ABSTRAK Kereta Rel Listrik merupakan salah satu alat transportasi yang sangat penting untuk wilayah jabotabek. Setiap tahun para pengguna KRL terus meningkat, oleh karena itu jumlah Kereta Rel Listrik terus ditingkatkan dan ini harus diimbangi pula dengan peningkatan penyediaan daya pada listrik aliran atasnya. Listrik aliran atas adalah suatu jaringan litrik 1500 volt DC yang terdiri atas gardu listrik dan jaringan listrik aliran atas (saluran atas) dan dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber ke beban yaitu kereta Rel Listrik. Perhitungan daya listrik aliran atas dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan menggunakan rumus empiris yang merupakan hasil percobaan. Dengan perhitungan tersebut dapat ditentukan berapa kapasitas daya ideal setiap gardu listrik dan dapat menentukan letak kritis antara Duri – Tangerang.
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Kereta rel listrik merupakan salah satu sarana transportasi yang sangat penting untuk wilayah Jabotabek. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan wilayah Jabotabek yang sangat pesat dari segi pembangunan maupun dari segi pertumbuhan penduduknya. Kereta rel listrik merupakan salah satu alternatif sarana transportasi yang paling cocok di wilayah Jabotabek karena :
1. Dapat mengangkut penumpang dalam jumlah yang cukup banyak yaitu lebih dari 1000 orang untuk setiap rangkaian keretanya. Hal ini sesuai dengan studi standarisasi kereta rel listrik tahap II (lanjutan) dan kereta diesel dari Departemen Perhubungan bulan Maret tahun 1987. 2. Letak stasiun pemberhentian kereta yang berada pada pusat-pusat kegiatan masyarakat Jabotabek. 3. Polusi udara yang dihasilkan relatif kecil jika dibandingkan dengan sarana transportasi lainya.
Dengan beberapa alasan diatas maka jumlah armada kereta rel listrik terus ditingkatkan. Peningkatkan jumlah kereta rel listrik harus diimbangi pula oleh penyediaan suplai daya pada listrik aliran atasnya.
1
Listrik aliran atas merupakan salah satu istilah yang digunakan oleh perusahaan kereta api yang ada di Indonesia khususnya yang berada di wilayah Jabotabek untuk suatu jaringan listrik DC yang terdiri dari gardu listrik dan jaringan listrik (saluran atas) yang dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber kebeban yaitu kereta rel listrik (KRL).
Kondisi listrik aliran atas yang ada di Jabotabek memang masih bisa untuk mensuplai kereta rel listrik yang beroperasi pada saat ini, tetapi dengan peningkatan permintaan dari pasar atau dengan pertambahan jumlah armada kereta rel listrik dari tahun ke tahun, maka kapasitas daya dari gardu listrik yang telah ada sudah tidak mencukupi lagi. Untuk itu pemecahan dari masalah tersebut adalah antara lain dengan:
1. Penambahan kapasitas daya gardu listrik aliran atas yang ada di wilayah jabotabek saat ini. 2. Penambahan kapasitas daya gardu listrik yang hanya disesuaikan dengan kebutuhan.
Untuk itu, dalam tugas akhir ini penulis akan membahas permasalahan tersebut diatas dengan mengambil judul
“ANALISA PERHITUNGAN KAPASITAS
DAYA GARDU TRAKSI PADA JALUR DURI-TANGERANG”.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya kapasitas daya listrik yang dibutuhkan antara lain:
2
1. Jumlah kereta rel listrik maksimal yang beroperasi pada satu petak jalan. 2. Kapasitas daya gardu listrik yang tersedia saat ini. 3. Jarak antara gardu pada suatu petak jalan.
1.2 Maksud Dan Tujuan Penelitian Tujuan utama dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1.Untuk mengetahui kebutuhan dan besarnya kapasitas daya gardu listrik yang digunakan untuk menyuplai daya listrik ke kereta rel listrik jalur Duri-Tangerang.
2.Mengetahui letak titik-titik kritis dari masing-masing petak jalan yang ada di jalur Duri-Tangerang sehingga dapat dicarikan solusi untuk mengatasinya.
1.3 Pembatasan Masalah Permasalahan pada listrik aliran atas di wilayah Jabotabek sangat banyak dan cukup menarik untuk dibahas, namun dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis hanya akan membahas hal -hal sebagai berikut :
1. Besarnya daya gardu listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan armada kereta rel listrik. 2. Headway hanya untuk 15 menit, 10 menit dan 5 menit. 3. listrik aliran atas. 4. Jalur kereta yang ditinjau adalah jalur Duri-Tangerang saja.
3
1.4 Metode Penelitian Metode yang dilakukan oleh penulis alam penelitian ini adalah:
a). Studi Kepustakaan. Yaitu penulis melakukan studi kepustakaan di perpustakaan dengan membaca buku-buku dan sumber bacaan lain yang menunjang penulisan.
b). Studi Lapangan. Yaitu penulis melakukan studi lapangan dengan terjun langsung ke gardu listrik Duri dan gardu listrik Grogol, dan untuk mendukung data-data tersebut maka penulis banyak mengambil data dari:
1. Data kereta rel listrik pada saat pengujian dan pada saat operasional ( Hasil uji coba yang pernah dilakukan oleh pusat perencanaan dan pengembangan PT. KAI ).
2. Data yang ada pada gardu litrik Duri dan Grogol. 3. Data komponen yang ada di lapangan ( jalur Duri - Grogol ). 4. Data teknis dari PT. KAI DAOP I Jakarta unit seksi dan sarana.
4
1.5 Sistematika Penulisan Laporan BAB I
PENDAHULUAN Berisi mengenai latar belakang masalah, pembatasan masalah, maksud dan tujuan penulisan, metode penulisan laporan dan sistematika penulisan laporan.
BAB II
LANDASAN TEORI Berisi mengenai kerangka pemikiran atau dasar teori dari penelitian tersebut dan dijelaskan pula teori-teori atau data teknis yang mendukung penelitian tersebut.
BAB III
DATA LAPANGAN LISTRIK ALIRAN ATAS Berisi tentang data lapangan mengenai listrik aliran atas yang diambil dari lapangan sampai penulisan ini selesai.
BAB IV
ANALISA PERHITUNGAN Berisi tentang analisa perhitungan data lapangan dan perhitungan secara teori untuk menentukan kapasitas daya ideal sebuah gardu traksi DuriTangerang.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan dari hasil penelitian tersebut yang digunakan sebagai sarana penyelesaian masalah.
5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Silicon Contreled Rectiefier (SCR).
Silicon Controlled Rectifier (SCR) yang di maksud dalam Tugas Akhir ini adalah konverter penuh tiga fasa Konverter penuh tiga fasa secara ekstensif digunakan pada banyak aplikasi industri hingga level daya 120 KW dengan daerah operasi dua kuadran. Gambar 2.1. memperlihatkan rangkaian jembatan konverter penuh tiga fasa.
D3
D1
D5
Van
0 Vcn
Vbn
Beban D6
D4
D2
Gbr 2.1. konverter penuh jembatan 3 fasa
Jembatan tiga fasa ini akan memberikan tegangan keluaran 6 pulsa dimana tiap pulsa mewakili masa konduksi tiap dioda yaitu sebesar 60 0 atau π / 3.
6
Diagram pulsa bentuk gelombang dan masa konduksi dioda dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.2. Bentuk gelombang dan waktu konduksi dioda
Besarnya tegangan keluaran dari converter penuh tiga fasa ini dapat dilihat pada persamaan berikut :
Vdc =
ΙT ∫ Vm sin ωt dωt T0
Vdc =
Ι 2π / 3 ∫ Vs sin ωt dωt π / 3 π /3
Vdc =
3 . 2.Vs
π
(1)
(− cos ωt d ωt )π2π/ 3/ 3
7
Vdc =
3. 2.Vs
Vdc =
3. 2.Vs
Vdc =
3. 2.Vs
Vdc =
3. 2.Vs
π
π
π
π
(− cos π / 3 − cos 2π / 3)
(0,5 − (0,5) )
(Ι )
= 1,35047Vs
2.2. Perhitungan kebutuhan arus total. I = IMT + Iaux
(2)
Dimana : I
= arus total satu set kereta
IMT = arus motor traksi pada satu set kereta Iaux = arus tambahan untuk peralatan Bantu (diasumsikan = 200 A)
8
2.3. Perhitungan kapasitas gardu traksi ideal untuk tiap jam pada suatu petak jalan bedasarkan rumus empiris.
Y = C . D . ( 60/H ) . N . Po ( W/1000 )
(3)
Dimana :
Y = Beban lebih dalam waktu satu jam
C = Susunan kereta
D = Jangkauan beban gardu listrik
N = Jumlah KRL yang beroperasi per jam pada lintas yang bersangkutan
W = Berat satuan KRL termasuk penumpang
H = Headway
Po = Konsumsi daya listrik spesifik (Wh/ton-km)
2.4. Transformator Daya. 2.4.1. Prinsip kerja. Transformator merupakan suatu alat listrik
statis yang digunakan untuk
memindahkan daya dari suatu rangkaian ke rangkaian lain, dengan mengubah tegangan tanpa mengubah frekuensi. Dalam bentuknya yang paling sederhana transformator terdiri atas dua kumparan dan satu induktansi mutual. Kumparan
9
primer adalah kumparan yang menerima daya sedangkan kumparan sekunder tersambung pada beban. Kedua kumparan dililit pada satu inti yang tcrdiri atas material magnetik berlaminasi.
Landasan fisik transformator adalah induktasi mutual (timbal balik) antara kedua rangkaian yang dihubungkan oleh suatu fluks magnetik bersama yang melewati suatu jalur dengan relaktansi rendah (gambar 2.3.) kedua kumparan memiliki induktansi mutual yang tinggi. Jika satu kumparan disambung pada suatu sumber tegangan bolak-balik, maka suatu fluks bolak balik terjadi di dalam inti berlaminasi, yang sebagian besar akan mengait pada kumparan lainnya. Dan didalamnya akan terinduksi suatu gaya gerak listrik (ggl) yang sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik faraday, yaitu:
e = −N
dφ dt
(4)
Dimana:
e = Gaya gerak listrik yang di induksikan
N = Jumlah lilitan
Bilamana rangkaian sekunder ditutup, maka akan mengalir arus, dan dengan demikian maka energi listrik dipindah sepenuhnya secara magnetik dari kumparan primer ke kumparan sekunder.
10
Gambar 2.3. Skema prinsip transformator dengan kumparan primer dan sekunder serta rangkaian magnetiknya
2.4.2. Transformator Ideal.
Pada transformator ideal tidak terdapat rugi-rugi, yaitu kumparan-kumparannya dianggap tidak memilki resistansi dan tidak terdapat kebocoran magnetik. Dengan kata lain transformator ideal terdiri atas dua kumparan yang bersifat induktif murni yang dibelitkan pada inti tanpa rugi-rugi. Bila kumparan primer transformator dihubungkan dengan sumber tegangan yang sinusoidal, maka akan mengalirlah arus primer yang sinusoidal pula. Arus primer ini akan menimbulkan fluksi φ yang sefasa dan juga berbentuk sinusoidal.
dimana:
φ = φ max sin ωt
(5)
11
Fluks sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induksi e1 yang tertinggal 90 0 .
dimana:
e1 = − N 1
dφ dt
e1 = − N 1
d (φ max sin ωt ) dt
(6)
e1 = − N 1ωφ max cos ωt
Harga efektifnya:
E1 =
N 12πfφ max 2
= 4,44 Nfφ max
(7)
Pada rangkaian sekunder, fluks bersama tadi akan menimbulkan teggangan induksi e2 dimana:
e2 = − N 2
dφ dt
e2 = − N 2
d (φ max sin ωt ) dt
(8)
e2 = − N 2ωφ max cos ωt
12
Harga efektifnya:
E2 =
N 2 2πfφ max 2
= 4,44 Nfφ max
(9)
2.5. Resistansi saluran.
Tiap konduktor listrik memberi perlawanan atau tahanan terhadap mengalirnya arus listrik dan hal ini dinamakan resistansi. Resistansi R suatu saluran konduktor dengan panjang L dan luas penampang A ditentukan oleh rumus sebagai berikut:
R=ρ
l ohm A
( 10 )
Dimana :
R = Resistensi
L = Panjang konduktor
A = penampang konduktor
ρ = Resistensi spesifik (tahanan jenis) konduktor yang tergantung dari jenis bahan dan suhu
13
dan tahanan jenis bahan konduktor ini akan berlainan pada suhu yang berlainan pula, hal ini dapat diwakilkan oleh persamaan:
ρ 2 = ρ1 [1 + α (t 2 − t1 )]
( 11 )
Dimana:
ρ1 = Resistansi spesifik pada suhu t1
ρ 2 = Resistansi spesifik pada suhu t 2 α = koefisien suhu material Nilai koefisien suhu juga tidak konstan dan tergantung dari suhu awal. Koefisien suhu itu pada t1 adalah:
α1 =
α0 1 + α 0 t1
( 12 )
Dimana:
α 0 = Koefisien suhu resitansi pada 0 0 C
14
BAB III DATA LAPANGAN LISTRIK ALIRAN ATAS
3.1. Pendahuluan Listrik aliran atas adalah suatu jaringan DC yang terdiri dari gardu listrik dan jaringan listrik aliran atas (saluran atas) yang dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk menyalurkan daya listrik dari sumber menuju beban yaitu kereta rel listrik (KRL), Jaringan ini dapat pula dikatakan sebagai saluran kontak atas untuk KRL dan pemasanganya terbatas hanya pada struktur jalur kereta yang dilewati KRL, jaringan listrik aliran atas biasanya terdiri dari dua jalur yang berfungsi untuk peningkatan keandalan. Dan karenanya pada listrik aliran atas terdiri dari bermacam-macam komponen, diantaranya adalah gardu listriknya sendiri, kawat trolly, hanger, kawat feder, dropper, kawat mesanger dan sebagianya yang kesemuanya itu saling mendukung satu sama lainya membentuk suatu sistem jaringan yaitu sistem jaringan listrik aliran atas. KRL mengambil daya dari listrik aliran atas ini dengan sebuah kontak geser yang disebut pantograph. Sedangkan kereta rel listrik adalah suatu alat transformasi darat yang berbentuk memanjang mengunakan jalur rel sebagai alat untuk jalan dan sumber energinya menggunakan listrik untuk menjalankan motor – motor di dalam peralatan kereta sehingga kereta bisa jalan.
15
3.2. Gardu Listrik Aliran Atas Duri dan Grogol Karena setiap gardu listrik aliran atas antara Duri – Tangerang memiliki fungsi dan tugas yang sama, maka kita ambil contoh untuk gardu listrik aliran atas Duri dan Grogol saja. Gardu listrik aliran atas khususnya untuk gardu Duri dan Grogol berfungsi untuk menyuplai daya listrik yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi kereta rel listrik. Gardu – gardu ini bertugas antara lain untuk: - Menurunkan tegangan 20 KV menjadi tegangan 1245 VAC dan kemudian disearahkan
menjadi tegangan 1750 VDC yang disalurkan melalui lisrik aliran
atas untuk menyuplai kereta rel listrik. - Menurunkan tegangan 20 KV menjadi 6 KV yang digunakan untuk menyuplai daya bagi peralatan control,sinyal,pintu perlintasan,dan lain – lain.
3.2.1. Peralatan Listrik Yang Terdapat Pada Gardu Listrik Duri dan Grogol. Untuk dapat mengubah tegangan AC 20 KV menjadi tegangan DC 1750 Volt, diperlukan komponen – komponen yang saling mendukung. Gardu listrik Duri dan Grogol memiliki fungsi yang sama yaitu menyediakan suplai daya untuk kereta rel listrik pada jalur antar Duri dan Grogol. Oleh karena fungsi kedua gardu ini sama persis, maka semua peralatan yang digunakan juga sama.Yang berbeda hanyalah kapasitas daya yang dibangkitkan oleh masing – masing gardu yaitu 3465 KW untuk gardu Duri dan 2425 KW untuk gardu Grogol. Peralatan – peralatan yang ada pada kedua gardu ini diantaranya adalah:
16
3.2.1.1. Trafo penurun tegangan utama Transformator adalah suatu peralatan listrik yang dapat menaikan tegangan (step up transformer ) dan menurunkan tegangan (step down transformer) tanpa merubah frekuensi yang ada. Pada Gardu terdapat Trafo penurun tegangan utama. Yang dimaksud dengan trafo penurun tegangan utama adalah trafo 3 phasa yang terdapat pada gardu listrik aliran atas dan berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 20 KV AC menjadi 1245 Volt AC.
3.2.1.2. Silicon Controlled Rectifier (SCR) SCR berfungsi untuk menyearahkan tegangan 1245 Volt AC menjadi tegangan 1750 Volt DC, sebab tegangan yang dibutuhkan untuk menyuplai daya ke KRL adalah 1750 Volt DC. Tegangan sebenarnya yang diijinkan untuk menyuplai KRL adalah 1200 Volt sampai 1900 Volt DC. Menurut perhitungan secara matematis, jika gelombang tegangan 3 phasa disearahkan dengan penyearah gelombang penuh maka tegangan out putnya adalah: Voutput =Vinput x 1,3504 Jadi untuk tegangan input 1245 V AC,akan menghasilkan tegangan output DC sebesar: Voutput = Vinput x 1,3504 Voutput = 1245 V x 1,3504 Voutput = 1750 Volt DC
17
Komponen utama dari penyearah ini yaitu SCR juga mempunyai kemampuan mengalirkan daya yaitu kapasitor SCR jika beban yang di suplai melebihi 100% adalah: -
100 % → kontinyu
-
150 % → 2 jam
-
200 % → 5 menit
-
300 % → 1 menit
( sumber data : PT. KAI (persero) DAOP 1 Jakarta unit listrik aliran atas remote control Manggarai ). Jadi sebaiknya pembebanan SCR tidak diatas 100 % dari kemampuanya menyalurkan daya agar kontinuitas penyaluran daya tetap terjaga atau kontinyu.
3.2.1.3. Pemutus Tenaga ( PMT ) Pemutus tenaga adalah perlengkapan gardu listrik yang berfungsi untuk memutus atau menghubungkan arus listrik tegangan tinggi atau menengah, klasifikasi Pemutus Tegangan (PMT) dibedakan berdasarkan pemadam busur api saat PMT memutus atau menghubungkan arus tinggi.
3.2.1.4. Pemisah ( PMS ) Pemisah adalah alat yang digunakan untuk menyatakan secara visual bahwa suatu peralatan listrik sudah bebas dari tegangan kerja, oleh karena itu pemisah tidak boleh dikeluarkan pada rangkaian listrik dalam keadaan berbeban untuk tujuan tertentu, pemisah penghantar atau kabel dilengkapi pemisah tanah. Umumnya
18
antara pemisah penghantar atau kabel pemisah tanah terdapat interlock dan terpasangnya interlock ini, kesalahan operasi dapat dihindarkan.
3.2.1.6. Panel Kontrol Panel kontrol ini berbentuk lemari yang mana didalamnya terpasang alat-alat kontrol operasi, meter-meter pengukuran serta relay perlindungan. Pada panel ini operator mengamati keadaan peralatan, melakukan operasi peralatan serta pengukuran tegangan dan arus, daya dan lain sebagainnya. Bila terjadi gangguan, panel hubung ini membuka pemutus beban secara otomatis melalui pengaman dan memisahkan bagian yang terganggu. Disamping itu pada panel kontrol dilengkapi denagan sistem pentanahan dengan mengunakan kabel pentanahan jenis SEFGBY dengan ukuran 70 mm2 dengan warna hijau. Bertujuan untuk mencegah dan mengantisipasi terjadinya arus bocor yang diakibatkan oleh induksi dalam panel itu sendiri.
3.2.1.7. Dissconecting Switch Dissconecting switch berfungsi untuk memutuskan atau memisahkan hubungan rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban.
3.2.1.8. Circuit Breaker (CB) CB berfungsi sebagai alat proteksi gangguan, baik itu gangguan beban lebih atau gangguan hubung singkat sehingga keamanan transformator dapat terjamin.
19
3.2.1.9. Relay Relay adalah suatu piranti baik elektronik maupun mekanik di rancang untuk mendeteksi suatu ketidak normalan pada peralatan listrik yang bisa membahayakan jika bahaya itu muncul maka relay secara otomatis memberikan sinyal untuk membuka atau memutus tenaga ( CB ) atau membandingkan suatau besaranbesaran yang diterima, misalkan arus, tegangan daya. Disamping sikring sebagai alat yang langsung dapat mengindera dan memutus secara langsung gangguan, maka relay pada prinsipnya hanya mengindera bentuk dan besar gangguan yang kemudian ditransmisikan dalam bentuk yang lain untuk menggerakan peralatan mekanisme pemutus yang bekerja atas dasar prinsip kerja hidrolis atau elektromagnetis. Relay disini adalah pemegang kunci keberhasilan dalam mendeteksi gangguan-gangguan atau perubahan listrik yang tidak normal. Kondisi relay seperti ini dapat digunakan sebagai alat pengindera atau pendeteksi dari bermacam-macam gangguan, yang dipadukan dengan peralatan mekanisme yang lain.Relay biasanya dinamai berdasarkan tranducernya, seperti: - Tranduser arus contoh releay arus lebih - Tranducer tegangan contoh relay tegangan lebih.
3.2.1.10. Over Current Relay Over Current Relay ini berfungsi untuk memproteksi peralatan – peralatan yang ada di gardu dari gangguan arus lebih akibat hubung singkat atau beban lebih.
20
3.2.1.11. Over Current Ground Relay Over current ground relay berfungsi untuk memproteksi peralatan yang ada di gardu dari gangguan hubung singkat ketanah.
3.2.1.12. Over Voltage Relay Relay ini berfungsi untuk memproteksi peralatan-peralatan yang ada di gardu dari gangguan tegangan lebih/kelebihan tegangan yang abnormal yang mungkin disebabkan oleh aliran arus ataupun malfungsi regulator tegangan otomatis.
3.2.1.13. Under Voltage Relay Under voltage relay berfungsi untuk memproteksi peralatan-peralatan yang ada di gardu dari gangguan tegangan kurang.
3.2.1.14. Fault Indikator Fault indicator ini berfungsi untuk memberitahukan kepada kita tentang kesalahankesalahan yang terjadi pada sistem dan biasanya ditunjukan dengan nyala lampu atau bunyi sirene.
3.2.1.15. Lighting Arrester Lighting Arrester berfungsi untuk melindungi peralatan-peralatan pada gardu listirk dari bahaya gangguan petir.
21
3.2.1.16. Trafo 3 Phasa 20/6 KV Trafo 3 phasa 20/6 KV berfungsi menurunkan tegangan 20 KV ke 6 KV yang digunakan sebagai sumber daya peralatan-peralatan atau instrumen tambahan seperti untuk peraltan kontrol,sinyal, pintu perlintasan dan lain-lain.
3.2.1.17. Baterai 80 cell, 96 Volt, 60 Ah beserta peralatan pengisianya Baterai 80 cell, 96 Volt, 60 Ah berfungsi sebagai sumber daya cadangan untuk peralatan-peralatan vital yang tidak boleh terputus daya listriknya seperti untuk peralatan sinyal antara stasiun. Pengukuran baterai ini dilakukan di gardu listrik. Baterai pada gardu listrik ini digunakan untuk menjaga apabila PLN mati untuk mensuplay daya ke sistem kontrolnya. Pengukuran baterai ini dilakukan tiap seminggu sekali. Banyak hal yang perlu diperhitungkan dan dirawat pada baterai ( per cell baterai ), yaitu: - Temperatur. - Berat jenis. - Tegangan. - Ketinggian larutan.
3.2.1.18. Peralatan pendingin (pendinginan udara dengan blower dan pendingin minyak ) Peralatan pendingin berfungsi untuk mendinginkan peralatan-peralatan yang ada di gardu agar tidak terjadi Over heat sehingga dapat digunakan dalam operasi yang panjang.
22
3.2.1.19. Bus bar Bus bar digunakan sebagai feeder utama panel.
3.2.1.20. Dan lain-lain (gambar single line diagramnya terdapat pada lampiran 1).
23
3.2.2. Hubung Antar Gardu Listrik Hubungan antara gardu yang satu dengan yang lainya adalah secara parallel. Gambar rangkaian gardu listrik aliran listrik yang bekerja secara paralel dapat dilihat pada gambar 3.1
Gbr 3.1. Kerja Paralel Gardu Listrik Duri Kepa – Grogol
24
Hal ini dibuat sedemikian rupa sehingga mempunyai beberapa keuntungan antara lain: -
Dalam satu petak jalan disuplai oleh dua buah gardu listrik.
-
Memudahkan dalam perwatan jaringan aliran atas.
-
Jika terjadi kerusakan disuatu daerah atau petak jalan tertentu, tidak terlalu berpengaruh terhadap gardu listrik disekitarnya.
-
Jika terjadi kerusakan atau gangguan pada salah satu gardu maka daerah yang disuplai oleh gardu tersebut masih mendapatkan suplai daya dari gardu lain yang berada disebelahnya.
Besarnya kapasitas dan lokasi masing – masing gardu yang ada di wilayah Jabotabek dapat dilihat pada lampiran 2 dan 3.
3.3. Komponen Utama Komponen utama yang dimaksud adalah kawat penghantar, kawat penghubung dan peralatan pengaman.
3.3.1. Kawat Trolly (Trolly Wire) Kawat trolly adalah kawat-kawat listrik yang digantung dengan ketinggian tertentu diatas permukaan rel dan berguna untuk mengalirkan daya listrik ke beban yaitu KRL. Jenis material kawat trolly adalah tembaga campuran dengan luas penampang 107 mm² buatan Jepang dan 100 mm² buatan Perancis. Kawat trolly harus diganti jika keausan atau luas penampang kawat sudah mencapai 2/3 (dua per tiga) dari luas penampang kawat dalam keadaan baru.
25
Cara penyaluranya adalah melalui kontak geser seperti yang terlihat pada gambar 3.2.
Gbr 3.2 cara penyaluran listrik ke beban kereta rel listrik
3.3.2
Kawat pemikul (Messanger)
Kawat pemikul adalah kawat baja pilin yang di galvanis dan berfungsi untuk menggantung kawat trolly melalui kawat penggantung atau hanger. Kawat pemikul mempunyai luas penampang 90 mm².
3.3.3. Kawat Fedeer Kawat feeder digunakan untuk mengalirkan daya listrik dari output gardu kekawat trolly melalui cabang penyulang (kawat penyulang).
3.3.4. Hanger Hanger adalah kawat penggantung yang terbuat dari besi atau baja tahan karat atau bahan campuran tembaga tergantung dari jenis dan bentuknya. Hanger berfungsi untuk menggantungkan kawat trolly pada kawat pemikul.
26
3.3.5. Droper Droper adalah alat yang digunakan untuk menggantung bagian – bagian dari kawat trolly yang tidak efektif (bagian kawat trolly yang tidak bersentuhan langsung dengan pantograph)
3.3.6. Konektor Konektor adakah suatu peralatan yang digunakan untuk menyambung kawat trolly dengan kawat trolly atau antara kawat pemikul dengan kawat pemikul sehingga sambunganya menjadi seragam.yang digunakan untuk menyambung kawat trolly.
Kawat tanah harus mempunyai kapasitas pelepasan yang besar, karena nilai puncak ketidaknormalan tegangan dapat berkurang bilamana arus pelepasan meningkat dan ditambahkan pula kemampuan memutuskan arus dinamik yang baik sekali. Untuk memenuhi kebutuhan seperti itu, kawat tanah biasanya direncanakan untuk pengaturan celah percikan api dalam seri dan elemen karakteristrik. Celah percikan api mempunyai fungsi agar dapat mengisolasi suatu saluran udara dari bumi dengan isolasi udara dibawah tegangan normal dan dapat dibentuk jalan kecil konduktif melalui pelepasan percikan api terhadap ketidaknormalan tegangan.
3.3.7. Isolator Isolator adalah berfungsi untuk memisahkan bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan.
27
3.3.8. Lighgting Arrester Lighting arrester berfungsi untuk mengamankan peralatan dari sambaran petir. yang ditempatkan pada sebuah tiang kendali yang terdsapat di sepanjang lintasan kereta rel listrik, yang berfungsi untuk menangkap tegangan surja yang memasuki saluran udara, berasal dari udara yang bermuatan listrik
3.4. Saluran Balik Saluran balik dari listrik aliran atas menggunakan rel kereta api, dengan data teknis sebagai berikut: A. Track dalam kota Jakarta Jenis rel
: R3
Nomal length
: 11,9 – 13,60 meter
Berat
: 33,4 kg/meter
Penampang
: 42,5 cm²
B. Track Grogol – Tangerang Jenis rel
: R 14
Normal length
: 13,60 meter
Berat
: 41,52 kg/ meter
Penampang
: 53.31 cm2
(sumber data : PT KAI (persero) DAOP 1 Jakarta unit listrik aliran atas remote control Manggarai).
28
Pada sambungan
antara rel dipasang (dilas) konektor listrik yang materialnya
dibuat dari tembaga – tembaga elektrolitis, tetapi hal ini sering hilang atau dicuri orang. Untuk mengatasinya maka antara sambungan rel disambung dengan menggunakan besi dan dipasang dengan menggunakan baut dan dipasang sekeras mungkin.
3.5. Kontruksi Listrik Aliran Atas Kontruksi listrik aliran atas pada dasarnya berupa tiang beton dan baja beserta perlengkapanyaseperti batang, penggantung dan lain – lain. ( terdapat pada lampiran 4,5,6,dan 7) Tiang listrik aliran atas dapat berupa: -
Kayu, umurnya terbatas, memerlukan perawatan yang intensif dan harganya relatif paling murah.
-
Beton , umurnya cukup lama, harganya tidal mahal, perawatan sederhana.
- Baja, dapat berupa pipa atau dari profil. Harganya relatif mahal, memerlukan peawatan intensif, cocok untuk dipasang pada tempat-tempat stasiun, dimana tiang beton tidak dapat digunakan. Kontruksi beton dapat diklasifikasikan menjadi : -
Berbentuk silinder.
-
Berbentuk empat persegi panjang.
-
Berbentuk Flens.
-
Kontruksi fouting foundation.
29
Di tambahkan pula walaupun tiang baja cocok untuk pembuatan dermaga jembatan, tiang harus dityetapkan memakai baut jangkar.
3.6. Pengamanan Pada Listrik Aliran Atas (Saluran Atas) A. Pengaman terhadap tegangan lebih Tegangan lebih pada konduktor terutama disebabkan oleh beberapa faktor antara lain: -
Sambaran petir.
-
Pada waktu switching (pembukaan dan penutupan saklar). Untuk melindungi listrik aliran atas (saluran atas) terhadap petir, maka dipasang beberapa peralatan, seperti berikut ini:
-
Lighting arrester yang dipasang setiap 500 meter.
-
Ground wire yang terbuat dari kawat baja telanjang dan ditanam setiap 5 tiang.
-
Pemasangan tombak-tombal (lighting rod) di puncak tiang.
B. Pada Perlintasan -
Dengan Jalan Raya Pada perlintasan dipasang bola-bola pengaman setinggi 4,5 meter untuk mencegah agar kendaraan selain KRL tidak menyentuh kawat trolly.
-
Dengan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) Perlindungan dengan SUTT dengan cara memasang kawat silang diantara keduanya.
-
Dengan Kawat Telepon
30
Untuk mengurangi gangguan listrik aliran atas dengan kawat telepon maka dipasang filter harmonis.
3.7. Gangguan Pada Listrik Aliran Atas Gangguan yang tampak pada aliran atas ini adalah: -
Pantograph yang menyangkut pada aliran atas.
-
Gangguan petir.
-
Kehilangan daya akibat gangguan dari PLN.
-
Short circuit pada KRL.
-
Pencuri.
31
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA
4.1. Umum. Perhitungan kebutuhan kapasitas daya gardu dimaksudkan untuk mengetahui besarnya kapasitas daya gardu yang dibutuhkan pada suatu petak jalan untuk pengoperasian kereta rel listrik pada jalur Duri- Tangerang. Untuk menentukan besarnya kapasitas daya gardu, ada beberapa hal yang perlu diketahui, antara lain: - Daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan satu atau dua buah set kereta rel listrik. - Jumlah kereta rel listrik yang ada pada suatu petak jalan atau jumlah maksimal kereta rel listrik yang beroperasi dalam satu jam (Pola operasional dari armada kereta rel listrik). - Jarak antara gardu yang satu dengan gardu yang lainya. - Membuat perhitungan dari data yang tersedia.
4.2. Perhitungan kebutuhan daya untuk mengoperasikan satu atau dua set kereta rel listrik. Untuk
menghitung
kebutuhan
daya
gardu, langkah pertama yang harus
diketahui adalah besarnya arus yang diperlukan untuk menggerakan kereta rel listrik pada saat beroperasi, seperti yang terlihat pada tabel 4.1.
32
Tabel 4.1. Arus Total Motor Traksi pada masing-masing KRL
NO Jenis KRL (Merk)
Arus Start (Amp) 400
Arus pada kecepatan Nominal (Amp) 20 40 60 80 100 Km/h Km/h Km/h Km/h Km/h 400 800 800 800 800
1
Holec BN
2 3 4
Hitachi Nippon Sharyo Hibah
400 400 800
400 400 800
800 800 1600
800 800 1600
800 800 1600
800 800 1600
Hyundai
400
400
800
800
800
800
5
(Sumber data: PT. KAI (Persero) divisi angkutan perkotaan jabotabek seksi sarana.)
Sesuai dengan data yang diperoleh dari PT. KAI, lokasi gardu traksi hanya terdapat pada beberapa tempat antara duri dan tangerang, yaitu: 1. Duri 2. Grogol 3. Bojong Indah 4. Kalideres 5. Tangerang Adapun lokasi dari gardu diatas dapat dilihat pada lampiran 3. Sekarang ini perusahaan kereta api hanya mengoperasikan paling banyak 2 set kereta yang artinya terdiri 8 gerbong atau 8 Carset. arus yang dibutuhkan oleh rangkaian kereta itu adalah 2 kali arus per set kereta rel listrik. Besarnya arus yang dibutuhkan untuk satu set kereta adalah: I = IMT + Iaux dan besarnya besarnya arus yang dibutuhkan untuk dua set kereta adalah: I = 2 x ( IMT + I aux )
33
Dimana : I
= arus total satu set kereta
IMT = arus motor traksi pada satu set kereta Iaux = arus tambahan untuk peralatan Bantu (diasumsikan = 200 A)
Berdasarkan persamaan dan data arus total motor traksi diatas dapatlah diketahui berapa besar arus yang dikonsumsi untuk mengoperasikan satu atau dua set kereta. Didalam perhitungan ini dipakai arus motor traksi yang paling besar pada masing – masing kereta.dengan asumsi arus traksi terbesarnya adalah pada kcepatan 100 km/jam
Untuk satu set kereta berdasarkan jenisnya - Untuk jenis kereta Holec BN, Hyundai, Hitachi dan Nippon Sharyo, konsumsi arus traksi yang sama pada saat kecepatan 100km/jam, sebesar 800 Ampere. ITotal = ( IMT + I aux ) ITotal = ( 800 A + 200 A ) ITotal = 1000 Ampere - Untuk jenis Hibah konsumsi arus motor traksi pada sebesar 1600 Ampere. ITotal = ( IMT + I aux ) ITotal = ( 1600 A + 200 A ) ITotal = 1800 Ampere
34
kecepatan 100 km/jam
Untuk dua set kereta berdasarkan jenisnya - Untuk Jenis kereta Holec BN, Hyundai, Hitachi dan Nippon Sharyo, konsumsi arus traksi yang sama pada saat kecepatan 100km/jam sebesar 800 Ampere. ITotal = 2 x ( IMT + I aux ) ITotal = 2 x ( 800 A + 200 A ) ITotal = 2000 Ampere
- Adapun untuk jenis Hibah konsumsi arus motor traksi pada
kecepatan 100
km/jam sebesar 1600 Ampere. ITotal = 2 x ( IMT + I aux ) ITotal = 2 x ( 1600 A + 200 A ) ITotal = 3600 Ampere
Dengan mengetahui jumlah arus terbesar yang dibutuhkan oleh kereta yang sedang beroperasi, dapatlah diketahui kebutuhan daya untuk mengoperasikan satu atau dua set kereta yaitu:
Untuk satu set kereta berdasarkan jenisnya a. KRL jenis Hibah W = Tegangan Kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 x 1600 Ampere W = 2800000 watt W = 2800 KW
35
b. KRL jenis Nippon Sharyo W = Tegangan Kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 x 1000 Ampere W = 1750000 watt W = 1750 KW
Untuk dua set kereta berdasarkan jenisnya a. KRL jenis Hibah W = Tegangan Kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 x 3600 Ampere W = 6300000 watt W = 6300 KW b. KRL jenis Nippon Sharyo W = Tegangan Kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 x 2000 Ampere W = 3500000 watt W = 3500 KW Untuk saat ini jalur duri – tangerang hanya mengoperasikan 1 set kereta jenis Nippon sharyo yang mempunyai konsumsi arus sebesar 2000 Ampere, maka daya listrik yang harus disediakan oleh dua buah gardu traksi untuk menyuplai kereta adalah: W = Tegangan Kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 x 1000 Ampere W = 1750000 watt W = 1750 KW
36
Dari data - data yang diperoleh dari PT. KAI mengenai penyediaan daya listrik out-put DC untuk setiap gardu traksi adalah seperti ditunjukan pada tabel 4.2 berikut ini:
Tabel 4.2 lokasi dan kapasitas gardu traksi NO
Lokasi
Penyediaan daya listrik Out – Put DC Daya ( KW )
Tegangan ( VDC )
Arus ( Ampere)
1
Duri
3465
1500
2310
2
Grogol
2425
1750
1386
3
Bojong Indah
2285
1750
1306
4
Kali Deres
2285
1750
1306
5
Tangerang
2425
1750
1386
Sumber data: PT. KAI (persero) Divisi angkutan perkotaan jabotabek seksi sarana.)
Tabel diatas dapat digunakan untuk menentukan kapasitas daya paralel antara dua buah gardu traksi yang menyuplai kereta rel listrik, yaitu sebagai berikut:
a. Kapasitas daya paralel antara gardu traksi Duri dan Grogol WP = W Duri + W Bojong indah WP = 3465 KW + 2425 KW WP = 5890 KW
37
b. Kapasitas daya paralel antara gardu traksi Grogol dan Bojong Indah WP = W Grogol + WBojong Indah WP = 2425 KW + 2285 KW WP = 4710 KW c. Kapasitas daya parallel antara gardu taksi Bojong Indah dan Kalideres WP = WBojong Indah + WKalideres WP = 2285 KW + 2285 KW WP = 4570 KW d. Kapasitas daya parallel antara gardu taksi Kalideres dan Tangerang WP = WKalideres + WTangerang WP = 2285 KW + 2425 KW WP = 4710 KW
Dari perhitungan diatas dapat disimpuklan bahwa saat ini gardu traksi yang terpasang antara Duri-Tangerang sudah ideal untuk melayani kebutuhan daya kereta yang beroperasi saat sekarang ini, yaitu kereta jenis Nippon sharyo yang terdiri satu atau dua set sekaligus. Ini terbukti dari nilai kapasitas daya paralel untuk setiap dua buah gardu traksi yang nilainya selalu lebih besar dari kapasitas daya ideal terbesar yang dibutuhkan kereta tersebut. berdasarkan hasil perhitungan yaitu 1750 KW Dan 3500 KW. Namun untuk kedepannya, bilamana program PT. KA untuk mengoperasikan dua set kereta jenis hibah, yang kebutuhan dayanya adalah sebesar 6300 KW, maka kapasitas gardu traksi antara Duri sampai dengan Tangerang, sudah tidak ideal lagi. Dengan demikian, untuk menanggulangi penambahan daya tersebut, disarankan untuk menambahkan kapasitas masingmasing gardu atau dapat dilakukan dengan cara, menyisipkan gardu tambahan.
38
4.3. Perhitungan kapasitas gardu traksi ideal untuk tiap jam berdasarkan rumus empiris.
Kapasitas Gardu Traksi ideal adalah perhitungan yang menggunakan Rumus Empiris dalam waktu satu jam.
Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) ………………( 12 )
Dimana : Y = beban lebih maksimum dalam satu jam C = susunan Kereta D = jangkauan beban gardu listrik (KM) N = jumlah jalur P = pemakain listrik oleh KRL ( 50 Wh / ton.km ) H = headway W = berat 1 set KRL + 200 % penumpang ( 213 ton ) Keterangan : Kwh = kW.1 jam
Untuk dapat menggunakan persamaan diatas diperlukan beberapa data lapangan seperti yang ditunjukan oleh tabel 4.3 berikut ini:
39
Tabel 4.3 jangkauan gardu traksi terhadap beban. No
Gardu Pemasok
D (km)
H (menit)
1 km
15 menit
1
Duri – Grogol
2
Grogol – Bojong Indah
6,6 km
15 menit
3
Bojong Indah – Kalideres
3,8 km
15 menit
4
Kalideres - Tangerang
7,3 km
15 menit
(Sumber data: PT. KAI (persero) divisi angkutan perkotaan jabotabek seksi sarana.)
Sehingga diperoleh: a. Kapasitas gardu traksi Duri terhadap gardu traksi Grogol dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 1. ( 60 / 15 ) . 1. 50 ( 426 / 1000 ) Y = 170 KW b. Kapasitas gardu traksi Grogol terhadap gardu traksi Bojong indah dalam waktu satu jam atau srbaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 6,6 . ( 60 / 15 ) . 1 . 50 ( 426 / 1000 ) Y = 1124,64 KW c. Kapasitas gardu traksi Bojong Indah terhadap gardu traksi Kalideres dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 3,8 . ( 60 / 15 ) . 1 . 50 ( 426 / 1000 ) Y = 647,52 KW
40
d. Kapasitas gardu traksi Kalideres terhadap gardu traksi Tangerang dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 7,3 . ( 60 / 15 ) . 1 . 50 ( 426 / 1000 ) Y = 1243,92 KW
untuk menjamin tersedianya penyaluran daya yang dibutuhkan oleh kereta setiap jam, gardu traksi harus dapat menyediakan daya sebesar perhitungan diatas. Seiring dengan rencana PT. KAI untuk menambah armadanya di wilayah jabotabek ini, dan tentu saja headway dari perjalanan kereta akan menjadi singkat lagi. Sebagai contoh headway nya harus diperkecil misalnya
10 menit atau
bahkan 5 menit. Dengan menggunakan tabel yang sama yaitu tabel 4.3 diatas, tetapi dengan headway yang lebih kecil yaitu 10 menit dan 5 menit, maka akan diperoleh perhitungan sebagai berikut:
A. Headway 10 menit: a. Kapasitas gardu traksi Duri terhadap gardu traksi Grogol dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 1 . ( 60 / 10 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 255,6 KW
41
b. Kapasitas gardu traksi Grogol terhadap gardu traksi Bojong Indah dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 6,6 . ( 60 / 10 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000) Y = 1686,96 KW c. Kapasitas gardu traksi Bojong Indah terhadap gardu traksi Kalideres dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 3,8 . ( 60 / 10 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 971,28 KW d. Kapasitas gardu traksi Kalideres terhadap gardu traksi Tangerang dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 .7,3. ( 60 / 10 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 1865,88 KW
B. Headway 5 menit: a. Kapasitas gardu traksi Duri terhadap gardu traksi Grogol dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah:
Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 1 . ( 60 / 5 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 511,2 KW
42
b. Kapasitas gardu traksi Grogol terhadap gardu traksi Bojong Indah dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 6,6. ( 60 / 5 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 3373,92 KW c. Kapasitas gardu traksi Bojong Indah terhadap gardu traksi Kalideres dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 3,8. ( 60 / 5 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 1942,56 KW d. Kapasitas gardu traksi Kalideres terhadap gardu traksi Tangerang dalam waktu satu jam atau sebaliknya adalah: Y = C . D . ( 60 / H ) . N . P . ( W / 1000 ) Y = 2 . 7,3 . ( 60 / 5 ) . 1 . 50 . ( 426 / 1000 ) Y = 3737,76 KW
Keterangan : KG T = Kapasitas Gardu Terpasang KGTI = Kapasitas Gardu Traksi Ideal
Dari hasil perhitungan diatas dapatlah disimpulkan bahwa,bila headway lebih singkat, maka daya yang harus disediakan oleh gardu traksi setiap jamnya untuk menjamin kontinuitas penyaluran daya pada kereta rel listrik menjadi lebih besar lagi. Daya yang terpasang pada gardu-gardu dari Duri sampai Tangerang saat ini sudah mampu untuk melayani beban kereta rel listrik yang ada dengan headway 15 menit. Untuk headway 10 menit dan 5 menit, gardu yang terpasang saat ini
43
juga masih mampu untuk memikul beban rel kereta listrik. Ini terbukti dari nilai kapasitas daya paralel untuk setiap dua buah gardu traksi yang nilainya selalu lebih besar dari kapasitas gardu traksi ideal untuk tiap jam. KGT > KGTI = Memenuhi, KGT < KGTI = Tidak Memenuhi.
4.4. Perhitungan kebutuhan daya total yang diperlukan bila ada dua buah kereta yang disuplai dari dua gardu traksi. Daya terbesar yang dibutuhkan oleh rangkaian kereta apabila dalam waktu bersamaan ada dua buah rangkaian kereta yang masing masing terdiri dari satu set kereta dan dilayani oleh dua gardu traksi.
Bila hal ini terjadi maka arus total yang diserap oleh dua kereta itu adalah: a). untuk dua buah jenis kereta yang memiliki arus berbeda ITotal = ( IMT 1 + Iaux ) + ( IMT 2 + Iaux )
Yaitu kereta Hibah dan Hole BN, Hibah dan Hitachi, Hibah dan Nippon Sharyo, Hibah dan Hyundai, atau dengan kata lain adalah dua buah kereta yang
44
susunannya terdiri dari satu set dan memiliki konsumsi arus yang berbeda (masing-masing 800 dan 1600 Ampere pada kecepatan 100 km/h ) maka besarnya arus total yang dikonsumsi oleh kedua kereta pada kecepatan 100 km/h adalah:
ITotal = ( IMT 1 + I aux 2 ) + ( IMT 2 + I aux 2 ) ITotal = ( 1600 A + 200 A ) + ( 800 A + 200 A ) ITotal = 2600 Ampere
b). untuk dua buah jenis kereta yang memiliki arus yang sama ITotal = 2 x ( IMT + Iaux )
Misal
kereta Holec BN dan Hitachi, Holec BN dan Nippon Sharyo, Holec BN
dan Hyundai atau dengan kata lain adalah dua buah kereta yang susunannya terdiri dari satu set dan memiliki konsumsi arus yang sama (masing-masing 800 Ampere pada kecepatan 100 km/h ada pada suplai gardu traksi yang sama, maka besarnya arus total terbesar yang dikonsumsi oleh kedua kereta pada kecepatan 100 km/jam adalah: ITotal = 2 x ( IMT + I aux ) ITotal = 2 x ( 800 A + 200 A ) ITotal = 2000 Ampere.
Dan apabila dua buah kereta yang susunannya terdiri dari satu set adalah kereta Hibah yang memiliki konsumsi arus (masing-masing 1600 Ampere pada kecepatan 100 km/h ) maka besarnya arus total terbesar yang di konsumsi oleh kedua kereta pada kecepatan 100 km/h adalah:
45
ITotal = 2 x ( IMT + I aux ) ITotal = 2 x ( 1600 A + 200 A ) ITotal = 3600 Ampere
arus terbesar yang diserap oleh kereta adalah sebesar 3600 Ampere, yaitu bila kedua kereta yang beroperasi adalah kereta Hibah .
Dengan mengetahui jumlah arus terbesar yang kemungkinan diserap oleh kereta yang sedang beroperasi, maka kita dapat mengetahui berapa kebutuhan daya ideal yang harus disediakan. Dari hasil analisa diatas, maka daya listrik yang harus disediakan oleh dua buah gardu traksi untuk menyuplai kereta adalah:
W = Tegangan kerja x Arus terbesar yang mungkin diserap W = 1750 volt x 3600Ampere W = 6300 KW
Sedangkan data yang diperoleh dari PT. KAI mengenai penyediaan daya listrik out-put DC untuk setiap gardu traksi adalah seperti ditunjukan pada tabel 4.2
46
Dari tabel 4.2 dapat ditentukan kapasitas daya paralel antara dua buah gardu traksi untuk menyuplai kereta rel listrik, sebagai berikut:
a. Kapasitas daya paralel antara gardu traksi Duri dan Grogol WP = W Duri + W Bojong indah WP = 3465 KW + 2425 KW WP = 5890 KW
b. Kapasitas daya paralel antara gardu traksi Grogol dan Bojong Indah WP = W Grogol + WBojong Indah WP = 2425 KW + 2285 KW WP = 4710 KW
c. Kapasitas daya parallel antara gardu taksi Bojong Indah dan Kalideres WP = WBojong Indah + WKalideres WP = 2285 KW + 2285 KW WP = 4570 KW
d. Kapasitas daya parallel antara gardu taksi Kalideres dan Tangerang WP = WKalideres + WTangerang WP = 2285 KW + 2425 KW WP = 4710 KW
47
Dari perhitungan diatas disimpulkan bahwa daya yang terpasang pada gardu traksi antara Duri sampai Tangerang tidak ideal untuk melayani kebutuhan daya. Ini terbukti dari nilai kapasitas daya paralel untuk setiap dua buah gardu traksi yang nilainya lebih kecil dari kapasitas daya ideal berdasarkan hasil perhitungan yaitu 6300 KW. atau dengan kata lain gardu traksi yang terpasang antara duri – tangerang tidak lagi ideal untuk melayani kebutuhan daya.apabila yang beroperasi adalah dua buah kereta jenis Hibbah yang terdiri dari 1 set dan berada dalam satu petak jalan yang mempunyai kapasitas daya sebesar 6300 KW. Untuk memenuhi kebutuhan diatas, solusi yang dapat dilakukan adalah dengan menambah kapasitas daya masing – masing gardu atau dengan membangun sebuah gardu tambahan ( gardu sisipan ).
48
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Dari perbandingan antara perhitungan kapasitas daya ideal dan perhitungan daya total, dengan perhitungan kapasitas daya paralel untuk saat ini gardu traksi yang terpasang pada jalur Duri –Tangerang sudah ideal. Ini terbukti dari hasil perhitungan kapasitas daya paralel yang nilainya selalu lebih besar dari hasil perhitungan kapasitas daya ideal dan hasil perhitungan kebutuhan daya yang diserap oleh jenis kereta yang beroperasi saat ini yaitu 1 atau 2 set kereta jenis Nippon Sharyo sebesar 1750 KW dan 3500 KW.
2. Dan berdasarkan hasil perhitungan kapasitas gardu traksi ideal untuk melayani hedway 15 menit, 10 menit dan 5 menit. Gardu traksi yang terpasang antara jalur Duri – Tangerang sudah ideal atau dengan kata lain gardu traksi yang terpasang antara duri sampai tangerang sanggup memenuhi kebutuhan daya untuk menjalankan kereta untuk headway 15, 10 dan 5 menit. ini terbukti dengan nilai kapasitas daya paralel yang nilainya selalu lebih besar dari hasil perhitungan kapasitas gardu traksi ideal untuk headway 15, 10 dan 5 menit.
49
3. Bilamana program PT. KA untuk mengoperasikan dua set kereta jenis hibah, yang kebutuhan dayanya adalah sebesar 6300 KW, maka kapasitas gardu traksi antara Duri
sampai dengan Tangerang, sudah tidak ideal lagi. Dengan
demikian, untuk menanggulangi penambahan daya tersebut, disarankan untuk menambahkan kapasitas masing- masing gardu atau dapat dilakukan dengan cara, menyisipkan gardu tambahan. Untuk saat ini gardu traksi yang terpasang antara Duri sampai dengan Tangerang tidak terdapat titik kritis (penambahan daya), dimana bila jenis kereta yang beroperasi adalah Nippon Sharyo.
5.2. Saran Seiring dengan program rencana PT. Kereta api, untuk memenuhi kebutuhan pengguna jasa transportasi kereta rel listrik pada jalur duri-tangerang ini, maka disarankan untuk menambahkan kapasitas masing- masing gardu atau dapat pula dilakukan dengan cara menyisipkan gardu tambahan.
50
DAFTAR PUSTAKA
Haroen Yanuarsyah,” Sistem Saluran Atas 1500 VDC “, Diktat Kuliah, Penerbit Jabotabek K.A Dan LPM ITB, 1989 Wijaya Mochtar,” Dasar-dasar Mesin listrik”, Jakarta, Penerbit, Djambatan, 2001 Zuhal,” Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya “, Jakarta, Penerbit Gramedia,1995 Data-data dari ERK 1.3 Tanahabang dan 1.3 B Duri mengenai Listrik Aliran Atas Japan Railway Teknical Service, ( JARTS )
51
