Khanief Ridwan Senin, 17 Juni 2013 Peralatan pada Tegangan Tinggi dan Tegangan Rendah BAB I PENDAHULUAN Di pusat pembangkit tenaga listrik, generator digerakkan oleh turbin dari bentuk energi lainnya antara lain: dari Air - PLTA; Gas - PLTG; Uap - PLTU; Diesel - P LTD; Panas Bumi - PLTP; Nuklir - PLTN. Energi listrik dari pusat pembangkitnya d isalurkan melalui jaringan transmisi yang jaraknya relatif jauh ke pemakai listr ik/konsumen. Konsumen listrik di Indonesia dengan sumber dari PLN atau Perusahaan swasta lain nya dapat dibedakan sebagai berikut. 1. Konsumen Rumah Tangga Masing-masing rumah dayanya antara 450 VA s.d. 4.400 VA, secara umum menggunakan sistem 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V/380 V dan jumlahnya sangat banyak. 2. Penerangan Jalan Umum (PJU) Pada kota-kota besar penerangan jalan umum ini sangat diperlukan oleh karena beb annya berupa lampu dengan masing-masing daya tiap lampu/tiang antara 50 VA sampa i dengan 250 VA bergantung pada jenis jalan yang diterangi, maka sistem yang dig unakan 1 fasa dengan tegangan rendah 220 V/380 V. 3. Konsumen Pabrik Jumlahnya tidak sebanyak konsumen rumah tangga, tetapi masing-masing pabrik daya nya dalam orde ratusan kVA. Penggunaannya untuk pabrik yang kecil masih mengguna kan sistem 1 fasa tegangan rendah (220V/380V), untuk pabrik-pabrik skala besar m enggunakan sistem 3 fasa dan saluran masuknya dengan jaringan tegangan menengah 20 kV. 4. Konsumen Komersial Yang dimaksud konsumen komersial antara lain stasiun, terminal, KRL (Kereta Rel Listrik), hotel-hotel berbintang, rumah sakit besar, kampus, stadion olahraga, m all, supermarket, dan apartemen. Rata-rata menggunakan sistem 3 fasa, untuk yang kapasitasnya kecil dengan tegangan rendah, sedangkan yang berkapasitas besar de ngan tegangan menengah 20KV. Pembangkit listrik adalah suatu rangkaian alat atau mesin yang merubah energi me kanikal untuk menghasilkan energi listrik, biasanya rangkaian alat itu terdiri d ari Turbin dan Generator Listrik. Fungsi dari Turbin adalah untuk memutar Rotor dari Generator Listrik, sehingga dari putaran Rotor itu dihasilkanlah energi lis trik. Listrik yang dihasilkan dinaikkan dulu voltagenya menjadi 150 KV s/d 500 KV mela lui Trafo Step Up, dan kemudian di Transmisikan melalui jaringan Saluran Udara E kstra Tinggi (SUTET) ke Gardu Induk/GI, untuk diturunkan voltagenya menjadi tega ngan menengah 20 KV, kemudian tegangan menengah disalurkan melalui Jaringan Tega ngan Menengah (JTM), ke Trafo-trafo Distribusi. Di trafo-trafo distribusi voltagenya diturunkan dari 20 KV menjadi 220 volt. Dar i Trafo-trafo distribusi disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah (JTR) yang kemudian ke Pelanggan Listrik. Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit listrik seperti; ai r, uap, gas, dsb. Kemudian ditransmisikan untuk disalurkan ke gardu induk denga n melalui jaringan tegangan tinggi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya dengan menggunakan trafo penaik tegangan untuk kemudian disalurkan lagi ke gard u distribusi melalui jaringan tegangan menengah setelah tegangannya diturunkan m enjadi tegangan menengah.
BAB II
PERALATAN LISTRIK PADA TEGANGAN TINGGI 2.1. Ligthning Arrester http://cdn-u.kaskus.us/71/oomkgahb.jpg Biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralata n listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambar an petir (ligthning Surge) maupun oleh surja hubung ( Switching Surge ). Arrester petir atau disingkat arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralata n system tenaga listrik terhadap surya petir. Alat pelindung terhadap gangguan s urya ini berfungsi melindungi peralatan system tenaga listrik dengan cara membat asi surja tegangan lebih yang datang dan mengalirkannya ketanah. Berhubung denga n fungsinya itu ia harus dapat menahan tegangan system 50 Hz untuk waktu yang te rbatas dan harus dapat melewatkan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Ia berlaku sebagai jalan jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah untuk dilalui oleh arus kilat atau petir, se hingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Selain melindungi peralatan dari tegangan lebih yang diakibatkan oleh tegangan lebih external, ar rester juga melindungi peralatan yang diakibatkan oleh tegangan lebihinternal se perti surja hubung, selain itu arrester juga merupakan kunci dalam koordinasi is olasi suatu system tenaga listrik. Bila surja datang ke gardu induk arrester bek erja melepaskan muatan listrik serta mengurangi tegangan abnormal yang akan meng enai peralatan dalam gardu induk. Persyaratan yang harus dipenuhi oleh arrester adalah sebagai berikut : a. Tegangan percikan (sparkover voltage) dan tegangan pelepasannya (discha rge voltage), yaitu tegangan pada terminalnya pada waktu pelepasan, harus cukup rendah, sehingga dapat mengamankan isolasi peralatan. Tegangan percikan disebut juga tegangan gagal sela (gap breakdown voltage) sedangkan tegangan pelepasan d isebut juga tegangan sisa (residual voltage) atau jatuh tegangan (voltage drop) Jatuh tegangan pada arrester = I x R Dimana : I = arus arrester maksimum (A) R = tahanan arrester (Ohm) b. Arrester harus mampu memutuskan arus dinamik dan dapat bekerja terus sep erti semula. Batas dari tegangan system dimana arus susulan ini masih mungkin, d isebut tegangan dasar (rated voltage) dari arrester. Prinsip kerja arrester Pada prinsipnya arrester membentuk jalan yang mudah dilalui oleh petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang tinggi pada peralatan. Pada kondisi normal arr ester berlaku sebagai isolasi tetapi bila timbul surja arrester berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatikan aliran arus yang tinggi ke tanah. Setelah i tu hilang arrester harus dengan cepat kembali menjadi isolator. Pada pokoknya ar rester ini terdiri dari dua unsur yaitu : · Sela api (spark gap) · Tahanan kran (valve resistor) Keduanya dihubungkan secara seri. Batas atas dan bawah dari tegangan percikan d itentukan oleh tegangan system maksimum dan oleh tingkat isolasi peralatan yang dilindungi. Sering kali masalah ini dapat dipecahkan hanya dengan mengeterapkan cara cara khusus pengaturan tegangan (voltage control) oleh karena itu sebenarny a arrester terdiri dari tiga unsure diantaranya yaitu : · Sela api (spark gap) · Tahanan kran (valve resistor) · Tahanan katup dan system pengaturan atau pembagian tegangan (grading sys tem) Jika hanya melindungi isolasi terhadap bahaya kerusakan karena gangguan dengan t idak memperdulikan akibatnya terhadap pelayanan, maka cukup dipakai sela batang yang memungkinkan terjadinya percikkan pada waktu tegangannya mencapai keadaan b ahaya. Dalam hal ini, tegangan system bolak balik akan tetap mempertahankan busu r api sampai pemutus bebannya dibuka. Dengan menyambung sela api ini dengan sebu ah tahanan, maka mungkin apinya dapat dipadamkan. Tetapi bila tahanannya mempunyai harga tetap, maka jatuh tegangannya menjadi bes
ar sekali sehingga maksud untuk meniadakan tegangan lebih tidak terlaksana, deng an akibat bahwa maksud melindungi isolasi pun gagal. Oleh sebab itu dipakailah t ahanan kran (valve resistor), yang amempunyai sifat khusus bahwa tahanannya keci l sekali bila tegangannya dan arusnya besar. Proses pengecilan tahanan berlangsu ng cepat sekali yaitu selama teganngan lebih mencapai harga puncaknya. Tegangan lebih dalam hal ini mengakibatkan penurunan drastic dari pada tahanan s ehingga jatuh tegangannya dibatasi meskipun arusnya besar. Bila tegangan lebih h abis dan tinggal tegangan normal, tahanannya naik lagi sehingga arus susulannya dibatasi kira kira 50 ampere. Arus susulan ini akhirnya dimatikan oleh sela api pada waktu tegangan sistemnya mencapai titik nol yang pertama sehingga alat ini bertindak sebagai sebuah kran yang menutup arus, dari sini didapatkan nama tahan an kran. Pada arrester modern pemandangan arus susulan yang cukup besar (200 300 A) dilak ukan dengan bantuan medan magnet. Dalam hal ini, maka baik amplitude maupun lama nya arus susulan dapat dikurangi dan pemadamannya dapat dilakukan sebelum tegang an system mencapai harga nol. Karakteristik Arrester Oleh karena arrester dipakai untuk melindungi peralatan system tenaga listrik ma ka perlu diketahui karakteristiknya sehingga arrester dapat digunakan dengan bai k didalam pemakaiannya. Arrester mempunyai tiga karakteristik dasar yang penting dalam pemakaiannya yait u : · Tegangan rated 50 c/s yang tidak boleh dilampaui · Ia mempunyai karakteristik yang dibatasi oleh tegangan (voltage limiting ) bila dilalui oleh berbagai macam arus petir. · Batas termis. Sebagaimana diketahui bahwa arrester adalah suatu peralatan tegangan yang menpun yai tegangan ratingnya. Maka jelaslah bahwa ia tidak boleh dikenakan tegangan ya ng melebihi rating ini, maka didalam keadaan normal maupun dalam keadaan abnorma l. Oleh karena itu menjalankan funsingnya ia menanggung tegangan system normal d an tegangan lebih transiens 50 c/s. Karakteristik pembatasan tegangan impuls dar i arrester adalah harga yang dapat ditahan oleh terminal ketika melalukan arus a rus tertentu dan harga ini berubah dengan singkat baik sebelum arus mengalir mau pun mulai bekerja. Untuk batas termis ialah kemampuan untuk mengalirkan arus surja dalam waktu yang lama atau terjadi berulang ulang tanpa menaikan suhunya. Meskipun kemampuan arr ester untuk menyalurkan arus sudah mencapai 65000 100.000 ampere, tetapi kemampu annya untuk melalukan surja hubung terutama bila saluran menjadi panjang dan ber isi tenaga besar masih rendah. Maka agar supaya tekanan stress pada isolasi dapa t dibuat serendah mungkin, suatu system perlindungan tegangan lebih perlu memenu hi persyaratan sebagai berikut : · Dapat melepas tegangan lebih ke tanah tanpa menyebabkan hubung singkat k e tanah ( saturated ground fault) · Dapat memutuskan aryus susulan. · Mempunyai tingkat perlindungan (protection level) yang rendah, artinya t egangan percikan sela dan tegangan pelepasannya rendah.
2.2. Transformator Tegangan http://cdn-u.kaskus.us/71/nmocqb6w.jpg Trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dap at diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkroni sasi. Trafo tegangan dibagi menjadi 2 (dua) jenis, trafo tegangan magnetik (magnetic v oltage transformer/VT) atau yang sering disebut trafo tegangan induktif, dan tra fo tegangan kapasitif (capacitor voltage transformer/CVT). Pada dasarnya, prinsi p kerja trafo tegangan sama dengan prinsip kerja pada trafo arus. Pada trafo teg angan perbandingan transformasi tegangan dari besaran primer menjadi besaran sek
under ditentukan oleh jumlah lilitan primer dan sekunder. Diagram fasor arus dan tegangan untuk trafo arus juga berlaku untuk trafo tegangan. Transformator tegangan adalah trafo stu fasa yang menurunkan tegangan tinggi men jadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Volt meter yang berguna untuk indi kator, rele dan alat synkronisasi. Ada dua macam trafo tegangan yaitu : 1. Trafo tegangan magnetic Prinsip kerjanya seperti trafo daya. Meskipun demikian rancangannya berbeda dida lam beberapa hal seperti : kapasitasnya kecil (10 150 VA). Faktor ratio dan sudu t fasa trafo tegangan sisi primer dan tegangan sekunder dirancang sedemian rupa supaya faktor kesalahan menjadi kecil.Salah satu ujung kumparan tegangan tinggi selalu diketanahkan. Trafo tegangan kutub tunggal yang dipasang pada jaringan tiga fasa disamping bel itan pengukuran, biasanya dilengkapi lagi dengan belitan tambahan yang digunakan untuk mendeteksi arus gangguan tanah. Belitan tambahan dari ketiga trafo tegang an dihubungkan secara serie seperti pada gambar :
Pada kondisi normal tidak muncul tegangan pada terminal Vab, tetapi jika terjadi gangguan tanah pada salah satu fasanya, maka tegangan yang tidak tergagnggu nai k sebesar v3 dari tegangan semula sehingga pada terminal Vab akan dibangkitkan t egangan sebesar 3 Vn. Tegangan ini akan memberi penguatan pada rele gangguan fas a ke tanah. Tegangan pengenal belitan gangguan tanah baisanya dipilih sedemikian rupa sehingga saat gangguan tanah Vab mencapai harga yang sama dengan tegangan sekunder fasa-fasa. 2. Trafo Tegangan Kapasitip Karena alasan ekonomis maka tarfo tegangan menggunakan pembagi tegangan dengan m emnggunakan kapasitor sebagai pengganti trafo tegangan induktif. Pembagi teganga n kapasitif dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini. Oleh pembagi kapasitor, tegangan pada C2 atau tegangan primer trafo penengah V1 diperoleh dalam orde puluhan kV, umumnya 5, 10, 15 dan 20 kV. Kemudian oleh traf o magnetik tegangan primer diturunkan menjadi tegangan sekunder standar 100 atau 100v3 Volt. Jika terjadi tegangan lebih pada jaringan transmisi, tegangan pada kapasitor C2 akan naik dan dapat menimbulkan kerusakan pada kapasitor tersebut. Untuk mencegah kerusakan tersebut dipasang sela pelindung (SP). Sela pelindung i ni dihubung serie dengan resistor R untuk membatasai arus saat sela pelindung be kerja untuk mencecah efek feroresonansi.
Rancangan trafo tegangan kapasitor adalah gulungan kertas yang dibatasi oleh lem baran aluminium yang merupakan bentuk kapasitor (dua plat paralel) sehingga bent uknya ramping dan dapat dimasukan kedalam tabung poselin. Belitan resonansi dan belitan trafo magnetik intermediasi ditempatkan didalam bejana logam. Terminal K dapat dikebumikan langsung atau dihubungkan dengan alat komunikasi yang signyal nya menumpang pada jaringan sistem. Agar efektif sebagai kopling kapasitor, maka besarnya kapasitansi C1 dan C2 secara perhitungan harus memiliki nilai minimum 4400 pF. Keburukan trafo tegangan kapasitor adalah terutama karena adanya induktansi pada trafo magnetik yang non linier, mengakibatkan osilasi resonansinya yang timbul
menyebabkan tegangan tinggi yang cukup besar dan menghasilkan panas yang tidak d iingikan pada inti magnetik dan belitan sehingga menimbulkan panas yang akan mem pengaruhi hasil penunjukan tegangan. Diperlukan elemen peredam yang akan mengahs ilkan tidak ada efek terhadap hasil pengukuran walaupun kejadian tersebut hanya sesaat. 2.3. Transformator Arus http://cdn-u.kaskus.us/71/6yireo1w.jpg Trafo digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang men galir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus yang mengalir pada tegangan renda h dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus yang mengalir besar, maka harus dilakukan pengukuran secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus (sebutan untuk trafo pengukuran ar us yang besar). Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya da n energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.
Berdasarkan penggunaan, trafo arus dikelompokkan menjadi dua kelompok dasar, yai tu; 1. Trafo Arus Metering Trafo arus pengukuran untuk metering memiliki ketelitian tinggi pada daerah kerj a (daerah pengenalnya) antara 5% - 120% arus nominalnya, tergantung dari kelas d an tingkat kejenuhan. 2. Trafo Arus Proteksi Trafo arus proteksi memiliki ketelitian tinggi sampai arus yang besar yaitu pada saat terjadi gangguan, dimana arus yang mengalir mencapai beberapa kali dari ar us pengenalnya dan trafo arus proteksi mempunyai tingkat kejenuhan cukup tinggi. Trafo arus digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper dari arus yangmengalir dalam jaringan tegangan tinggi. Disamaping untuk penguran arus, tr afo arus jugadigunakan untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh d an relay proteksi.Kumparan primer trafo arus dihubungkan seri dengan jaringan at au peralatan yang akandiukur arusnya, sedang kumparan sekunder dihubungkan denga n meter atau relay proteksi.Pada umumnya peralatan ukur dan relay membutuhkan ar us 1 atau 5 A. Trafo arus bekerja sebagai trafo yang terhubung singkat, kawasan trafo arus yang digunakanuntuk pengukuran biasanya 0,05 s/d 1,2 kali arus yang akan diukur, sed ang trafo arus untuk proteksi harus mampu bekerja lebih dari 10 kali arus pengen alnya. Prinsip Kerja Trafo Arus Prinsip kerja trafo arus sama dengan trafo daya satu fasa. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer timbul gayagerak magnet sebe sar N1.I1.Gaya gerak magnet ini mempruduksi fluks pada inti, kemudian membangkit kan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika termianal kumparan sek under tertutup, makapada kumparan sekunder mengalir arus I2 , arus ini menimbulk en gaya gerak magnet N1I1 pada kumparan sekunder. 2.4. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) http://cdn-u.kaskus.us/71/qykdtsst.jpg Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). Pada waktu meng hubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomen a tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi denga n media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6. Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka da n menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, se
suai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak norm al. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT agar dapat melakukan hal-hal di atas, adalah sebagai berikut: 1. Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus. 2. Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun te rhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri. 3. Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri. Setiap PMT dirancang sesuai dengan tugas yang akan dipikulnya, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam rancangan suatu PMT, yaitu: 1. Tegangan efektif tertinggi dan frekuensi daya jaringan dimana pemutus daya itu akan dipasang. Nilainya tergantung pada jenis pentanahan titik netral s istem. 2. Arus maksimum kontinyu yang akan dialirkan melalui pemutus daya. Nilai arus ini tergantung pada arus maksimum sumber daya atau arus nominal beban dima na pemutus daya tersebut terpasang 3. Arus hubung singkat maksimum yang akan diputuskan pemutus daya tersebu t. 4. Lamanya maksimum arus hubung singkat yang boleh berlangsung. hal ini b erhubungan dengan waktu pembukaan kontak yang dibutuhkan. 5. Jarak bebas antara bagian yang bertegangan tinggi dengan objek lain di sekitarnya. 6. Jarak rambat arus bocor pada isolatornya. 7. Kekuatan dielektrik media isolator sela kontak. 8. Iklim dan ketinggian lokasi penempatan pemutus daya. Tegangan pengenal PMT dirancang untuk lokasi yang ketinggiannya maksimum 1000 me ter diatas permukaan laut. Jika PMT dipasang pada lokasi yang ketinggiannya lebi h dari 1000 meter, maka tegangan operasi maksimum dari PMT tersebut harus dikore ksi dengan faktor yang diberikan pada tabel 1. Tabel 1. Faktor Koreksi antara Tegangan vs Lokasi Proses Terjadinya Busur Api Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian sistem tenaga listrik mak a pada PMT akan terjadi busur api, hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar ; Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan menghasilka n emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik menimbulkan emis i medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan elektron beb as yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-elektron in i membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-benturan in i akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang b ergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan memanaskan kontak anoda. Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang berbeda. J ika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya, emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik lebur nya rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasi l emisi thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, s ehingga perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebu t busur api. Untuk memadamkan busur api tersebut perlu dilakukan usaha-usaha yang dapat menim bulkan proses deionisasi, antara lain dengan cara sebagai berikut: 1. Meniupkan udara ke sela kontak, sehingga partikel-partikel hasil ionisai dijauhkan dari sela kontak. 2. Menyemburkan minyak isolasi kebusur api untuk memberi peluang yang lebih
besar bagi proses rekombinasi. 3. Memotong busur api dengan tabir isolasi atau tabir logam, sehingga membe ri peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi. 4. Membuat medium pemisah kontak dari gas elektronegatif, sehingga elektron -elektron bebas tertangkap oleh molekul netral gas tersebut. Jika pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak daripa da penambahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Ketika b usur api padam, di sela kontak akan tetap ada terpaan medan elektrik. Jika suatu saat terjadi terpaan medan elektrik yang lebih besar daripada kekuatan dielektr ik media isolasi kontak, maka busur api akan terjadi lagi. Pada umumnya pemisah tidak dapat memutuskan arus, tidak dapat memutuskan arus yang kecil, misalnya ar us pembangkitan trafo atau arus pemuat riil, tetapi pembukaan dan penutupannya h arus dilakukan setelah pemutus tenaga lebih dulu dibuka. Untuk menjamin bahwa kesalahan urutan operasi tidak terjadi, maka harus ada kead aan saling mengunci (interlock), antara pemisah dan pemutus beban. Seperti pemis ah yang terdapat di GI dalam rangkaian kontrolnya terdapat rangkaian interlock y ang akan mencegah bekerjanya saklar pemisah apabila pemutus tenaganya masih tert utup. Jika dikerjakan dengan tangan (manual), maka untuk mencegah kesalahan kerj a, dipakai lampu sebagai tanda boleh kerja di dekat kontak operasi kontrol dari ru angn kontrol. Cara lain adalah dengan menggunakan kunci untuk masing-masing kont ak kontrol atau kunci rangkap (doublet). Dalam pemakaiannya PMS ini berfungsi un tuk memisahkan perlengkapan sistem dan perlengkapan sistem rel-rel yang bertegan gan sewaktu ada perbaikan. Contoh pemisah adalah load break switch (LBS), dengan ciri-ciri sebagai berikut : 1. Dapat digunakan sebagai pemisah ataupun pemutus tenaga dengan beban nomi nal. 2. Tidak dapat memutuskan jaringan dengan sendirinya pada waktu ada ganggua n listrik. 3. Dibuka dan ditutup hanya untuk memanipulasi beban. 2.5. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS) http://cdn-u.kaskus.us/71/fcp6kgqr.jpg Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instal asi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaia n yang tidak berbeban. Saklar pemisah atau PMS adalah suatu saklar yang digunaka n untuk memisahkan atau menghubungkan bagian-bagian yang bertegangan satu sama l ain tanpa beban. Pada saat penyulangan mengalami masalah, maka pemisah ini akan bekerja untuk memindahkan penyulang tersebut ke rel yang lain, agar penyulang te rsebut tetap teraliri arus listrik. PMS ini ada yang bergerak secara otomatis da n manual. PMS tidak dilengkapi media pemadam busur api, oleh sebab itu PMS tidak boleh dio persikan dalam keadaan berbeban dengan kata lain hanya bisa dioperasikan pada be ban nol. Dengan demikian PMS digunakan pada rangkaian yang arusnya rendah (± 5 amp ere) atau pada rangkaian di mana pada saat saklar terbuka tidak terjadi perbedaa n tegangan yang besar pada kutub saklarnya. Sehingga PMS atau pemisah hanya digunakan pada saat perawatan dan perbaikan, gun a mengamankan peralatan dari sisa tegangan yang timbul sesudah diputuskan, atau induksi tegangan dari penghantar. Adapun keuntungan dari PMS adalah untuk keaman an bagi orang yang bekerja pada instalasi, sedangkan kerugian dari PMS adalah t idak dilengkapi dengan media pemadam busur api. Lokasi saklar pemisah dalam gardu induk ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Se belumnya kita ketahui bahwa jenis gardu terdiri atas gardu beban, gardu pembangk it, dan gardu hubung. Banyaknya saklar pemisah yang digunakan pada suatu gardu t ergantung jenis gardu tersebut. Interlock harus memenuhi syarat-syarat di bawah ini : · Saklar pemisah (SP) tidak dapat ditutup sebelum pemutus daya (PD) terkunc i pada posisi terbuka. · Saklar pembumian (SB) dapat ditutup hanya pada saat saklar pemisah terkun ci pada posisi terbuka dan tidak ada busur api.
·
Saklar pemisah dapat ditutup hanya saat pemutus daya dan saklar pembumian dalam keadaan terbuka. · Pemutus daya hanya dapat ditutup setelah semua saklar pemisah terkunci da lam posisi tertutup atau dalam posisi terbuka. Konstruksi Saklar Pemisah
Dilihat dari jumlah kutubnya, saklar pemisah dibagi atas dua jenis, yaitu : 1. Saklar pemisah kutub tunggal. 2. Saklar pemisah 3. kutub. Berdasarkan pemasangannya dibagi atas pasang dalam dan pasang luar. 2.6. Transformator Daya http://cdn-u.kaskus.us/71/grkk86oz.jpg Transformator Daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk me nyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan jantung da ri transmisi dan distribusi.Dalam kondisi ini suatu transformator diharapkan dap at beroperasi secara maksimal (kalau bias secara terus menerus tanpa berhenri).M engingat kerja keras dari suatu transformator seperti itu, maka cara pemeliharaa n juga dituntut sebaik munkin. Oleh karena itu tranformator harus dipelihara den gan menggunakan system dan peralatan yang benar,baik dan tepat.Untuk itu regu pe meliharaan harus mengetahui bagian-bagian tranformator dan bagian-bagian mana ya ng perlu diawasi melebihi bagian lainnya. Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi tranformator 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus Transformator (IBT).Transformator 150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga trafo distribusi.Titik netral transformator ditanahka n sesuai dengan kebutuhan unutk system pengamanan / proteksi,sebagai contoh tran sformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV dan transfo rmator 70/20 kV ditanahkan dengan thanan rendah atau tahanan tinggi atau langsun g disisi netral 20 kV nya. 2.7. Isolator Isolator SUTT / SUTET berfungsi untuk memisahkan konduktor daya dari bumi, antar fasa serta manusia dan benda-benda yang berpotensi bisa membahayakan. Jenis iso lator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. Fungsi Isolator · Fungsi isolator dari aspek listrik ü Mengisolasi antara kawat fasa dengan tanah. ü Mengisolasi antara kawat fasa dengan kawat fasa · Fungsi isolator dari aspek mekanik ü Mengatur jarak dan sudut antara kawat dan kawat ü Menahan adanya perubahan kawat akibat perbedaan temperature dan angin. Jenis-Jenis Isolator Isolator berfungsi untuk mengisolir kawat jaringan yang bertegangan dengan tiang atau menara penyangga kawat jaringan agar arus listrik tidak mengalir dari jari ngan tersebut ke tanah. Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan penggu naannya dan konstruksinya menjadi : Isolator Pendukung, terdiri dari : ü Isolator Pin : Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara t egangan menengah.
ü Isolator Post asangan dalam. Gambar Isolator post
: adalah isolator tidak bersayap yang digunakan untuk p
ü Isolator Pin-Post : Digunakan untuk jaringan distribusi hantaran udara tegangan menengah. Gambar Isolator pin-post · Isolator Gantung digunakan untuk jaringan hantaran udara bertegangan men engah dan tegangan tinggi. Isolator gantung terdiri dari Isolator piring dan iso lator silindris ü Jenis pasak (Pin Type Insulator). Biasanya digunakan pada tiang penyangga. ü Jenis batang panjang (Long-Rod). Digunakan untuk tiang penyangga serta area yan g banyak terjadi pengotoran akibat garam dan debu. ü Jenis pos saluran (Line Post). Terbuat dari porselin yang tidak dibuat dalam uk uran-ukuran besar dibanding dengan yang lain. ü Isolator tarik Gambar Isolasi Tarik 2.8. Konduktor Penghantar untuk saluran transmisi lewat udara (Atas Tanah) adalah kawat-kawat t anpa isolasi (Baring, Telanjang) yang padat (Solid), berlilit (Stranded) atau be rongga (Hollow) dan terbuat dari logam biasa, logam campuran (Alloy) atau logam paduan (Composite). Untuk tiap-tiap fasa penghantarnya dapat berbentuk kawat tun ggal maupun kawat berkas (Bundled Conductors). Menurut jumlahnya ada berkas yang terdiri dari dua, tiga atau empat kawat. Kawat berkas dianggap ekonomis untuk t egangan EHV dan UHV. Jenis jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga dengan konduktivitas 97,5% (CU 97,5%) atau aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%). Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambang sebagai be rikut : 1. AAC = All-Alluminium Conductor , yaitu kawat penghantar yang seluruhnya ter buat dari aluminium. 2. AAAC = All-Aluminium-Alloy Conductor , yaitu kawat penghantar yang seluruhn ya terbuat dari campuran aluminium. 3. ACSR = Aluminium Conductor, Steel-Reinforced , yaitu kawat penghantar alumi nium ber-inti kawat baja. 4. ACAR =. Aluminium Conductor, Alloy-Reinforced , yaitu kawat penghantar alum inium yang diperkuat dengan logam campuran.
Gambar jenis jenis kawat penghantar Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. Tetapi kelemahannya ialah, untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari alu minium, dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat penghantar aluminium telah m enggantikan kedudukan tembaga. Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium alloy). Untuk saluran saluran transmisi tegangan tinggi, di mana jarak antara dua tiang/menara jauh (ratusan meter), di butuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR . Bahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki si fat sifat sebagai berikut : · konduktivitas tinggi
· kekuatan tarik mekanikal tinggi · biaya awalnya mahal tapi pemakaiannya tahan lama · tidak mudah patah Untuk memenuhi syarat ini biasa digunakan bahan aluminium atau tembaga. Kawat ya ng dipasang tidak solid melainkan terdiri atas jalinan beberapa kawat (stranded) . 2.9. Tiang Jaringan Transmisi Menurut fungsinya menara terdiri dari 7 macam, yaitu : 1. Dead end tower, yaitu tiang akhir yang berlokasi di dekat Gardu induk, t ower ini hampir sepenuhnya menanggung gaya tarik. Tower ini digunakan : · Dimana jalur transmisi benar-benar berakhir. · Dimana jalur transmisi berubah melalui sudut yang besar. · Pada setiap persimpangan utama, sabagai sungai besar, sebuah jalan raya p enting, suatu lembah besar atau pada interval. Gambar Dead end tower 2. Section tower, yaitu tiang penyekat antara sejumlah tower penyangga deng an sejumlah tower penyangga lainnya karena alasan kemudahan saat pembangunan (pe narikan kawat), umumnya mempunyai sudut belokan yang kecil. 3. Suspension tower, yaitu tower penyangga, tower ini hampir sepenuhnya men anggung gaya berat, umumnya tidak mempunyai sudut belokan. Tower ini digunakan d imana jalur transmisi terus dalam garis lurus atau berubah melalui sudut kecil.
Gambar Sespension tower 4. Tension tower, yaitu tower penegang, tower ini menanggung gaya tarik yan g lebih besar daripada gaya berat, umumnya mempunyai sudut belokan. Gambar Tension tower 5. Transposision tower, yaitu tower tension yang digunakan sebagai tempat m elakukan perubahan posisi kawat fasa guna memperbaiki impendansi transmisi. Gambar Transposision tower 6. Gantry tower, yaitu tower berbentuk portal digunakan pada persilangan an tara dua saluran transmisi. Tiang ini dibangun di bawah saluran transmisi. Gambar Gantry tower 7. Combined tower, yaitu tower yang digunakan oleh dua buah saluran transmi si yang berbeda tegangan operasinya. Komponen-komponen Menara/tower Listrik Secara umum suatu menara/tower listrik terdiri dari : · Pondasi, yaitu suatu konstruksi beton bertulang untuk mengikat ka ki tower (stub) dengan bumi.
Gambar Pondasi tower (lattice) SUTET
Gambar Pondasi steel 500kV dead end · Stub, bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan den gan pemasangan pondasi dan diikat menyatu dengan pondasi. · Leg, kaki tower yang terhubung antara stub dengan body tower. Pad a tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau pengurangan tinggi leg, sedangkan body harus tetap sama tinggi permukaannya.
Gambar Kabel Pentanahan Tower Transmisi · Common Body, badan tower bagian bawah yang terhubung antara leg dengan badan tower bagian atas (super structure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakuka n dengan pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan. · Super structure, badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta ti dak dikenal istilah super structure namun digantikan dengan K frame dan bridge. · Cross arm, bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan ata u mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. Pada umumnya cross arm berbentuk segitiga kecuali tower jenis tension yang mempunya sudut belokan besa r berbentuk segi empat. · K frame, bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge ma upun cross arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. K frame tidak dikenal di tower jenis pyramid. · K frame, bagian tower yang terhubung antara common body dengan brid ge maupun cross arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. K frame tidak dikenal di tower jenis pyramid. · Bridge, penghubung antara cross arm kiri dan cross arm tengah. Pa da tengah-tengah bridge terdapat kawat penghantar fasa tengah. Bridge tidak dike nal di tower jenis pyramida. · Rambu tanda bahaya, berfungsi untuk memberi peringatan bahwa inst alasi SUTT/SUTET mempunyai resiko bahaya. Rambu ini bergambar petir dan tulisan A WAS BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI . Rambu ini dipasang di kaki tower lebih kurang 5 me ter diatas tanah sebanyak dua buah, dipasang disisi yang mengahadap tower nomor kecil dan sisi yang menghadap nomor besar. BAB III PERALATAN LISTRIK PADA TEGANGAN MENENGAH Pembangkit listrik adalah suatu rangkaian alat atau mesin yang merubah energi me kanikal untuk menghasilkan energi listrik, biasanya rangkaian alat itu terdiri d
ari Turbin dan Generator Listrik. Fungsi dari Turbin adalah untuk memutar Rotor dari Generator Listrik, sehingga dari putaran Rotor itu dihasilkanlah energi lis trik. Listrik yang dihasilkan dinaikkan dulu voltagenya menjadi 150 KV s/d 500 K V melalui Trafo Step Up, dan kemudian di Transmisikan melalui jaringan Saluran U dara Ekstra Tinggi (SUTET) ke Gardu Induk/GI, untuk diturunkan voltagenya menjad i tegangan menengah 20 KV, kemudian tegangan menengah disalurkan melalui Jaringa n Tegangan Menengah (JTM), ke Trafo-trafo Distribusi. Di trafo-trafo distribusi voltagenya diturunkan dari 20 KV menjadi 220 volt. Dari Trafo-trafo distribusi d isalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah (JTR) yang kemudian ke Pelanggan List rik. Tenaga listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit listrik seperti; ai r, uap, gas, dsb. Kemudian ditransmisikan untuk disalurkan ke gardu induk denga n melalui jaringan tegangan tinggi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya dengan menggunakan trafo penaik tegangan untuk kemudian disalurkan lagi ke gard u distribusi melalui jaringan tegangan menengah setelah tegangannya diturunkan m enjadi tegangan menengah. Jadi jelaslah bahwa yang dimaksud dengan jaringan tegangan menengah adalah jarin gan yang menghubungkan gardu induk dengan gardu distribusi. Di Indonesia dikenal ada beberapa jaringan tegangan menengah, yaitu; 6 KV, 12KV, 20KV,24 KV, dan 30 KV. Fungsi dari jaringan tegangan menengah adalah untuk menyalurkan daya listrik dar i gardu induk ke gardu distribusi setelah terlebih dahulu tegangannya diturunkan menjadi tegangan menengah. Pada umumnya saluran distribusi adalah saluran tegan gan menengah 20 kV sesuai dengan standar tegangan menengah di Indonesia. Komponen-komponen Utama Jaringan Tegangan Menengah. Mengingat fungsi Jaringan tegangan menengah adalah menyalurkan daya listrik dari gardu induk ke gardu distribusi maka perlu diperhatikan komponen-komponen utama nya sehingga daya listrik yang disalurkan dari gardu induk dapat tersalurkan den gan baik. Adapun komponen-komponen utama jaringan tegangan menengah adalah sebag ai berikut : · Kawat penghantar, · Tiang listrik, · Isolator, · Gardu hubung · Jenis-jenis pengaman 3.1. Kawat penghantar Kawat penghantar untuk saluran transmisi lewat udara adalah kawatkawat yang isolasi yang padat, berlilit, atau berongga dan terbuat dari logam bi asa, logam campuran, atau logam paduan. Menurut konstruksinya, kawat dibedakan atas: · Kawat padat, · Kawat rongga, · Kawat berkas. Menurut bahannya, kawat dibedakan atas: · Kawat logam campuran, · Kawat logam paduan · Kawat lilit campuran. 3.2. Tiang Listrik Tiang listrik adalah alat yang menunjang kelangsungan penyaluran daya listrik pa da sistem saluran udara. Tiang ini terbuat dari kayu/besi beton bertulang dapat dipakai pada jaringan tegangan menengah.
Gambar Tiang Jaringan Tegangan Menengah dengan 11 kV. a. Jenis tiang listrik berdasarkan fungsinya · Tiang awal/tiang akhir tiang yang dipasang pada permulaan /akhir penarikan kawat hantaran. · Tiang penyangga ialah tiang yang dipasang pada saluran listrik ya ng lurus dan hanya berfungsi sebagai penyangga kawat penghantar. · Tiang penopang adalah tiang yang digunakan untuk me nahan tiang awal/akhir, tiang sudut, dan tiang penegang agar kemungkinan tia ng miring akibat gaya tarik kawat penghantar terhindari. · Tiang penegang adalah tiang yang dipasang pada jaringan transmisi yang lurus. b. Jenis tiang listrik berdasarkan bahannya · Tiang baja Tiang baja adalah tiang yang terbuat dari baja dan memiliki satu pondasi untuk s emua bagian kakinya. Tiang baja terbagi menjadi tiang persegi ,tiang segitiga, t iang pipa baja, dan tiang panzer. · Tiang beton bertulang Tiang beton bertulang diklasifikasikan menurut cara pembuatannya yaitu; pembuata n di pabrik atau pembuatan setempat (local). Sedangkan menurut cara menghimpunny a, tiang beton dibedakan atas tiang jenis tunggal ,tiang jenis H, tiang jenis A atau jenis gerbang kuil. · Tiang kayu Menurut survey yang dilakukan oleh lembaga masalah ketenagaan dalam tahun 1961, jenis kayu yang banyak digunakan oleh perusahaan listrik negara terutama untuk d istribusi adalah kayu ulin, jati, rasamala, nani, giani, bakau. Kecuali kayu uli n yang keras, kayu-kayu lainnya diawetkan dengan berbagai cara. 3.3. Isolator Kawat penghantar pada saluran udara diletakkan di atas penopang sebuah isolator. Peletakan isolator harus diperhatikan jarak konduktor dengan tumpuan karena mem pengaruhi ketahanan isolator terhadap lompatan tegangan inpuls. Isolator tumpu b anyak digunakan untuk saluran udara tegangan menengah karena lebih ekonomis dari isolator gantung. Bahan untuk membuat jenis isolator bermacam-macam, beling (gl ass), keramik, dan lain-lain. Isolator untuk saluran jaringan tegangan menengah diklasifikasikan menurut pen ggunaan menjadi: · Isolator tarik, dimana isolator ini digunakan pada tiang awal ata u akhir,tiang penegang atau tiang tarik.
Gambar isolator tarik · Isolator tumpu, dimana isolator ini digunakan untuk menumpu atau menyangga kawat penghantar pada tiang penyangga.
Gambar Isolator Tumpu 3.4. Gardu Hubung Gardu hubung berfungsi untuk menghubungkan antara distribusi jaringan tegangan m enengah yang satu dengan jaringan tegangan menengah yang lainnya dan dengan dile ngkapi dengan LBS. 3.5. Peralatan Pengaman Peralatan pengaman yang dipakai pada jaringan tegangan menengah adalah sebagai b erikut : a. Pemutus Beban Dalam suatu jaringan listrik seringkali terjadi kerusakan yang tidak terduga, ol eh karena itu diperlukan alat pemutus beban jika terjadi kerusakan disalah satu jalur transmisi kerusakan tersebut tidak mempengaruhi jalur yang lain. Peralatan -peralatan yang masuk dalam kategori pemutus beban yaitu: · Circuit Breaker (CB) Circuit Breaker adalah peralatan saklar yang mampu mengalirkan dan memutuskan al iran listrik dalam kondisi normal maupun tidak normal dan bekerja secara otomati s. Pengaman ini didesain bukan untuk sering dipakai, tetapi mampu menyambung dan memutus arus termasuk arus lebih (over current). · Saklar Pemisah Beban (Load Break Switch) Saklar pemutus beban (LSB) digunakan untuk memutuskan dan memisah kan jaringan dari saluran utama. Saklar pemutus beban dibedakan atas dua jenis, yaitu saklar dengan kontak di udara dan kontak di dalam minyak. Pada perkembanga nnya saklar pemutus udara disempurnakan menjadi saklar pemutus beban (Load Break Switch).
Gambar LBS (Load Break Switch) · Recloser Recloser adalah alat pemutus rangkaian berupa pemutus tenaga yang mempunyai kema mpuan memutuskan arus lebih kemudian menutup kembali secara otomatis sehingga da pat terhubung dan daya listrik tersalurkan kembali. Menurut jenis jaringan, recloser dibagi atas dua jenis yaitu recloser phasa tung gal yang dipakai pada cabang atau tap saluran daya tiga phasa, recloser phasa ti ga, digunakan jika pelepasan seluruh phasa tiga diinginkan pada setiap gangguan menetap. Berdasarkan alat penggeraknya, maka recloser dibagi atas dua yaitu dengan sistem hidrolik dan elektronik. Sistem hidrolik digunakan pada saluran recloser phasa tunggal dan kadang-kadang juga pada tiga phasa. Penggunaan recloser dengan siste m elektronik lebih baik dari sistem hidrolik.
Gambar Recloser
b. Pemisah Beban (Disconecting Switch) Pemisah beban (DS) digunakan untuk memisahkan bagian dari rangkaian tertentu dal am satu sistem dan hanya dapat diproses (dioperasikan ) pada beban nol. Untuk me ncegah Disconecting Switch, maka digunakan interconecting dengan disconecting te rtentu. · Air Break Switch (ABS) Air Break Switch (ABS) adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memisahkan bagian-bagian saluran jaringan tegangan menengah (JTM) dan juga digunakan untuk menyalurkan daya. Alat pengaman ini biasanya dipasang di sekitar gardu distribus i (ujung jaringan tegangan menengah).
Gambar Air Break Switch (ABS) · Sekering pemisah (Fuse Cut Out) Sekering pemisah (Fuse cut out) pada jaringan distribusi tegangan menengah ada d ua jenis, yaitu jenis tertutup dan terbuka. Untuk mengetahui rating sekering pem isah harus diketahui frekuensi, kapasitas penyaluran arus kontinus, tegangan nor mal, tegangan maksimum menurut perencanaan dan kapasitas gangguan.
Gambar FCO (Fuse Cut Out)
· Relay Relay banyak digunakan untuk melindungi jaringan distribusi tegangan menengah da ri gangguan, terutama gangguan arus lebih. Relay arus lebih, digunakan untuk men ggerakkan pemutus tenaga. Relay-relay arus lebih dikenal ada dua macam yaitu: je nis sesaat (instantaneous) dan jenis kelambatan (delay kerja). kerja relay itu b ervariasi antar 0,016 dan 0,1 detik.
Gambar Relay · Sectionalizer Sectionalizer adalah alat pengaman yang bekerja secara otomatis memisahkan bagia n yang terganggu dari sistem jaringan. Alat ini mempunyai pendeteksi arus jaring an yang menggerakkan alat penghitung kerja pada alat pengaman cadangan.
Gambar Bentuk-bentuk Sectionalizer 3.6. Bagian bagian daripada trafo trafo listrik Gambar Transformator a. Bagian utama · Inti besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus l istrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang be risolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh E ddy Current . · Kumparan trafo Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut di isolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi pad at seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak -balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, b ila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pa da kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus. · Kumparan tertier Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuh an lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan del ta. Kumparan tertier sering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikia n tidak semua trafo daya mempunyai kumparan tertier. · Minyak trafo Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyaktrafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula seb agai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pend ingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai ber ikut: ü kekuatan isolasi tinggi ü penyalur panas yang baik berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dal am minyak dapat mengendap dengan cepat ü viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik ü titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan tidak mer usak bahan isolasi padat ü sifat kimia yang stabil.
· Bushing Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah busing yaitu sebu ah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai pe nyekat antara konduktor tersebut denga tangki trafo. · Tangki dan Konservator Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempa tkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi den gan konservator. b. Peralatan Bantu · Pendingin Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebi han, akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi kenaikan suhu ya ng berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk meny alurkan panas keluar trafo. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat ber upa: Udara/gas, minyak dan air. Pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara : ü Alamiah (natural) ü Tekanan/paksaan (forced). · Tap Changer (perubah tap) Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringan/primer yang beru bah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), tergantung jenisnya. · Alat pernapasan Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu miny akpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, min yak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam ta ngki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan ma suk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan selal u bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak t rafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar di lengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis. · Indikator Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya indicator pada trafo sebagai berikut: ü indikator suhu minyak ü indikator permukaan minyak ü indikator sistem pendingin ü indikator kedudukan tap ü dan sebagainya. c. Peralatan Proteksi · Rele Bucholz Rele Bucholz adalah rele alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gan gguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Gas yang timbul diakibatkan oleh: ü Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa ü Hubung singkat antar phasa ü Hubung singkat antar phasa ke tanah ü Busur api listrik antar laminasi ü Busur api listrik karena kontak yang kurang baik. · Pengaman tekanan lebih Alat ini berupa membran yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpe gas, berfungsi sebagai pengaman tangki trafo terhadap kenaikan tekan gas yang ti mbul di dalam tangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dan kekuatannya lebih rendah dari kakuatan tangi trafo. · Rele tekanan lebih Rele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan ga
s yang tiba-tiba dan langsung mentripkan P.M.T. · Rele Diferensial Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo antara lain flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan. · Rele Arus lebih Befungsi mengamankan trafo arus yang melebihi dari arus yang diperkenankan lewat dari trafo terseut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih ata u gangguan hubung singkat. · Rele Tangki tanah Berfungsi untuk mengamankan trafo bila ada hubung singkat antara bagian yang ber tegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada trafo. · Rele Hubung tanah Berfungsi untuk mengamankan trafo bila terjadi gangguan hubung singkat satu phas a ke tanah. · Rele Termis Berfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakan isolasi kumparan, akib at adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di d alam rele ini adalah kenaikan temperatur.
BAB IV PERALATAN LISTRIK TEGANGAN RENDAH Gambar Diagram satu garis instalasi listrik pada bangunan sistem tegangan menen gah 20 KV dan tegangan rendah 380/220 V. Gambar rinci sekurang-kurangnya meliputi: Ø Ukuran fisik PHB Ø Cara pemasangan perlengkapan listrik Ø Cara pemasangan kabel/penghantar Ø Cara kerja rangkaian kendali Ø dan lain-lain informasi/data yang diperlukan sebagai pelengkap. 4.1. Alat Pengukur dan Pembatas (APP) APP merupakan bagian dari pekerjaan dan tanggung jawab pengusaha ketenagalistrik an (PLN). Terdiri dari alat ukur kwh meter dan pembatas arus: v 450 VA sampai dengan 4.400 VA untuk sistem satu fasa v 4,9 kVA sampai dengan 630 kVA untuk sistem tiga fasa
4.2. Panel Hubung Bagi (PHB) Panel Hubung Bagi (PHB) adalah panel berbentuk almari (cubicle), yang dapat dibe dakan sebagai: § Panel Utama/MDP : Main Distribution Panel § Panel Cabang/SDP : Sub-Distribution Panel § Panel Beban/SSDP : Subsub-Distribution Panel Untuk PHB sistem tegangan rendah, hantaran utamanya merupakan kabel feeder dan b iasanya menggunakan NYFGBY. Di dalam panel biasanya busbar/rel dibagi menjadi du a segmen yang saling berhubungan dengan sakelar pemisah, yang satu mendapat salu ran masuk dari APP (pengusaha ketenagalistrikan) dan satunya lagi dari sumber li strik sendiri (genset). Dari kedua busbar didistribusikan ke beban secara langsu ng atau melalui SDP dan atau SSDP. Tujuan busbar dibagi menjadi dua segmen ini a dalah jika sumber listrik dari PLN mati akibat gangguan ataupun karena pemelihar aan, maka suplai ke beban tidak akan terganggu dengan adanya sumber listrik send iri (genset) sebagai cadangan. Peralatan pengaman arus listrik untuk penghubung dan pemutus terdiri dari: CB (Circuit Breaker) MCB (Miniatur Circuit Breaker) MCCB (Mold Case Circuit Breaker) NFB (No Fuse Circuit Breaker) ACB (Air Circuit Breaker) OCB (Oil Circuit Breaker) VCB (Vacuum Circuit Breaker) SF6CB (Sulfur Circuit Breaker) Sekering dan pemisah Switch dan DS (Disconnecting Switch) Peralatan tambahan dalam PHB antara lain: Reley proteksi Trafo tegangan,Trafo arus Alat-alat listrik: Amperemeter, Voltmeter, Frekuensi meter, Cos ? meter Lampu indikator dan lain-lain Untuk PHB sistem tegangan menengah, terdiri dari tiga cubicle yaitu satu cubicle incoming dan cubicle outgoing. Hantaran masuk merupakan kabel tegangan menengah dan biasanya dengan kabel XLPE atau NZXSBY. Saluran daya tegangan menengah ditr ansfer melalui trafo distribusi ke LVMDP (Low Voltage Main Distribution Panel). Pengaman arus listriknya terdiri dari sekering dan LBS (Load Break Switch). Pera latan dan rangkaian dari busbar sampai ke beban seperti pada PHB sistem tegangan rendah. Salah satu contoh cubicle yang ada di ruang praktek di POLBAN seperti g ambar berikut.
Gambar Contoh Panel Cubicle di ruang Praktek POLBAN 4.2.1. MCB (Miniatur Circuit Breaker) MCB adalah pengaman rangkaian yang dilengkapi dengan pengaman thermis (bimetal) untuk pengaman beban lebih dan juga dilengkapi relai elektromagnetik untuk penga man hubung singkat. MCB banyak digunakan untuk pengaman sirkit satu phasa dan ti ga phasa. Keuntungan menggunakan MCB sebagai berikut. 1. Dapat memutuskan rangkaian tiga phasa walaupun terjadi hubung singkat pa
da salah satu phasanya. 2. Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat hubung singk at atau beban lebih. 3. Mempunyai tanggapan yang baik apabila terjadi hubung singkat atau beban lebih. Pada MCB terdapat dua jenis pengaman yaitu secara thermis dan elektr omagnetis, pengaman termis berfungsi untuk mengamankan arus beban lebih sedangka n pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika terjadi hubung singk at. Pengaman thermis pada MCB memiliki prinsip yang sama dengan thermal overload yaitu menggunakan dua buah logam yang digabungkan (bimetal), pengamanan secara thermis memiliki kelambatan, ini bergantung pada besarnya arus yang harus diaman kan, sedangkan pengaman elektromagnetik menggunakan sebuah kumparan yang dapat m enarik sebuah angker dari besi lunak. MCB dibuat hanya memiliki satu kutub untuk pengaman satu phasa, sedangkan untuk pengaman tiga phasa biasanya memiliki tiga kutub dengan tuas yang disatukan, sehingga apabila terjadi gangguan pada salah satu kutub maka kutub yang lainnya juga akan ikut terputus. 4.2.2. MCCB (Molded Case Circuit Breaker) MCCB merupakan alat pengaman yang dalam proses operasinya mempunyai dua fungsi y aitu sebagai pengaman dan sebagai alat penghubung. Jika dilihat dari segi pengam an, maka MCCB dapat berfungsi sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus beban lebih. Pada jenis tertentu, pengaman ini mempunyai kemampuan pemutusa n yang dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan.
4.2.3. ACB (Air Circuit Breaker) ACB (Air Circuit Breaker) merupakan jenis circuit breaker dengan sarana pemadam busur api berupa udara. ACB dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan me nengah. Udara pada tekanan ruang atmosfer digunakan sebagai peredam busur api ya ng timbul akibat proses switching maupun gangguan. Air Circuit Breaker dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan menengah. Rating standar Air Circuit Breaker (ACB) yang dapat dijumpai dipasaran sebagai b erikut.
4.2.4. OCB (Oil Circuit Breaker) Oil Circuit Breaker adalah jenis CB yang menggunakan minyak sebagai sarana pemad am busur api yang timbul saat terjadi gangguan. Bila terjadi busur api dalam min yak, maka minyak yang dekat busur api akan berubah menjadi uap minyak dan busur api akan dikelilingi oleh gelembunggelembung uap minyak dan gas. Gas yang terben tuk tersebut mempunyai sifat thermal conductivity yang baik dengan tegangan ioni sasi tinggi sehingga baik sekali digunakan sebagi bahan media pemadam loncatan b unga api. 4.2.5. VCB (Vacuum Circuit Breaker) Pada dasarnya kerja dari CB ini sama dengan jenis lainnya hanya ruang kontak di mana terjadi busur api merupakan ruang hampa udara yang tinggi sehingga peralata n dari CB jenis ini dilengkapi dengan seal penyekat udara untuk mencegah kebocor an. 4.2.6. SF6 CB (Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker) SF6 CB adalah pemutus rangkaian yang menggunakan gas SF6 sebagai sarana pemadam busur api. Gas SF6 merupakan gas berat yang mempunyai sifat dielektrik dan sifat
memadamkan busur api yang baik sekali. Prinsip pemadaman busur apinya adalah Ga s SF6 ditiupkan sepanjang busur api, gas ini akan mengambil panas dari busur api tersebut dan akhirnya padam. Rating tegangan CB adalah antara 3.6 KV 760 KV. 4.3. Penghantar Untuk instalasi listrik, penyaluran arus listriknya dari panel ke beban digunaka n penghantar listrik yang sesuai dengan penggunaanya. Ada dua macam penghantar listrik yaitu: Kawat Penghantar tanpa isolasi (telanjang) yang dibuat dari Cu dan AL, sebagai contoh BC, BCC, A2C, A3C, ACSR. Kabel Penghantar yang terbungkus isolasi, ada yang berinti tunggal atau banyak, ada ya ng kaku atau berserabut, ada yang dipasang di udara atau di dalam tanah, dan mas ing-masing digunakan sesuai dengan kondisi pemasangannya. Hal ini bisa dilihat dari masing-masing karakter jenis kabelnya pada nomen klatu r kabel. Sebagai contoh: NYA, NYM, NYY, NYMHY, NYYHY, NYFGBY. Berikut ini adalah gambar diagram satu garis untuk konsumen tegangan rendah dan konsumen tegangan tinggi. 4.4. Beban Listrik Menurut sifatnya, beban listrik terdiri tiga. a. Resistor (R) yang bersifat resistif b. Induktor (L) yang bersifat induktif c. Kapasitor (C) yang bersifat kapasitif Beban listrik yang dimaksud adalah piranti/peralatan yang menggunakan/mengkonsum si energy listrik. Secara garis besar beban listrik adalah : ü Untuk penerangan dengan lampu-lampu pijar, pemanas listrik yang bersifat resist ip ü Untuk peralatan yang menggunakan motor-motor listrik (pompa air, alat pendingin /AC/Freezer/kulkas, peralatan laboratorium), penerangan dengan lampu tabung yang menggunakan balast/ trafo bersifat induktif (lampu TL, sodium, merkuri, kompute r, TV, dan lain-lain). Jika beban resistif diaktifkan (dinyalakan), maka arus listrik pada beban ini se gera mengalir dengan cepatnya sampai pada nilai tertentu (sebesar nilai arus nom inal beban) dan dengan nilai yang tetap hingga tidak diaktifkan (dimatikan). Lai n halnya dengan beban induktif, misalnya pada motor listrik. Begitu motor diakti fkan (digerakkan), maka saat awal (start) menarik arus listrik yang besar (3 sam pai 5 kali nilai arus nominal), kemudian turun kembali ke arus nominal. Jenis beban listrik dalam gedung/bangunan dapat dikelompokkan menjadi: 1. Penerangan (lighting) 2. Stop kontak 3. Motor-motor listrik Penerangan gedung merupakan penggunaan yang dominan, karena dibutuhkan oleh semu a gedung dan juga waktu penggunaannya yang panjang. Jumlah lampu yang digunakan akan mempengaruhi pembagian grup dari panel penerangan; penampang penghantarnya dan pengamannya (CB atau MCB) serta sakelar kendalinya. 4.4.1. Stop Kontak Stop Kontak adalah istilah populer yang biasa digunakan sehari-hari. Dalam PUIL 2000, stop kontak ini dinamakan KKB (Kotak Kontak Biasa) dan KKK (Kotak Kontak K husus) KKB adalah kotak kontak yang dipasang untuk digunakan sewaktu-waktu (tida k secara tetap) bagi piranti listrik jenis apa pun yang memerlukannya, asalkan p enggunaannya tidak melebihi batas kemampuannya. KKK adalah kotak kontak yang dip asang khusus untuk digunakan secara tetap bagi suatu jenis piranti listrik terte ntu yang diketahui daya maupun tegangannya. Dengan demikian, KKK mempunyai tempat/lokasi tertentu dengan beban tetap, dan di hubungkan langsung ke panel sebagai grup tersendiri. Sedangkan KKB tersebar di s eluruh bangunan dengan beban tidak tetap, dan biasanya jadi satu dengan grup unt uk penerangan. 4.4.2. Motor-Motor Listrik
Motor-motor listrik merupakan beban kedua terbanyak sesudah penerangan, motor li strik digunakan untuk menggerakan pompa, kipas angin, kompresor yang merupakan b agian penting dari sistem pendingin udara, dan juga sebagai pengerak mesin-mesin industri, elevator, escalator, dan sebagainya. Motor dikategorikan sebagai moto r fraksional (kurang dari 1 HP), integral (diatas 1 HP), dan motor kelas medium sampai besar (diatas 5 HP). Motor-motor juga dapat dikelompokan berdasarkan jenis arus yang digunakan, yaitu : a. Motor arus searah b. Motor arus bolak-balik satu phasa c. Motor arus bolak-balik tiga phasa Gambar berikut ini merupakan beberapa berbagai piranti yang menggunakan motor.
BAB V PENUTUP 5.1. KESIMPULAN ü Manusia memakai energi alam (kayu, air, angin) sejak awal peradaban dimulai, se jak abad 18 batu bara digunakan untuk menghasilkan uap dikenal sebagai era indus tri di Inggris. ü Sampai sekarang hasil penelitian menghasilkan beberapa sumber energi, di antara nya: energi mekanik; energi medan magnet; energi grafitasi; energi Nuklir; energ i sinar; energi panas; dan energi listrik. ü Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi itu tidak dapat diciptakan ataup un dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari energi satu ke energi lainnya. ü Tahun 1885 di Prancis dipakai energi listrik secara komersial terbatas, di Indo nesia energi listrik diusahakan sejak 1887 di Jakarta, kemudia dibangun beberapa PLTA sejak 1917. ü Sejak 1958 kelistrikan di Indonesia dikelola oleh Perum Listrik Negara. ü Pelanggan listrik PLN di kelompokkan menurut empat jenis, yaitu konsumen rumah tangga, penerangan jalan umum (PJU), konsumen pabrik, konsumen komersial. ü Secara garis besar energi listrik dibagi dua kelompok, yaitu penyedia daya (pem bangkitan dan transmisi) dan pemanfaat (konsumen). ü Dari pusat pembangkit (6 KV) listrik ditransmisikan (150-500 KV) ke kota-kota b esar, masuk ke jaringan 70 KV dan system distribusi tegangan menengah 20KV, tera khir ke konsumen tegangan rendah 380/220 V. ü Penyaluran listrik tegangan rendah dengan penghantar udara atau dengan kabel ta nah. ü Komponen penyaluran energi listrik ke konsumen terdiri atas APP (alat pengukur dan pembatas), PHB (papan hubung bagi), penghantar, dan beban. ü Dalam perencanaan instalasi listrik pada suatu gedung/bangunan, rancangan insta lasi listrikterdiri dari: gambar situasi, gambar instalasi, diagram garis tungga
l, dan gambar rinci. 5.2. SARAN ü APP dimiliki dan tanggung jawab PLN, mencakup KWh-meter dan pembatas arus (MCB) . ü PHB tempat pembagian ke cabang beban dilengkapi alat pengaman. ü Peralatan pengaman arus listrik untuk penghubung dan pemutus terdiri dari: CB ( Circuit Breaker), MCB (Miniatur Circuit Breaker), MCCB (Mold Case Circuit Breake r), NFB (No Fuse Circuit Breaker), ACB (Air Circuit Breaker), OCB (Oil Circuit B reaker), VCB (Vacuum Circuit Breaker), SF6CB (Sulfur Circuit Breaker), Sekering dan pemisah, serta Switch dan Disconnecting Switch (DS). ü Peralatan tambahan dalam PHB antara lain: reley proteksi, trafo tegangan, traf o arus, alatalat listrik: Amperemeter, Voltmeter, Frekuensi meter, Cos ? meter, dan Lampu indikator. ü Ada dua macam penghantar listrik yaitu: Kawat (telanjang) dan Kabel. ü Menurut sifatnya, beban listrik terdiri dari: resistor (R) yang bersifat resist if, induktor (L) yang bersifat induktif, dan kapasitor. Motor-motor dikelompokka n berdasarkan jenis arus yang digunakan, yaitu: motor DC, motor ü AC satu phasa, dan motor AC tiga phasa. Diposkan oleh khanif ridwan di 12.11 Kirimkan Ini lewat EmailBlogThis!Berbagi ke TwitterBerbagi ke FacebookBagikan ke Pinterest Tidak ada komentar: Poskan Komentar Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda Langganan: Poskan Komentar (Atom) Arsip Blog ? 2014 (5) ? 2013 (5) ? Oktober (3) ? Juni (2) Peralatan pada Tegangan Tinggi dan Tegangan Rendah... PLTM Mengenai Saya Foto Saya khanif ridwan Lihat profil lengkapku Template Picture Window. Diberdayakan oleh Blogger.
