkaian isolator yang jumlahnya dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

c) KAWAT PENGHANTAR (KONDUKTOR)

Jenis-jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah:a. tembaga dengan konduktivitas 100% (Cu 100%)b. tembaga dengan konduktivitas 97,5% (Cu 97,5%)c. aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%)

Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengankawat penghantar aluminium, karena konduktivitas dan kuat tariknya yang lebih tinggi.tetapi juga memiliki kelemahan, yaitu untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dan lebih mahal dari aluminium. oleh karena itu dewasa ini kawat penghantar aluminium telah mulai menggantikan kedudukan kawat penghantar tembaga.

Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium, digunakan campuran aluminum (aluminium alloy). Untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

Kawat penghantar aluminium, terdiri dari berbagai jenis, dengan lambang sebagai berikut:i) AAC (All-Aluminium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari

aluminium.ii) AAAC (All-Aluminium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat

dari campuran aluminium.iii) ACSR (Aluminium Conductor, Steel-Reinforced), yaitu kawat penghantar aluminium berinti

kawat baja.iv) ACAR (Aluminium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar aluminium yang

diperkuat dengan logam campuran.

d) KAWAT TANAHKawat tanah atau "ground wires" juga disebut kawat pelindung (shield wires), gunanya untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat-kawat fasa terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa, sebagai kawat tanah umumnya digunakan kawat baja (steel wires) yang lebih murah, tetapi tidak jarang digunakan ACSR.

2) SALURAN TRANSMISI ACDalam system AC, penaikan dan penurunan tegangannya sangat mudah dilakukan dengan bantuan transformator dan juga memiliki 2 sistem, sistem fasa tunggal dan sistem fasa tiga sehingga saluran transmisi AC memiliki keuntungan lainnya, antara lain:a. daya yang disalurkan lebih besarb. nilai sesaatnya konstan, danc. mempunyai medan magnet putar

selain keuntungan-keuntungan yang disebutkan diatas, saluran transmisi AC juga memilik kerugian, yaitu: tidak stabil, isolasi yang rumit dan mahal (mahal disini dalam artian untuk menyediakan suatu isolasi yang memang aman dan kuat).

SALURAN TRASNMISI DCDalam saluran transmisi DC, daya guna atau efesiensinya tinggi karena mempunyai factor daya = 1, tidak memiliki masalah terhadap stabilitas terhadap system, sehingga dimungkinkan untuk penyaluran jarak jauh dan memiliki isolasi yang lebih sederhana.

SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT) 30 KV – 150 KV• Tegangan operasi antara 30 KV sampai dengan 150 KV.• 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 digantikan oleh tanah sebagai saluran kembali.• Apabila kapasitas daya yang disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari dua atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut Bundle Conductor.• Jika transmisi ini beroperasi secara parsial, jarak terjauh yang paling efektif adalah 100 km.• Jika jarak transmisi lebih dari 100 km maka tegangan jatuh (drop voltaje) terlalu besar, sehingga tegangan diujung transmisi menjadi rendah.• Untuk mengatasi hal tersebut maka sistem transmisi dihubungkan secara ring system atau interconnection system. Ini sudah diterapkan di Pulau Jawa dan akan dikembangkan di Pulau-pulau besar lainnya di Indonesia.

SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (SKTT) 30 KV – 150 KVSKTT dipasang di kota-kota besar di Indonesia (khususnya di Pulau Jawa), dengan beberapa pertimbangan :• Di tengah 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.

Jenis kabel yang digunakan:• Kabel yang berisolasi (berbahan) Poly Etheline atau kabel jenis Cross Link Poly Etheline (XLPE).• Kabel yang isolasinya berbahan kertas yang diperkuat dengan minyak (oil paper impregnated).

Inti (core) kabel dan pertimbangan pemilihan:• Single core dengan penampang 240 mm2 – 300 mm2 tiap core.• Three core dengan penampang 240 mm2 – 800 mm2 tiap core.• Pertimbangan fabrikasi.• Pertimbangan pemasangan di lapangan.

Kelemahan SKTT:• Memerlukan biaya yang lebih besar jika dibanding SUTT.• Pada saat proses pembangunan memerlukan koordinasi dan penanganan yang kompleks, karena

harus melibatkan banyak pihak, misal : pemerintah kota (Pemkot) sampai dengan jajaran terbawah, PDAM, Telkom, Perum Gas, Dinas Perhubungan, Kepolisian, dan lain-lain.

3) BREAKDOWN VOLTAGEIstilah ini bisa berarti gangguan pada sebuah sirkuit listrik. Kegagalan listrik bisa pula berarti berkurangnya hambatan dengan amat pesat pada sebuah isolator elektrik yang menyebabkan lompatan bunga api listrik di sekeliling atau di sepanjang isolator. Peristiwa ini bisa hanya bersifat sementara, atau bisa pula menyebabkan pengosongan busur elektrik yang berlangsung terus-menerus jika piranti pelindung gagal merintangi arus dalam sebuah sirkuit daya tinggi.

CORONACorona adalah bentuk partial discharge yang terjadi pada medium gas disekitar conductor yang jauh dari isolasi padat maupun cair. ‘Corona’ tidak bisa digunakan sebagai terminology umum dari semua bentuk partial discharge.

PARTIAL DISCHARGESPartial discharges adalah merupakan akibat dari konsentrasi electrical stress pada satu lokasi didalam atau pada permukaan isolasi. Secara umum discharges terlihat sebagai pulsa/sinyal dengan durasi jauh lebih kecil dari 1μs. Bentuk yang lebih kontinyu mungkin terjadi, seperti contoh yang biasa dikenal sebagai pulse-less discharges pada dielektrik gas.

4) Diketahui :

Saluran 3 phasa V= 70 KV = 70 x 103 V X= 0,8Ω/kmS= 60 Km R= 0,3Ω/km Y= j5 x 10-6

Pf = 0,8 lag P= 30 MW = 30 x 106 KW

Ditanyakan :

a. Tegangan pada ujung kirimb. Daya pada ujung kirimc. Efisiensi transmisi

Jawab :

VR = 70√3

= 40,414 KV = 40.414 V(line to neutral)

IR = P

√3×V × cosθ =

30.000

√3×70×0,8 = 309,294 KA = 309.294, -25,84˚ A

Z = R + x = (0.3 x j0.8) x 60 = 18 + j0.8 Ω =18.01 , 2.54˚ Ω

a.VS = VR + I.Z = 40.414 + (309.294, -25,84˚ x 18.01 , 2,54˚)

= 40.414 + (5.570.384,94, -23,3˚)= 40.414 + (5153217,983 – j2219326,287)= 5193631,983 - j2219326,287

= 5647939,655, -23,137˚ V= 5647939,655 Vp = 9782518,441 Vl

b.P= √3×Vs× I× cosθ = √3×5647939,655×309.294× Cos (2,703)

= 3022 MW

c. ƞ¿PrPs

= 303022

= 0.99 %