TUGAS SISTEM DISTRIBUSI

OLEH :

MUHAMMAD BOBBY FADILLAH1007121567

PRODI TEKNIK ELEKTRO S1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2013

Efek peninggian tegangan saluran transmisi terhadap

a. Berat tembaga saluran yang di gunakan

Kawat konduktor yang dipasang antara dua titik struktur pendukung menara transmisi tidak

akan berbentuk suatu garis lurus horizontal, melainkan akan membentuk suatu andongan (sag).

Besar andongan tergantung dari suhu udara sekeliling saluran. Pada siang hari, karena terik

panas matahari, kawat juga akan menjadi panas dan sedikit memanjang dan andongan akan

menjadi lebih besar sebaliknya pada malam hari dengan kondisi udara yang lebih dingin, kawat

akan menjadi lebih pendek sehingga mengencang dan andongan akan mengecil. Andongan dan

tegangan tarik pada konduktor merupakan dua hal yang sangat penting dipertimbangkan pada

saluran transmisi dan saluran distribusi hantaran udara (overhead) karena tegangan tarik pada

konduktor dapat menambah beban mekanik pada menara transmisi. Apabila tegangan tarik

terlalu besar maka dapat menyebabkan kegagalan mekanik pada konduktor itu sendiri. Faktor

yang mempengaruhi andongan dan tegangan tarik pada konduktor adalah :

Berat konduktor per satuan panjang

Span (jarak antara dua menara transmisi)

Temperatur

Tegangan konduktor

Apabila sebuah kawat konduktor direntangkan di antara dua buah titik A dan B maka

kawat tersebut akan mengikuti garis lengkung AB yang karena beratnya sendiri akan

melengkung ke bawah. Besar lengkungan ini akan sangat tergantung pada berat dan panjang

kawat. Berat kawat ini yang akan menimbulkan tegangan tarik, kg/mm2, pada penampang

kawat tersebut. Jika tegangan tarik kawat besar dapat menyebabkan kawat putus, atau dapat

merusak tiang pengikat kawat tersebut.

Berat pada konduktor tergantung pada beberapa faktor

berikut :

Berat konduktor itu sendiri

Berat karena adanya es atau salju yang lengket pada kawat.

Berat karena adanya tekanan angin.

Menurut hukum Stokes, adanya beban tegangan tarik ini akan mengakibatkan

bertambah panjangnya kawat sesuai dengan modulus elastisitasnya. Apabila modulus

elastisitasnya kecil, pemuluran kawat menjadi tinggi. Perubahan panjang kawat yang kecil

mempunyai efek yang besar terhadap andongan dan tegangan tarik kawat. Hallain yang akan

mengakibatkan pertambahan panjang adalah pemuaian karena suhu yang tinggi yang timbul

pada konduktor. Suhu yang tinggi ini dapat diakibatkan oleh banyak hal, salah satunya adalah

karena timbulnya rugirugi tembaga berupa panas yang disebabkan oleh arus beban pada kawat

penghantar. Panjang kawat akan tergantung pada panjang gawang (jarak antara dua menara

transmisi) dan besarnya andongan yang diijinkan. Sedangkan andongan itu sendiri tergantung

pada panjang kawat, tegangan tarik dan temperatur dimana ketiga besaran tersebut akan saling

mempengaruhi satu sama lain. Tegangan kerja dari kawat konduktor yang

digunakan untuk saluran transmisi tenaga listrik umumnya tinggi maka andongan kawat yang

terlalu besar akan dapat menimbulkan bahaya bagi semua objek yang berada di bawahnya dan

juga kawat konduktor itu sendiri. Andongan minimum dan maksimum yang mungkinterjadi

pada saluran transmisi dapat dilihat pada Gambar 1.Menurut standar Perusahaan Listrik Negara

untuk saluran transmisi 150 kV, tinggi kawat diatas tanah adalah 9 meter, jadi andongan

maksimum yang dapat terjadi apabila tinggi menara transmisi 21 meter adalah 12 meter.

Sedangkan untuk tegangan tarik maksimum sebesar 1800 kg. Ada dua batasan harga untuk

merentangkan suatu kawat yaitu:

Tegangan tarik tidak boleh melebihi tegangan tarik yang diijinkan pada keadaan

apapun. Tegangan tarik maksimum akan terjadi pada saat temperature terendah

dan ada beban angin.

Jarak kawat ke tanah tidak boleh lebih kecil dari jarak terkecil. Andongan

terbesar terjadi pada saat temperatur maksimum dan pada beban maksimum.

Penelitian mengenai andongan dan tegangan tarik telah banyak dilakukan antara lain,

tentang perubahan arus terhadap tegangan tarik dan andongan yang dilakukan]. Hasil

penelitian mereka menunjukkan pembebanan arus saluran akan menyebabkan kenaikan

temperatur konduktor sebesar 125.94% pada temperature maksimum sehingga mengakibatkan

kenaikan andongan bertambah besar, dan semakin panjang jarak span di antara dua menara

maka semakin tinggi nilai andongan yang terjadi. Migiantoro melakukan penelitian terhadap

konduktor TACSR, yaitu penghantar aluminium tahan panas yang mampu dioperasikan sampai

150oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan konduktor TACSR meningkatkan

kemampuan hantar arus sekitar 41,20% akan tetapi berpengaruh pada kenaikan andongan

sekitar 16,44%. Untuk daerah Banda Aceh, mengenai analisis dampak arus kawat terhadap

tegangan tarik dan andongan pada saluran menengah 20 kV dengan metode caternary dan

rulling span di Banda Aceh dan Aceh Besar, yang hasil penelitiannya menyimpulkan dengan

adanya perubahan arus saluran dari 58,48 Ampere menjadi 75,05 Ampere mengakibatkan

terjadinya peningkatan andongan sebesar 41,37% dan penurunan tegangan tarik sebesar 4,2%.

Andongan dan tegangan tarik selain dipengaruhi oleh faktor internal, juga dipengaruhi oleh

faktor eksternal.

Faktor-faktor eksternal terdiri dari:

Temperatur

Tekanan angin

Abu (terdapat di daerah gunung berapi dan di daerah industri tetapi

pengaruhnya terhadap karakteristik mekanis kecil dan dapat diabaikan).

Salju dan es, untuk di Indonesia tidak perlu diperhatikan.

Selain keempat faktor yang telah disebutkan di atas, kondisi topografi suatu wilayah

juga mempengaruhi besar andongan suatu penghantar. Berdasarkan topografi perhitungan

andongan dapat dibedakan menjadi dua yaitu untuk permukaan rata (sama tinggi) dan tidak

rata (tidak sama tinggi).

b. Efisiensi Saluran

Pusat pembangkit listrik biasanya terletak jauh dari pemukiman atau pelanggan. Sehingga listrik yang dihasilkan pusat pembangkit listrik perlu ditransmisikan dengan jarak yang cukup jauh. Transmisi energi listrik jarak jauh dilakukan dengan menggunakan tegangan tinggi, dengan alasan sebagai berikut:

Transmisi energi listrik jarak jauh

1. Bila tegangan dibuat tinggi maka arus listriknya menjadi kecil.2. Dengan arus listrik yang kecil maka energi yang hilang pada kawat transmisi (energi

disipasi) juga kecil.3. Juga dengan arus kecil cukup digunakan kawat berpenampang relatif lebih kecil,

sehingga lebih ekonomis.

Energi listrik atau daya listrik yang hilang pada kawat transmisi jarak jauh dapat dihitung dengan persamaan energi dan daya listrik sebagai berikut:

W = energi listrik (joule)I = kuat arus listrik (ampere)R = hambatan (ohm)t = waktuP = daya listrik (watt)

Transmisi energi listrik jarak jauh menggunakan tegangan tinggi akan mengurangi kerugian kehilangan energi listrik selama transmisi oleh disipasi.

Contohnya daya listrik 2 MW ditransmisikan sampai jarak tertentu melalui kabel berhambatan 0,01 ohm. Hitung daya listrik yang hilang oleh transmisi tersebut, jika:

1. menggunakan tegangan 200 Volt,2. menggunakan tegangan 400 kiloVolt ?

Penyelesaian:Diketahui: P = 2 MW = 2.106 watt R = 0,01 ohm

Ditanyakan: a. Philang pada tegangan 200 Volt = ........... ? b. Philang pada tegangan V= 4.105 volt = ........... ?

Jadi, energi yang hilang di perjalanan setiap detiknya 106 watt. Nilai ini sangat besar karena setengah dayanya akan hilang.

Jadi, energi yang hilang di perjalanan setiap detiknya hanya 0,25 watt

c. Drop Tegangan Saluran

Jatuh tegangan adalah selisih antara tegangan ujung pengiriman dan tegangan ujung

peneriman. Jatuh tegangan disebabkan oleh hambatan dan arus. Pada saluran bolak-balik

besarnya tergantung dari impedansi dan admintansi saluran serta pada beban dan faktor daya.

Rugi tegangan dapat dinyatakan dengan persamaan 1:

∆V = Is x(Rs + jXs) (1)

= I x Z

dengan :

I = Arus (A)

Z = Impedansi (Ω)

∆V = Vs - Vr. (2)

dengan :

∆ V = drop tegangan (V)

V s = teganagn kirim (V)v

Vr = tegangan terima (V)

Maka besar nilai persentase (%) rugi tegangan adalah :

∆V (%) =∆VV

x 100% (3)

dengan :

∆ V (%) = Rugi Tegangan dalam % (V)

V = Tegangan kerja (V)

∆V = Rugi tegangan (V)

Penurunan tegangan maksimum pada beban penuh, yang dibolehkan dibeberapa titik

pada jaringan distribusi adalah (SPLN 72 :1987) :

1. SUTM = 5 % dari tegangan kerja bagi sistem radial

2. SKTM = 2 % dari tegangan kerja pada sistem spindel dan gugus.

3. Trafo distribusi = 3 % dari tegangan kerja

4. Saluran tegangan rendah = 4 % dari tegangan kerja tergantung kepadatan beban.

5. Sambungan rumah = 1 % dari tegangan nominal.