BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah Perkembangan sistem arus bolak – balik (a.c. system) dimulai di Amerika Serikat pada tahun 1885, ketika George Westinghouse membeli patent – patent Amerika yang meliputi sistem transmisi arus bolak – balik yang dikembangkan oleh L. Gaulard dan J.D. Gibbs dari paris. William Stanley, seorang rekan usaha Westinghouse
yang
terdahulu,
menguji
transformator-transformator
di
laboratoriumnya di Great Barrington, Massachusetts. Disana, pada musim dingin tahun 1885 – 1886, Stanley memasang sistem distribusi a.c. percobaan pertama yang memberikan tenaga listrik kepada 150 buah lampu di dalam kota. Saluran transmisi a.c. yang pertama di Amerika dioperasikan pada tahun 1890 untuk membawa listrik yang dibangkitakan dengan tenaga air, sejauh 13 mil dari Willamette Falls ke Portland, Oregon. Saluran pertama hanyalah berfasa tunggal, dan dayanya biasanya hanya dipakai untuk penerangan saja. Saluran transmisi biasanya dibedakan dari saluran distribusi karena tegangannya. Di Jepang, saluran transmisi mempunyai tegangan 7 Kv keatas, sedang saluran distribusi 7 Kv kebawah. Di Amerika Serikat, dikenal tiga jenis saluran, yakni saluran distribusi dengan tegangan primer 4 sampai 23 Kv, saluran substranmisi dengan tegangan 13 sampai 138 Kv, dan saluran transmisi dengan tegangan 34,5 Kv ke atas. Saluran transmisi yang bertegangan 230 Kv sampai 765 Kv dinamakan saluran Extra High Voltage (EHV), yang bertegangan diatas 765 Kv dinamakan saluran Ultra High Voltage (UHV). Keuntungan transmisi dengan
Universitas Sumatera Utara
tegangan yang lebih tinggi akan menjadi jelas jika kita melihat pada kemampuan transmisi suatu saluran transmisi. Kemampuan transmisi dari suatu saluran dengan tegangan tertentu tidak dapat diterapkan dengan pasti, karena kemampuan ini masih tergantung lagi pada batasan-batasan termal dari penghantar jatuh tegangan. Penurunan tegangan dari tingkat transmisi pertama-tama terjadi pada stasiun pembantu bertenaga besar, dimana tegangan diturunkan ke daerah antara 34,5 dan 138 KV, sesuai dengan tegangan saluran transmisi Setiap kesalahan dalam suatu rangkaian yang menyebabkan terganggunya aliran arus yang normal disebut gangguan. Sebagian besar dari gangguangangguan yang terjadi pada saluran transmisi bertegangan 115 KV atau lebih disebabkan oleh petir, yang menyebabkan terjadinya percikan bunga api (flashover) pada isolator. Tegangan tinggi yang ada diantara penghantar dan menara atau tiang penyangga yang diketanahkan (grounded) menyebabkan terjadinya ionisasi. Ini memberikan jalan bagi muatan listrik yang diinduksi (diimbas) oleh petir mengalir ke tanah. Dengan terbentuknya jalur ionisasi ini, impedansi ketanah menjadi rendah. Ini memungkinkan mengalirnya arus fasa dari penghantar ke tanah dan melalui tanah menuju “netralnya”. Gangguan langsung dari fasa ke fasa tanpa melalui tanah jarang terjadi. Angka pengalaman menunjukkan bahwa kira-kira 70 % dan 80 % dari gangguan saluran transmisi adalah gangguan tunggal dari saluran ke tanah yang terjadi karena flashover dari satu saluran saja ke menara dan tanah. Gangguan yang disebabkan oleh petir biasanya berlangsung sangat singkat sehingga jika ada suatu pemutus rangkaian (Circuit Breaker) yang membuka, sesudah beberapa siklus pemutus itu akan menutup kembali secara otomatis dan
Universitas Sumatera Utara
keadaan kembali normal. Jika gangguannya bersifat permanen, bagian yang terganggu harus diputuskan agar keseluruhan sistem lainnya dapat tetap bekerja dengan normal.
I.2. Batasan Masalah Pada kesempatan ini penulis akan melakukan pembatasan masalah yang akan dibahas dalam Tugas Akhir (TA) ini. Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah, 1. Gangguan satu fasa ketanah pada saluran transmisi yang disebabkan oleh sambaran petir 2. Analisis berapa besar arus sambaran petir, dan arus gangguan satu fasa ketanah 3. Analisis berapa jumlah gangguan sambaran petir per-tahun dan berapa besar kamampuan pengaman yang harus dipasang bila terjadi gangguan 4. Menghitung Probabilitas gangguan yang terjadi akibat sambaran petir
I.3. Rumusan Masalah Didalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis akan mencoba merumuskan masalah yang akan dibahas, yang ada hubungannya antara stu variabel dengan variabel yang lainnya terhadap pokok permasalahan. Adapun variabel-variabel tersebut adalah, generator, trafo daya (step up dan step down), circuit breaker (CB), arester dansaluran transmisi. Karena variabel-variabel ini sangat berpengaruh didalam menentukan dimana letak gangguan dan besarnya arus gangguan.
Universitas Sumatera Utara
Namun disini penulis hanya secara singkat saja membahas variabelvariabel diatas, karena disini penulis lebih menekankan pembahasan tentang gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah akibat sambaran petir pada saluran transmisi. Disini penulis juga akan membahas berapa besar arus gangguan, arus sambaran petir, berapa besarnya daya pemutus (breaking capacity) yang harus dipasang sehingga bila terjadi gangguan satu fasa ke tanah, maka CB tersebut dapat memutuskan jalannya aliran arus, dan juga jenis arester apa yang dapat dipakai untuk mengatasi gangguan.
I.4. Tujuan Penulisan Bertujuan untuk mengetahui hubung singkat yang terjadi akibat sambaran petir pada saluran transmisi, seberapa besar arus gangguan yang terjadi akibat sambaran petir tersebut, luas bayang-bayang penangkapan kilat, dan probabilitas terjadinya gangguan.
I.5. Metode Pengumpulan Data Metode yang digunakan penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini adalah 1. Mencari dan mengumpulkan buku-buku yang berhubungan dengan judul dan permasalahan Tugas Akhir. 2. Mengadakan konsultasi dengan pihak PLN untuk mendapatkan penjelasan yang dibutuhkan. 3. Konsultasi dengan Dosen Pembimbing, dan juga teman-teman mahasiswa.
Universitas Sumatera Utara
I.6. Sistematika Penulisan BAB I
: Merupakan bab pendahuluan yang membuat gambaran umum, Batasan Masalah, Perumusan Masalah, Tujuan Penulisan, Metode Pengumpulan Data dan juga Sistematika Penulisan.
BAB II
: Merupakan bab yang memuat landasan teori dari pada gangguan hubung singkat akibat sambaran petir pada saluran transmisi.
BAB III
: Merupakan bab yang memuat tentang probabilitas gangguan yang terjadi akibat sambaran petir, berapa besar arus yang mengalir akibat sambaran petir, serta besarnya arus gangguan 1 fasa ke tanah.
BAB IV
: Merupakan bab yang memuat tentang jenis pengaman yang digunakan pada saluran transmisi untuk mengatasi gangguan hubung singkat akibat sambaran petir tersebut.
BAB V
: Merupakan bab yang memuat kesimpulan
DAFTAR PUSTAKA
Universitas Sumatera Utara
