PERENCANAAN SALURAN UDARA TRANSMISI TEGANGAN TINGGI APLIKASI TANJUNG JABUNG - SABAK JAMBI Fery Fivaldi 1, Ir. Yani Ridal, MT2, Ir, Cahayahati, M.T3 1
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta Email :
[email protected] 2 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta 3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta
ABSTRAK
Energi listrik sangat penting peranannya dalam kehidupan manusia. Pertumbuhan penduduk yang sangat pesat diiringi dengan konsumsi energi listrik yang meningkat. Oleh karena itu perlu langkah semaksimal mungkin untuk memenuhi hal tersebut. Salah satu langkah yang dilakukan yaitu merencanakan saluran transmisi dari pembangkit agar energi listrik dapat tersalur secara maksimal. Pada penelitian ini direncanakan pembangunan transmisi dari PLTG Tanjung Jabung menuju gardu induk Sabak pada propinsi Jambi dengan panjang saluran 9,43 km. Dari penelitian ini diperoleh dasar peralatan penyaluran melalui jaringan udara transmisi. Saluran udara transmisi tersebut terdiri dari 34 menara transmisi dengan jarak antar gawang rata - rata 285,75 m. Konduktor yang digunakan adalah ACSR (Aluminium conductor steel reinforced) dengan ukuran 240mm2, andongan yang timbul 4,2 m. Sedangkan drop tegangan maksimal 1,7% dan losess pada saluran selama satu bulan sebesar 563,03 MWh. Selanjutnya dilakukan simulasi aliran daya pada subsistem Jambi menggunakan aplikasi PSSE (Power system simulator for engineer) untuk membandingkan aliran daya dan kestabilan tegangan pada saat sebelum dan setelah beroperasinya PLTG Tanjung Jabung. Dari simulasi aliran daya tersebut didapatkan aliran daya dan kestabilan tegangan subsistem Jambi dalam batas yang diizinkan. Kata Kunci : PSSE (Power system simulator for engineer)
PENDAHULUAN
energi dan konsumsi energi tersebut dapat
Latar Belakang
sebanding
Terjadinya
sehingga
kekurangan
pertumbuhan
pasokan
tidak daya
dan
konsumsi energi saat ini yang selalu
mengakibatkan
meningkat setiap tahunnya
membuat
Salah satu pembangkit yang direncanakan
listrik merupakan suatu tuntutan yang
adalah PLTG Tanjung Jabung yang
harus dipenuhi. Mengingat pentingnya
berlokasi di provinsi Jambi. Pembangkit
peranan listrik dalam kehidupan, baik
ini beroperasi dengan keluaran daya 100
secara individu maupun umum dan dunia
MW. Gardu induk yang akan terhubung
industri, maka dilakukan pembangunan
dengan PLTG Tanjung Jabung ini adalah
pusat
gardu induk Sabak yang berjarak sekitar 9
pembangkit
agar
ketersediaan 1
pemadaman
terjadi
bergilir.
2 km dari lokasi pembangkit tersebut.
TINGGI
Untuk itu perlu direncanakan saluran
JABUNG - SABAK.
transmisi
tegangan
menghubungkan
tinggi
untuk
pembangkit
dengan
gardu induk.
TANJUNG
Umum Pusat pembangkit listrik tenaga itu
Kondisi saat ini PLTG Tanjung Jabung
APLIKASI
menyalurkan
daya
umumnya berlokasi jauh dari tempat
melalui
dimana tenaga listrik itu digunakan
tegangan menengah 20 kV sehingga
atau pusat - pusat beban, karena itu
dalam pengoperasian mengalami kendala-
tenaga listrik yang dibangkitkan harus
kendala seperti terbatasnya kemampuan salur jaringan tersebut, losses dan drop tegangan
bertambah,
mengoptimalkan
sehingga
untuk
penyaluran
dari
pembangkit tersebut perlu direncanakan
disalurkan melalui kawat - kawat atau saluran transmisi yang sebelumnya dilakukan penaikan tegangan oleh transformator daya tegangan yang
saluran udara transmisi tegangan tinggi
tadinya rendah yaitu 6 kV sampai 11
penulis mempelajari bagaimana membuat
kV ditingkatkan ke tegangan yang
perencanaan
lebih tinggi hingga 20 kV sampai 500
saluran
udara
transmisi
kV (bahkan di negara berkembang
tegangan tinggi tersebut.
Dengan kondisi tersebut maka penulis
mengangkat
”Perencanaan
Ada
judul
Saluran
Udara
Transmisi Tegangan Tinggi Aplikasi PLTG Tanjung Jabung - Sabak Jambi”.
dua
kategori
saluran
transmisi, yang pertama saluran udara (overhead lines) dan yang kedua adalah
saluran
kabel
tanah
(underground cable). Saluran udara (overhead lines) menyalurkan tenaga listrik melalui kawat - kawat yang
Tujuan Adapun
sampai 1000 kV).
tujuan
dari
penelitian
ini
adalah agar didapatkan perencanaan
digantung pada menara atau tiang transmisi dengan perantaraan isolator -
saluran udara transmisi tegangan tinggi
isolator, sedang saluran kabel tanah
sesuai dengan standar - standar yang
(underground
berlaku di Indonesia :
tenaga listrik melalui kabel - kabel
cable)
menyalurkan
yang ditempatkan dibawah permukaan PERENCANAAN
SALURAN
UDARA TRANSMISI TEGANGAN
tanah.
Keduanya
mempunyai
keuntungan dan kerugian sendiri sendiri, dibandingkan saluran udara,
3
saluran bawah tanah tidak terpengaruh
perlu dipertimbangkan adalah besar daya
oleh cuaca buruk seperti : bahaya petir,
yang harus disalurkan karena hal ini
hujan disertai angin dan gangguan
berkaitan dengan penentuan tegangan dan
yang disebabkan tanaman tumbuh
penentuan luas penampang dari saluran
yang mengenai konduktor. Lagipula, saluran bawah tanah lebih estetis karena
tidak
pemandangan.
mengganggu Namun
biaya
tersebut. untuk penelitian ini maka perlu dipertimbangkan beberapa faktor untuk pemilihan tegangan, diantaranya daya yang akan disalurkan sebesar 100 MW, Kondisi sistem tenaga listrik Sumatera
pembangunannya jauh lebih mahal
bagian tengah menggunakan tegangan
dibandingkan dengan saluran udara,
sistem 150 kV. Sehingga untuk menekan
dan perbaikannya jauh lebih sukar bila
rugi - rugi daya dan efisiensi pelaksanaan
terjadi gangguan hubung singkat.
pembangunan
Oleh karena alasan tersebut perecanaan ini memakai saluran udara (overhead
lines),
namun
maka
untuk
tegangan
operasi SUTT Tanjung Jabung - Sabak ini menggunakan tegangan 150 kV
dalam
melakukan perencanaan tersebut harus
Jenis Penghantar
diperhatikan
Penentuan ukuran konduktor untuk saluran
beberapa
aspek
agar
didapatkan proses penyaluran energi listrik
yang
Beberapa
efektif point
dan
efisien.
yang
harus
udara transmisi tersebut dengan persamaan 3.2 sebagai berikut :
I
s 3 xV
diperhatikan tersebut antara lain : 1. Tegangan transmisi
Sehingga,
2. Jenis penghantar I
3. Panjang saluran
125000 KVA 481,14 A 3 x150 kV
4. Andongan 5. Pentanahan kaki menara
Dengan faktor keamanan 110 % maka I =
6. Drop tegangan dan losses
1,1 X 481,14 = 529,25 A
7. Analisa aliran daya. Berdasarkan nilai arus tersebut
ANALISA DAN PERHITUNGAN
maka dapat dilakukan pemilihan jenis konduktor. Konduktor yang digunakan
Dasar Pemelihan Tegangan
untuk
saluran
ini
adalah
ACSR,
Pada perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi hal yang pertama yang
(Aluminium Conductor Steel Reinforced)
4 Bentuk lengan dari menara harus
pertimbangan dipilihnya konduktor ACSR ini karena harga lebih murah, kekuatan mekanis tinggi dan ringan
disesuaikan dengan jarak isolasi minimum dari sudut ayun 50° dan untuk isolasi jarak darurat sudut ayunnya maksimum 80°, dengan konstanta a = 0,75 dan b = 0.012
Andongan
maka dihitung menggunakan persamaan
Andongan pada saluran transmisi akan mempengaruhi jarak bebas ke tanah
sebagai berikut.
Ch a d i bV
dimana semakin besar andongan maka jarak konduktor ke tanah semakin dekat. andongan dipengaruhi oleh karakterisitik
Ch 0,75 4.6 1,7 0,012x150 C h 3,67 m
kawat penghantar d
w.L2 0,987.285,75 2 80591,57 4,60m 8T 8.2189 17512
DropTegangan Untuk Drop tegangan yang terjadi pada saluran
Jarak Konduktor ke Konduktor Jarak konduktor ke kondukor ditentukan agar menjaga jarak aman antar konduktor sehingga tidak terjadi sentuhan yang dapat mengakibatkan gangguan pada sistem
transmisi,
dihitung
V2 cm 200
Transmmisi
jika
diketahui Panjang Saluran (LT), Arus (I), dan imepdansi ACSR 240 mm2 adalah 0,1225+j1,6032, maka menggunakan
dapat dihitung
persamaan
3.7
sebagai
berikut :
Vd 3IL ( R cos jX sin )
Vd 11995,2V
Vd %
1,1995 x100% 1,2% 150 Drop
a 273,75cm Konduktor
dihitung
Vd 3.481,14 .9,43(0,1225 .0,85 j1,6032 .0,52 )
150 2 a 7.5 460 cm 200
Jarak
dapat
dalam
persamaan 3.4 sebagai berikut.
a 7.5 d
tersebut
tegangan
yang
terjadi
dengan asumsi kenaikan beban pada ke
Menara
sistem dan
sesuai
maksimal
dengan
kapasitas hantar arus maksimal ACSR 240 mm2 yaitu sebesar 645 A maka drop tegangan adalah sebagai berikut :
5 sebesar 4,2 m sehingga masih didalam standar aman pada ruang terbuka sesuai
Vd 3Il ( R cos jX sin )
dengan Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi No.01.P/47/MPE/1992, akan
Vd 3.645 .9,43(0,1225 .0,85 j1,6032 .0,52 ) tetapi mengingat lokasi saluran udara transmisi tersebut berlokasi dekat dengan
Vd 2675,5kV
akses
jalan
desa
tidak
menutup
kemungkinan akan adanya pertumbuhan
Vd %
2,6755 x100% 1,7% 150
penduduk disusul dengan pembangunan pemukimam di sekitar lokasi tersebut. Oleh karena itu agar didapat nilai jarak
4.5 Losses
batas minimum dari bangunan diperlukan Losses / rugi rugi daya yang
penambahan kaki tower setinggi 6 m.
timbul pada penghantar tersebut dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai
Drop tegangan yang timbul pada saluran tersebut dengan kondisi eksisting
berkut.
pembangkitan PLTG Tanjung Jabung 100
Pl 3I R 2
MW adalah sebesar 1,2% dan untuk kondisi maksimum beban sesuai dengan
Pl 3.481,14 2 .9,43(0,1225 )
kapasitas hantar arus konduktor sebesar
Pl 788.941kW
1,7% sehingga masih memenuhi standar kelayakan tegangan sesuai great code
Maka perhitungan rugi-rugi daya
maksimal -5%.
yang terjadi selama satu bulan pada Dilakukan
penghantar tersebut adalah
perhitungan
dan
simulasi kestabilan tegangan dan aliran
Pl 788.941x24x30
daya menggunakan aplikasi PSSE (Power System Stability for Engineer) pada sistem
Pl 568.037.520kWh
tenaga listrik Sumatera bagian tengah dan
Pl 568,03MWh
Selatan dan dilakukan evaluasi pada Subsistem Jambi dimana beroperasinya
Analisa
PLTG Tanjung Jabung 100 MW berikut perhitungan
saluran udara transmisi menuju gardu
transmisi
induk Sabak. Adapun hasil simulasi
tegangan tinggi aplikasi PLTG Tanjung
setelah beroperasinya PLTMG Tanjung
Jabung ke gardu nnduk Sabak dari segi
Jabung 100 MW didapatkan kondisi
andongan maka didapat nilai andongan
pembebanan transmisi sebagai berikut,
Setelah perencanaan
dilakukan
saluran
udara
6 Pembebanan transmisi Sabak Aur Duri sebesar 87,1 MW (29%),
tertinggi pada PLTG Tanjung Jabung 148,2 kV
masih memenuhi kriteria sekuritas KESIMPULAN DAN SARAN
N-1. Pembebanan transmisi Sabak -
A. Kesimpulan Setelah melakukan perencanaan
Payo Selincah sebesar 2,3 MW (4%), masih memenuhi kriteria
aplikasi PLTG Tanjung Jabung ke Gardu
sekuritas N-1. Pembebanan
saluran udara transmisi tegangan tinggi
transmisi
Payo
Selincah - Aur Duri sebesar 160,2 MW (54%), sudah cukup tinggi
Induk Jambi
dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut : 1. Saluran
Udara
Transmisi
tetapi masih memenuhi kriteria
Tegangan tinggi aplikasi Tanjung
sekuritas N-1.
Jabung ke Gardu Induk Sabak
Pembebanan transmisi PLTMG
beroperasi pada tegangan 150 kV
Tanjung Jabung - Sabak sebesar
dan daya yang akan disalurkan
100,0
sebesar 100 MW.
MW
(17%),
masih
memenuhi kriteria sekuritas N-1.
2. Saluran udara transmisi tersebut
Pembebanan transmisi Aur Duri -
berjarak sepanjang 9,43 Km yang
Muara Bulian sebesar 160,1 MW
terdiri dari 34 Menara transmisi
(46%), masih memenuhi kriteria
jarak gawang sebesar 285,75 m
sekuritas N-1.
dengan menggunakan konduktor
Pembebanan transmisi Aur Duri Muara Bungo sebesar 133,3 MW
ACSR 240 mm2. 3.
Menara transmisi yang dipakai
(39%), masih memenuhi kriteria
adalah menara 2 Menara Dead end
sekuritas N-1.
dan 32 Menara Suspension AA+6
Pembebanan
transmisi
Muara
dengan
perhitungan
andongan
Bulian - Muara Bungo sebesar
yang terjadi 4,6 m dan clearence
117,4
yang ditimbulkan setinggi 16,95
MW
(35%),
masih
memenuhi kriteria sekuritas N-
m sehingga
masih
memenuhi
1
standar ruang bebas minimum sesuai dengan Peraturan Menteri
Sedangkan sistem 150 kV pada
Pertambangan
dan
Energi
subsistem Jambi masih memenuhi standar
No.01.P/47/MPE/1992
baik
kelayakan tegangan. Tegangan terendah
clearence untuk lapagan terbuka
saat beroperasinya PLTG Tanjung Jabung
maupun diatas bangunan tidak
pada GI Muara Bulian 145,3 kV dan
tahan api.
7 4. Drop
tegangan
pada
saluran
DAFTAR PUSTAKA
transmisi tersebut tertinggi sebesar 1,7% dimana nilai ini masih dalam range
yang
diizinkan
yaitu
maksimal -5%, sedangkan untuk losses yang ditimbulkan adalah 568,03 Mwh setiap bulannya.
pada subsistem Jambi setelah PLTG
Listrik”, Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta Selatan, 1990. 2. Gonen,
Turan
Transmision
5. Terjadi perubahan aliran daya
beroperasinya
1. Marsudi, Djiteng, ”Operasi Sistem Tenaga
"Electric
Engineering
Power
System",
A
wiley-intersciene publication. Sacramento, California, 1988.
Tanjung
3. Arismunandar, Artono "Teknik tenaga
jabung 100 MW dimana aliran
listrik jilid II", Pradnya paramita, Jakarta,
daya tersebut masih memenuhi
2004.
sekuritas N-1 pada pembebanan penghantar.
Erlangga, Jakarta, 1985.
6. Hasil evaluasi kestabilan tegangan setelah
4. Hutauruk, TS, "Transmisi daya listrik",
beroperasinya
5. Sumarsono,
Heru
,
2009,
Analisis
PLTG
Perhitungan Jarak Antar Kawat dan
MW
Clearence Saluran Tranmisi Udara, Tugas
menunjukan tegangan terendah
Akhir jurusan Teknik Elektro Universitas
pada GI Muara Bulian 145,3 kV
Diponegoro.
Tanjung
Jabung
100
dan tertinggi pada PLTG Tanjung Jabung 148,2
6. Stephanus Antonius Ananda, dkk, 2006, Pengaruh
Perubahan
Arus
Saluran
Terhadap Tegangan Tarik dan Andongan Pada SUTET 500 kV di zona Krian, Tugas
Saran
Akhir jurusan Teknik Elektro Universitas 1. Untuk
penelitian
perencanaan sebaiknya proteksi
mengenai
saluran
transmisi
menentukan
sistem
serta
lebih
memperhitungkan
aspek
biaya
yang dibutuhkan pada saluran transmisi. 2. Evaluasi
berubah-ubah
hendaknya
sehingga
performansi kestabilan lebih andal dan stabil.
7. Widen Lukmantono, dkk, 2009, Studi Perencanaan Saluran Transmisi 150 kV Bambe Incomer, Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. 8. http://dunia-
kestabilan
juga dilakukan pada kondisi beban yang
Kristen Petra.
listrik.blogspot.com/2009/01/menaralistrik-tower-listrik.html diakses tanggal 05 Mei 2013 pukul 19:58 WIB 9. http://ilmulistrik.com/tegangan-jatuhdrop-voltage.html diakses tanggal 14 Mei 2014 jam 21:58 WIB
8 10. Yusreni,
Warmi,
”Analisa
Sistem
Tenaga”, Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta Selatan, 1990
