Teknik Transmisi Tenaga Listrik - e

Aslimeri
Ganefri
Zaidel Hamdi
Teknik Transmisi
Tenaga Listrik
SMK
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Departemen Pendidikan Nasional
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
Teknik Transmisi
Tenaga Listrik
Untuk SMK
Penulis
: Aslimeri
Ganefri
Zaidel Hamdi
Editor
: Sudaryono
ASL
ASLIMERI
Teknik Transmisi Tenaga Listrik untuk SMK/oleh Aslimeri, Ganefri,
Zaidel Hamdi, Sudaryono. ---- Jakarta : Direktorat Jenderal Manajemen
Pendidikan Dasar dan Menengah, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah
Kejuruan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
xv. 423 hlm
Daftar Pustaka : 422
Diterbitkan oleh
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia
Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah
Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah melaksanakan
penulisan pembelian hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis untuk
disebarluaskan kepada masyarakat melalui website bagi siswa SMK.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK yang
memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran
melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 12 tahun 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh
penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para
pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional tersebut, dapat diunduh (download), digandakan,
dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk
penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi
ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkannya soft
copy ini akan lebih memudahkan bagi masyarakat untuk mengaksesnya
sehingga peserta didik dan pendidik di seluruh Indonesia maupun sekolah
Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar
ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Selanjutnya,
kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini
masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat
kami harapkan.
Jakarta,
Direktur Pembinaan SMK
Kata Pengantar
Akhir-akhir ini sudah banyak usaha penulisan dan pengadaan bukubuku teknik dalam Bahasa Indonesia. Namun untuk Teknik Elektro, hal ini
masih saja dirasakan keterbatasan-keterbatasan terutama dalam
mengungkapkan topik atau materi yang betul-betul sesuai dengan
kompetensi dalam bidang Transmisi Tenaga Listrik untuk Sekolah
Menengah Kejuruan. Hal inilah yang mendorong penulis untuk menyusun
buku ini agar dapat membantu siapa saja yang berminat untuk
memperdalam ilmu tentang Transmisi Tenaga Listrik.
Dalam buku ini dibahas tentang : pemeliharaan sistim DC, pengukuran
listrik, tranformator, gandu induk ,saluran udara tegangan tinggi, kontruksi
kabel tenaga dan pemeliharaan kabel tenaga .
Penulis menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan baik
dalam materi maupun sistematika penulisan, untuk itu saran-saran dan kritik
yang membangun guna memperbaiki buku ini akan diterima dengan senang
hati.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak-banyak terima
kasih kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Depertemen
Pendidikan Nasional yang telah memberikan kesempatan kepada penulis
untuk menulis buku ini dan Drs.Sudaryono, MT yang telah bersedia menjadi
editor buku ini. Juga penulis megucapkan terima kasih kepada Maneger
PLN (persero) Udiklat Bogor yang telah banyak membatu penulis dalam
menyediakan bahan untuk penulisan buku ini .
Harapan penulis semoga buku ini ada mamfaatnya untuk
meningkatkan kecerdasan bangsa terutama dalam bidang teknik elektro .
Penulis
Daftar Isi
Kata Pengantar
……………....................................................
Daftar isi
………………………..........................
Lembaran Pengesahan
……………………..............................
Daftar Penyusun/penulis
……………………..............................
Diagram Pencapaian Kompetensi ...............................................
Daftar Istilah
………………….................................
Abstrak
………………………………...............
Sinopsis
……………………………...................
i
ii
viii
ix
x
xiii
xiv
xv
BAB. I. PEMELIHARAAN DC POWER
..................................
1.1.
Hukum Ohm
……….......................
1.2.
Hukum Kirchoff
......… ........................
1.3.
Daya Dalam Rangkaian DC
……………….............
1.3.1. Prinsip Dasar Rangkaian DC
…...............................
1.3.2. Hubungan Antara Arus Tegangan dan Tahanan .............
1.4.
Komponen Semikonduktor
………………..................
1.5.
Sistem DC Power
………………......................................
1.6.
Charger (Rectifier)
……………………………………..
1.6.1. Jenis Charger
….......................................................
1.6.2. Prinsip Kerja Charger
...........................................
1.6.3. Bagian-Bagian Charger
...............................
1.7.
Automatic Voltaga Regulator ………………........................
1.7.1. Komponen Pengantar Seting Tegangan
.......................
1.7.2. Komponen Pengantar Seting Floating
.......................
1.7.3. Komponen Pengantar Seting Equalizing
.......................
1.7.4. Komponen Pengantar Seting Arus
.......................
1.8.
Rangkaian voltage Dropper ………………............................
1.9.
Rangkaian Proteksi Tegangan Surja Hubung.......................
1.10. Pengertian beterai
.....................................................
1.10.1. Prinsip kerja baterai
...............................................
1.10.2. Prinsip kerja baterai asam-timah
.................................
1.10.3. Poses pengisian baterai
....................... ……….............
1.10.4. Prinsip kerja baterai alkali....................................................
1.11. Jenis-jenis Baterai
………………................... ...
1.12. Bagian-bagian Utama Baterai ……………….........................
1.13. Instalasi Sel Baterai ………………......................................
1.14. Pentilasi Ruang Baterai
………………..........................
1.15. Pengertian pemeliharaan DC power ...................................
1.15.1. Tujuan Pemeliharaan
...............................................
1.15.2. Jenis Pemeliharaan
...............................................
1.15.3. Pelaksanaan Pemeliharaan
....................... ……….
1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan
.......................
1.15.5. Pemeliharaan Charger ………………..................................
1.15.6 Pengukuran Arus Output Maksimum ....................................
1
1
3
6
7
8
15
20
25
25
26
27
29
30
31
31
31
33
34
37
37
38
38
39
39
46
48
52
54
54
54
55
56
58
61
1.16 Jadwal dan Chek list Pemeliharaan Charger ........................
1.16.1. Pemeliharaan Baterai
...............................................
1.16.2. Cara pelaksanaan pengukuran tegangan .......................
1.16.3. Pengukuran Berat Jenis Elektrolit
……….........................
1.16.4. Pengukuran Suhu Elektrolit
...................................
1.16.5. Jadwal pemeliharaan periodik baterai
.......................
1.17. Pengujian dan shooting pada DC Power.................................
1.17.1. Pengujian Indikator Charger .....................................
1.17.2. Pengujian Kapasitas Baterai ...............................................
1.17.3. Pengujian kadar Potassium Carbonate ( KZC03 )
.............
1.18. Trouble shooting
...................................
1.18.1. Kinerja Baterai
………………..................................
1.19. Keselamatan kerja
………………....................................
63
63
64
65
68
70
73
73
75
81
90
91
95
BAB. II. PENGKURAN LISTRIK
………………..............
2.1. Pengertian Pengukuran
………………...........................
2.2. Besaran Satuan dan dimensi ………………..........................
2.3. Karaktaristik dan Klasifikasi Alat Ukur ………......................
2.4. Frekuensi Meter
……………….......................................
2.5. Kwh Meter ……….............. ....................................................
2.6. Megger
……………………...............................
2.7. Fase Squensi
………………............................................
2.8. Pengukuran Besaran Listrik ………….................................
2.9. Prinsip kerja Kumparan Putar ………………..........................
2.10. Sistem Induksi ………………................................................
2.11. Sistem Elektro Dinamis
…...........................................
2.12. Sistem Kawat Panas
................................................
2.13. Alat Ukur Elektronik
…...................................................
2.14. Alat Ukur dengan Menggunakan Transformator
…........
2.15. Macam-macam alat ukur untuk keperluan pemeliharaan........
2.15.1.Meter Tahanan Isolasi ...........................................................
2.15.2.Meter Tahanan Pentanahan
....................................
2.15.3.Tester Tegangan tinggi
....................................
2.15.4.Tester Tegangan tembus
....................................
97
97
98
101
109
111
111
112
114
116
117
118
120
120
121
123
123
123
125
127
BAB. III. TRANSFORMATOR
…………………......................
3.1. Prinsip induksi
……………….....................................
3.2. Kumparan Transformator
……………….........................
3.3. Minyak Transformator ……………….....................................
3.4. Bushing ………………............................................................
3.5. Tangki Konservator
..........................................................
3.6. Peralatan Bantu Pendingin Transformator
…………........
3.7. Tap Changer
……………....................................................
3.8. Alat Pernapasan Transformator …………................. ..............
3.9. Alat Indikator Transformator ……………….........................
3.10.Peralatan Proteksi Internal
...............................................
128
128
130
131
132
132
133
135
135
137
137
3.11.Peralatan Tambahan Untuk Pengaman Transformator ...........
3.12.Rele Proteksi Transformator dan Fungsinya
.......................
3.13.Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi
...............
3.13.Parameter/Pengukuran Transformator ...................................
142
144
150
153
BAB IV. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI ……………......
4.1. Saluran Udara ………...........................................................
4.2. Saluran Kabel ……………............................ ........................
4.3. Perlengkapan SUTT/SUTETI
....................................
4.3.1.Tower ....................................................................................
4.3.2.Bagian-bagian tower
.........................................................
4.4. Kondukror
.........…………….................................
4.5. Kawat Tanah
.........…...................... .........................
4.5.1.Bahan Kawat Tanah
................................................
4.5.2.Jumlah dan Posisi Kawat Tanah
........................................
4.5.3.Pentanahan Tower
............................................................
4.6. Isolator ………………………...................................................
4.6.1.Isolator Piring
............................................................
4.6.2.Nilai Isolator
.......................................................................
4.6.3.Jenis Isolator
......................................................................
4.6.4.Speksifikasi isolator.
...........................................................
159
160
160
161
161
165
170
172
173
173
173
174
174
178
178
180
BAB V. GARDU INDUK
.................................................
5.1. Busbar
…………………................................................
5.1.1. Jenis Isolasi Busbar ………..................................................
5.1.2. Sistem Busbar (Rel)
..................................................
5.1.3. Gardu Induk dengan single busbar
.....................................
5.1.4. Gardu Induk dengan Doble busbar
.....................................
5.1.5. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar ............
5.2. Arrester …………………............................................................
5.3. Transformator Instrumen
……….......................................
5.3.1. Transformator Tegangan
……….......................................
5.3.2. Transformator Arus
……….......................................
5.3.3. Transformator Bantu
……….......................................
5.3.4 Indikator Unjuk kerja Transformator Ukur
………................
5.4. Pemisah (PMS)
………...................................................
5.4.1. Pemisah Engsel
………..................................................
5.4.2. Pemisah Putar
..............................................................
5.4.3. Pemisah Siku ..............................................................
5.4.4. Pemisah Luncur
………..................................................
5.5. Pemutus tenaga listrik (PMT)
......................................
5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus Tenaga
............................................
5.5.2, PMT dengan Media pemutus menggunakan udara ………….
5.5.3. PMT dengan Hampa Udara .................................................
5.5.4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak..........
5.5.5. PMT dengan Sedikit Minyak
.....................................
184
184
184
184
185
186
186
187
188
188
190
191
192
194
195
195
195
196
199
199
201
204
206
207
5.6.
Jenis Penggerak Pemutus Tenaga ....................................
5.6.1. Mekanik Jenis Spering
………...........................................
5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik ………..................................................
5.6.3. Penutupan PMT ..................................................................
5.6.4. Pembukaan PMT .................................................................
5.7.
Kompesator ........................................................................
5.7.1. Kompensator shunt
.................................................
5.7.2. Kompensator reaktor shunt
....................................
5.8.
Peralatan SCADA dan Telekomunikasi.................................
5.8.1. Prinsip Dasar PLC
................................................
5.8.2. Peralatan Kopling
................................................
5.8.3. Kapasitor Kopling
................................................
5.8.4. Wave trap
.................................. .........................
5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave trap
....................................
5.8.6. Line Matching Unit ............................................................
5.9 . Peralatan Pengaman ............................................................
5.9.1. Lightning Arester
.................................................
5.10. Aplikasi PLC
.............................................................
5.10.1. Komunikasi Suara
.................................................
5.10.2. Penggunaan Kanal Suara
.....................................
5.10.3. Teleproteksi Protection Signalling
...............................
5.10.4. Ramute Terminal Unit (RTU) Tipe EPC 3200........................
5.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk ..................... ...
5.12. Rele Proteksi dan Annunsiator
....................................
209
209
212
216
216
220
221
222
223
223
224
225
226
227
230
231
232
233
233
234
234
235
236
238
BAB VI. SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL
............
6.1. Sistem Pentanahan Titik Netral
...................................
6.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral
....................................
6.2.1. Sistem Yang tidak Ditanahkan
…..................................
6.2.2. Metode Pentanahan titik Netral
.....................................
6.3. Pentanahan Titik Netral Tampa Impedansi ..........................
6.4. Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan
………...............
6.5. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Peterson ..............
6.6. Tranformator Pentanahan
………...........................
6.7. Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia
..............
6.8. Pentanahan Peralatan
...............................................
6.9. Exposur tegangan
................................................
6.10. Pengaruh Busur Tegangan Terhadap Tenaga Listrik..........
6.10.1.Pengaruh tahanan Pentanahan Terhadap Sistem ...............
6.10.2.Macam-macam Elektroda Pentanahan
.............. ..........
6.11. Metode Cara Pentanahan
.................................................
6.11.1.Pentanahan dengan Driven Ground.
..........................
6.11.2.Pentanahan Dengan Mesh atau Jala .............. ..................
6.12. Tahanan Jenis Tanah .............................................................
6.13. Pengkuran Tahanan Pentanahan
....................................
246
246
247
247
247
247
248
251
252
253
254
256
258
258
258
260
260
261
262
263
BAB VII. KONTRUKSI KABEL TENAGA
........................
7.1. Kabel Minyak ..........................................................................
7.1.1. Bagian-bagian Kabel Minyak
…...................................
7.1.2. Konduktor
.................................................
7.1.3. Isolasi Kabel ........................................................................
7.1.4. Data Kimia
........................................................................
7.2. Karakteristik Minyak .............................................................
7.3. Macam-macam Minyak Kabel .................................................
7.4. Tangki Minyak
.............................................................
7.5. Perhitungan Sistem Hidrolik
.....................................
7.6. Keselamatan Kerja
…..............................................
7.7. Crossbonding dan Pentanahan
..........................
7.8. Cara Kontruksi Solid bonding
….................................
7.9. Tranposisi dan sambung Silang
…................................
7.10. Alat Pengukur Tekakan
…................... ..............
7.11. Tekanan Pada Kabel Minyak
…..................................
7.12. Kabel Tenaga XLPE
…..............................................
7.13. Kontruksi Kabel Laut
…..............................................
265
265
265
265
266
267
268
270
272
278
280
290
292
294
299
300
303
307
BAB VIII. PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI .........
8.1. Manajemen Pemeliharaan
.................................................
8.1.1. Manajemen Pemeliharaan Peralatan ..................................
8.1.2. Perencanaan
................................................
8.1.3. Pengorganisasian
...........................................................
8.1.4. Penggerakan ........................................................................
8.1.5. Pengendalian ........................................................................
8.2. Pengertian dan tujuan Pemeliharan ....................................
8.3. Jenis-jenis Pemeliharaan
...............................................
8.4. Pemeliharaan Yang Dilakukan Terhadap Kabel Laut
Tegangan Tinggi
................................................................
8.5. Prosedur Pemeliharaan
................................................
8.6. Dekumen Prosedur Pelaksanan Pekerjaan ..........................
8.7. Pemilihan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Fillied
..............
8.8. Spare Kabel
........................................................................
8.9. Termination
.......................................................................
8.10. Tank Chanber Umum .............................................................
8.11. Anti Crossbonding Coverting
.....................................
7.12. Cara mengukur Tekanan Minyak Dengan Manometer.........
8.13. Penggelaran Kabel
................................................
8.14. Regangan maksimum yang diizinkan pada Kabel .............
8.15. Perhitungan Daya tarik Horizontal
........................
8.16. Peralatan Pergelaran kabel
....................................
8.17. Jadwal Pemeliharaan
................................................
8.18. Kebocoran minyak Kabel Tenaga
.........................
8.19. Gangguan kabel pada lapisan pelindung P.E. oversheath.....
310
310
310
311
312
313
314
314
315
318
321
330
332
335
335
337
338
342
348
349
350
353
353
354
360
8.19.1.Methoda mencari lokasi gangguan pada lapisan pelindung
kabel.......................................................................................
8.19.2.Methoda Murray
.............................................................
8.20. Memperbaiki Kerusakan Kabel
.........................
8.20.1.Memperbaiki kerusakan lead sheath kabel ..........................
8.20.2.Mengganti Kabel yang rusak
......................................
8.21. Auxiliary Cable. ....................................................................
360
360
366
366
367
370
BAB . IX. PROTEKSI SISTEM PENYALURAN ........................
9.1.
Perangkat Sistem Proteksi
....................................
9.1.1. Elemen Pengindra
.............................. ..............
9.1.2 Elemen Pembanding
...............................................
9.1.3 Elemen Pengukur
............................................................
9.2.
Fungsi dan Peralatan Rele Proteksi .....................................
372
373
373
373
373
374
9.2.1. Sensitif.
374
.............................. ................................
9.2.2. Selektif
..........................................................
9.2.3. Cepat ....................................................................................
9.2.4. Handal ....................................................................................
9.2.5. Ekonomis
..................................................................... ...
9.2.6. Sederhana
........................................................................
9.3.
Penyebab Terjadinya Kegagalan Proteksi .........................
9.4.
Gangguan pada sistem Penyaluran .....................................
9.4.1. Gangguan Sistem
......................... ....................
9.4.2 Gangguan Non Sistem
....................................
9.5.
Proteksi Pengantar .............................................................
9.6.
Sistem Proteksi SUTET
.................................................
9.7.
Media Telekomunikasi
.................................................
9.8.
Relai Jarak ........................................................................
9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak
............................. ................
9.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak ............
9.8.3 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa
.........................
9.8.4 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa
.........................
9.8.5 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah..................
9.9.
Karakteristik Rele Jarak
.................................................
9.9.1. Karakteristik Impedansi
............................. ..................
9.9.2. Karakteristik Mho
............................................................
9.9.3 Karakteristik Reaktance
.................................................
9.9.4 Karakteristik Quadrilateral
....................................
9.10. Pola Proteksi
...........................................................
9.10.1. Pola Dasar
...........................................................
9.10.2. Pola PUTT
...........................................................
9.10.3. Pola Permissive Underreach Transfer Trip .........................
9.10.4. Pola Blocking .......................................................................
9.11. Current Differential Relay
................................................
9.12. Proteksi Transformator Tenaga
.....................................
9.13. Rele Arus Lebih
................................................
374
374
375
375
375
375
376
376
376
376
378
379
379
379
381
381
381
382
383
383
383
384
385
386
386
386
387
387
390
397
400
9.14. Proteksi Penyulang 20 KV
...............................................
9.15. Disturbance Fault
............................................................
9.16. Basic Operation
................................................
9.17. Auto Recloser
............................................................
BAB . X. PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN..
10.1. Tujuan Pemeliharaan ...........................................................
10.2. Jenis-jensi pemeliharaan
.............................................
10.2.1. Pemeliharaan Rutin : ...........................................................
10.2.2. Pemeriksaan Rutin................................................................
10.2.3. Pemeriksaan Sistematis........................................................
10.2.4. Pemeliharaan Korektif............................................................
10.2.5. Pemeliharaan Darurat...........................................................
10.3. Prosedur Pemeliharaan SUTT/SUTET
.........................
10.3.1. Peralatan yang dipelihara ....................................................
10.3.2. Peralatan Kerja
...........................................................
10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan
................................. ..
10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharaan ................................. ..
401
402
404
405
410
410
410
410
410
411
412
412
413
413
418
420
421
Daftar Pustaka .
.......................................................................
422
Lampiran
.......................................................................
423
TEKNIK TRANSMISI TENAGA
LISTRIK
Oleh
Drs. Aslimeri, M.T
Drs. Ganefri, M.Pd
Editor
Drs. Sudaryono, M.T
DIREKTORAT PEMBINAAN SMK
MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DEPERTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
2007
DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSI
menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun
waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan.
3
3
3
3
TIG.CIF.0
1
TGM.HRB
Teknisi
Konstr
uksi &
Pemeli
TGM.HRB
2
TGM.HRB
2
TGM.CIF.
2
3
1
4
2
1
TIG.CIF.0
5
TGM.HRE
TIG.CIP.0
2
TIG.CIF.0
2
3
3
2
2
Keterangan
:
Nomor Kompetensi dari daftar
keseluruhan kompetensi program keahlian
teknik transmisi
Nomor Kode
Kompetensi
Jam Pencapaian
Kompetensi
6
= Outlet
8
TIG.CIS.0
8
TIG.CBH.
4
TIG.CIT.0
4
7
4
TMP HPN
1
4
TIG.CIF.0
1
8
TMC.Mmc
3
2
TSU.HSC.
1
TIG.CIS.0
8
TIG.CIF.0
4
TIG.CIT.0
4
4
9
TIG.CBH.0
4
TIG.CIT.0
4
2
TMP.PN.0
2
Asisten
Teknisi
Konstruks
i&
Pemelihar
TIG.CBH.
4
TIG.CBH.
2
9
TMP.HPN.
3
1
4
4
2
5
1
TMP.HPN.
2
Tekn
isi
Instal
asi
Listri
k
4
5
Asist
en
Tekn
isi
P
2
Asiste
n
Teknis
i
Konstr
3
TIG CIT 0
4
TIG CIT 0
8
TIG.CIT.0
4
TGU.HW
2
TGC.HWC
8
Asisten
Teknisi
Konstruks
i&
Pemelihar
8
2
1
1
1
TIG.CIC.0
1
TIG CIT 0
4
TIG CIF 0
1
TIG.CIT.0
4
TIG CIP 0
4
TIG.CIP.0
4
2
1
TNP.HPG.
1
TIG.CIP.0
4
Asist
en
Tekn
isi
Kons
t k
Asisten
Teknisi
Konstruksi
&
P
lih
BAB . I
PEMELIHARAAN SUMBER LISTRIK DC.
1.1.Hukum Ohm
Mari
kita
tinjau
sebuah
rangkaian listrik tertutup yang
berupa
sebuah
tahanan
dihubungkan pada kutub-kutub
sebuah baterai. seperti gambar 1.1
R
Saklar
Sumber tegangan (Baterai)
Gambar 1.1. Rangkaian Listrik
Tertutup
Perbedaaan muatan di dalam
Baterai mengakibatkan mengalirnya
arus listrik di dalam rangkaian yang
secara
perjanjian
ditentukan
mengalir dari kutub positip baterai
melalui beban tahanan kemudian
masuk ke kutub negatip baterai.
Dalam peristiwa ini dikatakan
sebuah Gaya Gerak Listrik bekerja
sehingga mengakibatkan mengalirnya arus listrik dalam rangkaian .
1.1.1.Perbedaan Potensial
(Tegangan)
Bila antara dua titik dalam
sebuah rangkaian terdapat energi
listrik yang dapat diubah menjadi
energi lain, maka antara dua titik
tersebut,
disebut
terdapat
perbedaan
potensial
atau
tegangan. Satuan dari tegangan
adalah Volt. Tegangan antara dua
titik dikatakan satu Volt bila energi
listrik yang diubah menjadi bentuk
lain adalah satu joule untuk setiap
coulomb yang mengalir.
Volt (V) =
Kerja sebesar W Joule
Muatan sebesar Q Coulomb
1.1.2. Arus Listrik
Arus listrik adalah gerakan
muatan listrik di dalam suatu
penghantar pada satu arah tertentu.
Muatan
listrik
dapat
berupa
elektron, ion atau keduanya. Di
dalam
penghantar,
umumnya
terdapat gerakan acak elektron
bebas diantara atom-atom statis.
Gerakan ini tidak menghasilkan
arus listrik. Namun pada suatu
keadaan tertentu, elektron bebas
dapat dipaksa untuk bergerak
dalam satu arah tertentu, yaitu ke
satu titik yang kekurangan elektron.
(perhatikan
bahwa
keadaan
kekurangan
elektron
disebut
muatan positip sedang kelebihan
elektron disebut muatan negatip).
Keadaan
mengalirnya
elektron
pada satu arah tertentu dinamakan
konduksi atau arus aliran elektron.
Pergerakan elektron ditentukan
oleh perbedaan muatan yang
terdapat antara kedua ujung
penghantar.
Jadi
pergerakan
elektron di dalam penghantar terjadi
akibat tarikan ujung penghantar
yang bermuatan positip maupun
dari ujung yang lebih negatip.
Sampai tahap ini harus sudah dapat
dimengerti perbedaan arus listrik
(konvensional) dan arus elektron.
Istilah yang mengatakan arus listrik
mengalir dari kutub positip ke arah
1
kutub negatip berasal dari teori
kuno, pada waktu kenyataan
sebenarnya mengenai arus elektron
belum diketahui benar.
Karena itu pada pembahasan
mengenai tabung elektron maupun
transistor
gambar-gambarnya
dilengkapi dengan tanda panah
arah arus elektron dan bukannya
arus listrik.
1.1.3. Satuan Arus Listrik
Satu satuan muatan listrik
adalah sebanding dengan adanya
6,20 x 1018 buah elektron.
Satuannya adalah coulomb (simbol
Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 1018
buah elektron. Arus listrik dalam
penghantar adalah pergerakan
terarah sejumlah elektron dari ujung
satu ke ujung lainnya. Dengan
demikian
arus
listrik
dapat
didefinisikan sebagai coulomb per
detik. Namun satuan arus listrik
yang umum digunakan yaitu
ampere, dimana satu coulomb per
detik = satu ampere
Q
=I
t
dimana I adalah lambang dari arus
listrik
atau
1.1.4. Tahanan
Sebuah penghantar disebut
mempunyai tahanan sebesar satu
OHM bila pada kedua ujungnya
diberi perbedaan potensial sebesar
satu volt dengan arus satu amper
mengalir diantara kedua ujung
tersebut. Dalam penghantar jenis
apapun, selama suhunya tetap,
perbandingan antara perbedaan
potensial pada ujung-ujungnya
dengan besarnya arus yang
mengalir di sepanjang penghantar
adalah sama.
Dengan demikian untuk setiap
penghantar berlaku :
Tegangan.pada.penghantar
= Tetap
arus.pada.penghantar
Hubungan dalam rumus di atas
bersifat LINIER dan bila digambar
berbentuk garis lurus. Harga tetap
pada rumus di atas ternyata adalah
nilai tahanan dari penghantar itu
dalam satuan OHM.
V (Volt)
R=
I (Ampere)
Jadi 1 Ohm merupakan arus
listrik sebesar satu ampere yang
mengalir dalam penghantar pada
tegangan 1 volt.
1.1.5. Faktor-Faktor Yang
Mempengaruhi Tahanan
Tahanan sebuah penghantar
berbanding
lurus
dengan
panjangnya dan berbanding terbalik
dengan besarnya penampang.
l
Sehingga : R (Ohm ) = ρ
A
dimana
ρ
adalah
tetapan
(konstanta)
Besarnya tetapan ρ tergantung
pada jenis material penghantar.
Konstanta atau disebut tahanan
jenis suatu material adalah tahanan
antara dua permukaan yang
berlawanan dari material itu dalam
bentuk kubus, dinyatakan dengan
satuan Ohm-cm.
Suatu dari panjang penghantar
yang dicari besar tahanannya
haruslah sesuai dengan satuan dari
tahanan jenis yang dipakai untuk
penghitung. Bila satuan panjang
yang digunakan adalah cm, maka
2
satuan tahanan jenisnya haruslah
menggunakan Ohm-cm.
Contoh :
Sepotong kawat sepanjang 100
m dengan penampang 0,001 cm2
dibuat dari bahan tembaga dengan
tahanan jenis = 1,7 µ ohm-cm.
Hitunglah
tahanan
kawat
penghantar tersebut.
L = 10.000 cm
A = 0,001 cm2
1,7
ρ = 6 Ohm − cm
10
1,7
R= 2
= 17Ohm
10 x 0,001
sedangkan yang meninggalkan
diberi tanda negatip, seperti gambar
1.2.
Jadi berlaku I1 + I2 - I3 - I4 = 0
I1
I4
I2
I3
Gambar 1. 2.arah aliran arus.
1.2. 2. Hukum Kirchoff II
Selain nilai tahanan tergantung
dari panjang dan material maka
besar nilai tahanan juga ditentukan
oleh
faktor
naik
turunnya
temperatur, sebagaimana dituliskan
dalam rumus.
Rt = R0 {1 + α (t2 - t1) }
dimana
R0=
Tahanan
pada
temperatur t1 oC
Rt = Tahanan pada temperature
t2 oC
α = Koefisien muai panjang sebuah
tahanan.
1.2. Hukum Kirchoff
1.2.1. Hukum Kirchoff I
Hukum Kirchoff I menyatakan,
bahwa aljabar
arus-arus yang
menuju ke suatu titik simpul adalah
sama dengan nol. Gambar 1.2
menunjukkan sebuah titik simpul
dari suatu rangkaian, dengan arusarus I1, I2, I3, I4 yang terhubung
dengan titik simpul tersebut. Untuk
dapat menjumlahkan secara aljabar
maka arus yang arahnya menuju
titik simpul diberi tanda positip,
Hukum Kirchoff II sering
disebut dengan Hukum Kirchoff
tentang
tegangan,
dinyatakan
dengan persyaratan bahwa dalam
suatu rangkaian tertutup jumlah
aljabar sumber
tegangan, dan
tegangan jatuh pada tahanan
adalah nol. Atau secara matematis
ditulis dengan rumus :
Σ V = Σ ( I x R)
Sebagai contoh gambar 1.3 dibatasi
daerah A-B-C-D-A.
Jadi untuk menerapkan hukum
ini, haruslah dipilih suatu rangkaian
yang tertutup. Arah arus harus
ditentukan lebih dahulu, seperti
gambar 1.3. searah dengan putaran
jarum jam dan ditentukan juga arah
referensi ggl suatu baterai adalah
searah
dengan
arus
yang
diakibatkannya, bila baterai tersebut
dibebani sebuah tahanan sendiri
(tanpa ada baterai lain), jadi
arahnya harus diambil dari kutub
negatip ke kutub positip.
3
Arah arusnya, bila belum
diketahui sebenarnya (harus dicari
dahulu) tetapi untuk keperluan
perhitungan
dapat
dipilih
sembarang. Nanti hasil perhitungan
akan menunjukkan, apakah arah
yang dipilih sementara itu sesuai
dengan arah arus
sebenarnya
atau tidak, hal ini akan ketahuan
pada hasil akhir perhitungan (+
atau - )
I6
R1
I1
I7
B
I
I2
I3
R1
R2
V2
R3
V3
I (Amps)
V Volt
R2
Gambar1. 4. Sambungan Seri
R
Ea
A I5
Tahanan-tahanan
dikatakan
tersambung seri bila tahanantahanan tersebut dihubung kan dari
ujung ke ujung sebagaimana
diperlihatkan dalam gambar 1.4
Dalam sambungan seri arus yang
mengalir pada setiap tahanan akan
sama besarnya.
V1
C
ra
1. Rangkaian Seri
Eb
rb
D
I8
I (AMPS)
E0
Gambar1. 3.Arah aliran arus
tertutup
Suatu ggl dihitung positip, bila
arah referensinya sama dengan
arah arus yang telah dipilih.
Sebaliknya bila arah referensi
berlawanan dengan arah arus maka
besaran
yang
bersangkutan
dihitung negatip.
Sehingga dari gambar 1.3.
dapat dituliskan.
I1 R1 + I2 R2 + I3 ( R3+ rb) - Eb + Ea+
I ra = 0
atau
Eb - Ea = I1 R1 + I2 R2 +
I3 (R3 + rb)+ I ra
V (VOLT)
Gambar1. 5. Tahanan Pengganti
(Ekivalen)
Dengan menggunakan hukum
Ohm diperoleh :
V1 = Tegangan di R1 = IR1 volt
V2 = Tegangan di R2 = IR2 volt
V3 = Tegangan di R3 = IR3 volt
Sekarang
bilamana
ketiga
tahanan itu harus digantikan oleh
satu tahanan pengganti yang
nilainya tak berubah maka hal itu
dapat
digambarkan
sebagai
tahanan ekivalen, lihat gambar 1.5.
Dari hukum Ohm, perbedaan
potensial pada V = I.R volt atau,
V = I.R
4
Kembali kepada gambar 1.4,
jumlah perbedaan potensial yang
melalui tahanan R1, R2, R3
haruslah sama dengan tegangan
sumber sebesar V volt, atau :
dari persamaan diatas diperoleh
V V
V
V
: =
+
+
R R1 R 2 R3
I1
V = IR1 + IR2 + IR3 dan
I1
R1
R2
IR = IR1 + IR2 + IR3 atau
R = R1 + R2 + R3
2. Rangkaian Paralel
Tahanan-tahanan
dinyatakan
tersambung paralel bila kedua
ujung
tahanan
disambung
sebagaimana diperlihatkan dalam
gambar 1.6. Dalam keadaan ini
semua
tahanan
tersambung
langsung kepada sumber tegangan,
sehingga perbedaan potensial yang
dialami setiap tahanan adalah sama
dengan V volt. Tetapi arus dari
sumber kini terpecah menjadi tiga
I1, I2, I3, sehingga:
I3 R3
I AMPS
V Volt
Gambar1. 6. Sambungan Paralel
R
I AMPS
VVolt
Gambar 1.7. Tahanan Pengganti
Paralel
I = I1 + I2 + I3
Sehingga
dan
I1 =
V
R1
V
I2 =
R2
I3 =
V
R3
Tahanan ekivalen / pengganti
dari
ketiga
tahahan
yang
tersambung paralel digambarkan
dalam gambar 1. 7.
I=V/R
1
1
1
1
=
+
+
R R1 R 2 R3
Rumus ini digunakan untuk
mendapatkan tahanan pengganti
dari rangkaian tahanan yang
tersambung paralel.
Contoh :
Carilah tahanan pengganti dari 3
buah tahanan 10 ohm yang
disambung paralel.
1
1
1
1
3
=
+ +
=
R 10 10 10 10
5
Sehingga R =
10
= 3,333Ohm
3
3. Rangkaian Kombinasi
Gambar 1.8 adalah suatu
rangkaian
yang
memiliki
sambungan paralel maupun seri.
Dari harga tahanan yang diberikan
kita dapat menghitung besarnya
tahanan pengganti sebagai berikut.
Bila
Rx
merupakan
tahanan
pengganti yang dimaksud dan Ry
adalah tahanan pengganti dari
rangkaian paralel ( 4 dan 2 Ohm )
maka,
1
1 1 3
= + =
Ry 4 2 4
4
1
= 1 Ohm
3
3
Rangkaiannya kini sama seperti
pada gambar 1.4. dimana :
Ry =
R1 = 10 ohm
1
R2 = 1
ohm
3
R3 = 6 ohm
Dengan demikian tahanan
pengganti seri paralel adalah :
1
Rx = 10 + 6 + 1
3
1
Rx = 17
ohm
3
..
4Ω
10Ω
6Ω
Sehingga arus yang mengalir ke
dalam rangkaian dapat dihitung
sebagai berikut :
V
I=
R
12
I=
1
17
3
9
I = Amper
13
1.3. Daya Dalam Rangkaian DC.
Bila suatu arus melewati suatu
tahanan, maka akan timbul panas.
Seperti halnya dalam bidang
mekanik, disini ada dua hal yang
mempunyai definisi sama, yaitu
energi dan daya (power). Energi
listrik adalah kemampuan suatu
sistem listrik untuk melakukan kerja.
Satuan energi listrik adalah joule.
Kerja (work) atau usaha
adalah terjadi bila suatu muatan
Q coloumb bergerak melalui
perbedaan tegangan V volt, atau
W (work)
= VQ joule
Q
= I t coloumb
sehingga W = V I t joule
Daya listrik adalah ukuran
kerja yang dilakukan. Karena
satuan kerja adalah joule maka
daya diukur dalam joule per-detik,
atau watt.
1 watt = 1 joule/detik
2Ω
I AMPS
12 VOLTS
Gambar 1.8. Rangkaian Seri –
Paralel
Energi atau kerja(joule)
Jadi, Daya = -------------------------waktu (detik )
6
P=
VIt
atau P = VI
t
Dengan hukum OHM dapat kita
peroleh rumus (formula) lain yang
akan memudahkan perhitungan.
P = V.I (watt)
Menurut hukum Ohm V = IR
sehingga P = I x IR atau
P = I2 x R
atau
V2
V .V
P=
watt atau P =
watt
R
R
Sebagai contoh :
Lampu dengan sumber tegangan
220 V mengalirkan arus 1 Amper
(Gambar 1.9), maka :
P = 220 x 1 = 200 watt
P = I2 R
V2
watt
R
Jika suatu alat pemanas
disambungkan pada suatu sumber
tegangan, maka arus akan mengalir
pada elemen (tahanan) dari alat
pemanas tersebut. Proses ini
adalah
sebagai
aplikasi
dari
perubahan energi listrik menjadi
energi panas dengan elemen
(tahanan) dari alat pemanas
tersebut.
Apabila alat pemanas yang
digunakan pada labelnya tertulis
1 kW, 2 kW dan sebagainya, ini
menunjukkan bahwa alat pemanas
2 kW menyerap daya lebih besar
dari alat pemanas 1 kW, karena alat
pemanas 2 kW menyerap daya 2
kali lebih besar dari alat pemanas
1 kW. Besarnya daya yang diserap
ini dinotasikan denga simbol P
dalam satuan watt.
Dalam kenyataannya daya
(dalam watt) pada suatu rangkaian
tahanan
(resistor)
dapat
menggunakan perhitungan yang
mudah yaitu :
dan
P=
P=VxI
dimana :
V=IxR
maka :P = I x R x I
Gambar 1.9.
Rangkaian Pengukuran Daya Dari
Arus Listrik DC
1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DC
Pada arus searah, sumber
tegangan pada suatu rangkaian
mempunyai sisi positif dan sisi
negatif, kedua sisi ini disebut
polaritas. Sisi posiif atau kutub
positif digambarkan dengan “ + “
dan kutub negatif digambarkan
dengan “ - “.
_
Negative pole
+
Positive pole
Gambar 1.10. Rangkaian
Polaritas
dari
sumber
tegangan arus searah (DC) tak
pernah berubah, dimana terminal
kutub
negatif
selalu
7
mempertahankan polaritas negatif,
dan
terminal
positif
mempertahankan polaritas positif.
Oleh karena itu dalam suatu
rangkaian
yang
menggunakan
sumber rangkaian DC, arus selalu
mengalir melalui rangkaian tersebut
dalam satu arah.
Mari
kita
tinjau
sebuah
rangkaian listrik tertutup yang
berupa sebuah tahanan yang
dihubungkan pada kutub-kutub
sebuah baterai.
Beban
Saklar
Baterai
Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup
Jumlah elektron yang mengalir
setiap detik dapat mencapai jutaan
elektron. Laju aliran elektron setiap
detik diukur dalam satuan Ampere
(I)
2. Tegangan Listrik.
Untuk menghasilkan aliran listrik
harus ada beda potensial antara 2
kutub. Beda potensial antara 2
kutub ini dinyatakan dalam satuan
Volt (V). Tegangan dapat dianggap
sebagai potensial pendorong bagi
proses
perpindahan
elektron
melintasi konduktor.
Bila beda potensial antara dua
kutub konduktor naik, maka jumlah
elektron yang mengalir melintasi
konduktor
menjadi
bertambah
banyak, karena itu arus listrik pun
akan bertambah besar.
Perbedaan muatan didalam
baterai mengakibatkan mengalirnya
arus listrik di dalam rangkaian yang
secara
perjanjian
ditentukan
mengalir dari kutub positif baterai
melalui beban tahanan kemudian
masuk ke kutub negatif baterai.
Dalam peristiwa ini dikatakan
Gaya Gerak Listrik (GGL) bekerja
sehingga mengakibatkan mengalirnya arus listrik.
3.Tahanan Listrik.
1.3.2. Hubungan Antara Arus,
Tegangan dan Tahanan.
Sebaliknya
bahan
yang
mempunyai sedikit elektron bebas
disebut isolator. Isolator bukan
penghantar listrik yang baik, karena
mempunyai sedikit sekali elektron
bebasnya. Apabila diinginkan untuk
menghambat aliran listrik, maka
gunakan isolator.
Penghambat
aliran
listrik
biasanya disebut Tahanan (R)
dalam satuan ohm.
Sebuah
penghantar disebut mempunyai
1. Arus Listrik.
Arus
listrik
adalah
aliran
elektron bebas berpindah dari suatu
atom
ke
atom
lain
dalam
penghantar. Arus Listrik (aliran
elektron) akan terjadi bila ada
perbedaan potensial diantara ke
dua ujung sebuah konduktor.
sudah
diketahui
bahwa
konduktor mempunyai sejumlah
elektron
bebas.
Logam-logam
biasanya merupakan konduktor
yang baik karena mempunyai
banyak elektron bebas. Tembaga
(Cu) dan Alumunium (AL) adalah
logam yang banyak digunakan
sebagai konduktor.
8
tahanan sebesar satu ohm bila
perbedaan
ujungnya
diberikan
perbedaan potensial sebesar satu
volt dengan arus satu amper
mengalir diantara kedua ujung
tersebut. Dalam penghantar jenis
apapun,
selama
suhunya
tetap,perbandingan
antara
perbedaan potensial pada ujungujungnya dengan besarnya arus
yang
mengalir
disepanjang
penghantar adalah sama. Dengan
demikian untuk setiap penghantar
berlaku :
Tegangan.Pada.pengantar
= tetap
Arus.dalam.penghantar
Hubungan
dalam
rumus
tersebut diatas bersifat linier dan
bila digambarkan berbentuk garis
lurus. Harga tetap pada rumus
diatas ternyata adalah nilai tahanan
dari penghantar itu dalam satuan
ohm.
V (Volt )
I .( Amp) =
R (ohm )
(formula ini disebut hukum Ohm)
Tipe dan aplikasi resistor yang
sering ditemui
adalah sebagai
berikut. Rangkaian elektronik yang
sangat komplek, mungkin terdiri
dari beberapa ratus komponen.
Komponen-komponen
tersebut
mempunyai
bermacam-macam
katagori, antara lain ada komponen
yang tidak dapat menguatkan
(misal : resistor, kapasitor, dan
induktor), dan ada pula kompoen
yang dapat menguatkan/ amplifikasi
atau berfungsi sebagai saklar (misal
: Transistor, IC).
a. Resistor
Hampir dapat dipastikan pada
semua
rangkaian
elektronik
mengandung
resistor
yang
berfungsi mengontrol arus dan atau
tegangan.
Didalam aplikasinya resistor sering
digunakan untuk :
- Mengontrol tegangan dan arus
bias pada amplifier/penguat
transistor
- Mengubah arus keluaran yang
berkaitan
dengan
drop
tegangan
keluaran,
dan
menyediakan
suatu
nilai
tertentu.
Nilai
resistansi,
biasanya
dinyatakan dengan besaran : Ω, kΩ
atau m Ω.
b. Resistor Variable
Resistor variabel mempunyai
bermacam-macam bentuk, tetapi
yang
paling
populer
adalah
potensiometer karbon dan gulungan
kawat. Tipe karbon lebih cocok
diaplikasikan untuk daya rendah
(umumnya kurang dari 1 watt). Tipe
gulungan kawat digunakan untuk
daya maksimum 3 watt.
c. Nilai Resistansi
- Tertulis pada body resistor,
mempunyai toleransi 10%.
Misal : tertulis 100 Ω, maka nilainya
(90 - 110) Ω.
- Dekade seri, misal : seri E6
mempunyai toleransi 20%; seri E
12 mempunyai toleransi 10%; dan
seri
E
24
mempunyai
toleransi 5%.
Kode warna, ada dua metode,
antara lain metode : empat pita; dan
lima pita . Tipe dan aplikasi resistor
yang sering ditemui adalah seperti
tabel 1.1 :
9
Tabel 1.1 Tipe dan aplikasi resistor
Tipe
Karakteristik
Aplikasi
Carbon
composition
Murah, toleransi rendah
koefisien temperatur
rendah, ada desah, dan
kestabilan rendah.
Keperluan umum yang tidak
kritis, penguat sinyal besar,
dan catu daya.
Carbon film
Metal film
Metal oxide
Aluminium clad
wirewound
Ceramic
wirewound
Silicon
and
vitreous enamel
wirewound
Toleransi tinggi, kestabilan
tinggi
Koefisien suhu rendah,
kestabilan tinggi
Keperluan umum :
beban, dan pull-up.
bias,
Keperluan
umum
dan
rangkaian desah rendah:
bias dan beban rangkaian
penguat tingkat rendah
Desah sangat rendah, Keperluan umum : amplifier
kestabilan dan keandalan desah rendah dan sinyal
tinggi.
kecil.
Disipasi sangat tinggi
Catu daya dan beban daya
tinggi
Disipasi tinggi
Catu daya.
Disipasi tinggi
Catu daya, penguat daya
dan kendali
Metode empat pita
Toleransi
Pengali
Angka II
Angka I
Gambar 1.12. Kode Warna Resistor Empat Pita
10
Keterangan :
Angka I, II dan III
Hitam
=0
Coklat
=1
Merah
=2
Orange
=3
Kuning
=4
Hijau
=5
Biru
=6
Ungu
=7
Abu-abu
=8
Putih
=9
Pengali
Perak
Emas
Hitam
Coklat
Merah
Orange
Kuning
Hijau
Biru
Toleransi
Merah = ± 2%
Emas
= ± 5%
= 0.01
= x 0.1
=x1
= x 10
Perak = ± 10%
= x 100
Tanpa warna =± 20%
= x 1000
= x 10.000
= x 100.000
= x 1.000.000
contoh :
Kuning = 4
Ungu = 7
Emas = x 0.1
jadi, nilai resistansi = 47 x 0.1 = 4.7Ω ± 10%
Perak = ± 10% = 4R7 ± 10%
Gambar 1.13. Rangkaian
Metode lima pita
Toleransi
Pengali
Angka III
Angka II
Angka I
Gambar 1.14. Kode Warna Resistor Lima Pita
11
Contoh
Coklat = 1
Hitam = 0
Jadi, nilai resistance
Hitam = 0
= 100 x 100 = 10.000 ± 5%
Merah = x 10
= 10 K ± 5% Ω
Emas = ± 5%
Gambar 1.15. Rangkaian
Ada kode huruf yang menyatakan posisi titik desimal pengali dan
toleransi, yang digunakan untuk menentukan nilai resistansi, antara lain :
Kode
Pengali
Kode
Toleransi
R
x1
F
± 1%
K
x 1000
G
± 2%
M
x 1.000.000 J
± 5%
K
± 10%
M
± 20%
Contoh :
Kode
R22M
4R7K
Nilai
Toleransi
0.22Ω
4.7 Ω
68RJ
1MOF
± 20%
± 10%
68 Ω
1M Ω
± 5%
± 1%
d. Aplikasi Resistor
- Hubungan seri R = R1 + R2
-
Hubunganparalel
1
1
1
=
+
R R1 R2
- Pembagi tegangan Vout = Vin
- Pembagi arus Iout = Iin
R1 R2 + R 2
e. Termistor
Termistor (thermally sensitive
adalah
komponen
resistor)
elektronika yang mempunyai
sifat/karakteristik resistansinya
bervariasi terhadap perubahan
suhu. Karena sifat inilah, maka
didalam
aplikasinya
sering
digunakan
sebagai
elemen
sensor kompensasi suhu. Ada 2
tipe termistor ; PTC (Positive
.
12
Temperature Coefficiant), dan
NTC
(negative
temperature
coefficient).
f. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen
elektronik yang sangat penting
untuk
memperbaiki
kerja
rangkaian elektronik, dan dapat
berfungsi untuk menyimpan
energi dalam bentuk medan
listrik. Aplikasi kapasitor antara
lain
sebagai
kapasitor
penyimpan pada catu daya,
kopling sinyal AC antara tingkat
penguat dan kopling DC catu
daya. Nilai kapasitansi, biasanya
dinyatakan dengan besaran: uF,
nF atau pF. Tipe dan aplikasi
kapasitor yang sering ditemui
adalah sebagai berikut :
Tabel 1.2 Tipe dan aplikasi kapasitor
Tipe
Karakteristik
Aplikasi
Keramik
Ukuran
kecill,
De-kopling frekuensi menengah
induktansi rendah
dan tinggi, timing, kompensasi
suhu,
Elektrolit
Nilai
kapasitansi Reservoir catu daya, de-kopling
relatif
besar, frekuensi rendah
polarisasi
Metal - film
Reservoir catu daya tegangan
Nilai
kapasitansi
tinggi DC, koreksi faktor daya
sedang, cocok untuk
pada rangkaian AC
aplikasi
tegangan
tinggi, relatif mahal
Mika
Stabil, koefisien suhu Osilator frekuensi tinggi, timing,
rendah
filter, pulsa
Polikarbonat
Kestabilan
tinggi, Rangkaian timing dan filter
ukuran fisik kecil.
Poliyester
Keperluan umum
Kopling dan de-kopling
Polipropilin
Hilang
dielektrik
sangat rendah
Harga murah, aplikasi
tegangan rendah .
Kopling dan de-kopling rangkaian
tegangan tinggi filter utama
Timing,
filter,
osilator
dan
deskriminator
Polistirin
Tantalum
Nilai
kopel
relatif Kopling dan de-kopling
besar ukuran fisik
sangat kecil.
13
g. Aplikasi kapasitor
- Hubungan seri 1/C = 1/C1 +1/C2
- Hubungan paralel C = C1 + C2
- Kapasitor didalam rangkaian AC
Reaktansi kapasitip dinyatakan
sebagai
rasio
tegangan
terhadap arus kapasitor dan
diukur dalam Ω.
V
I
1
=
.Ω
XC = C =
IC 2π .f .c ω.f .c
Induktor
Induktor
adalah
komponen
elektronika
yang
jarang
digunakan
seperti
halnya
resistor atau kapasitor. tetapi
penting didalam aplikasinya
sebagai filter frekuensi tinggi
dan penguat frekuensi radio.
Nilai
induktansi
biasanya
dinyatakan dengan besaran : H,
mH, nH.
Tipe induktor yang sering
ditemui adalah :
RM6, RM7, dan RM10.
Aplikasi Induktor
- Hubungan seri L = L1 + L2
- Hubungan paralel 1/L = 1/L1 +
1/L2
- Induktor didalam rangkaian AC :
Reaktansi induktif dinyatakn
sebagai rasio tegangan terhadap
arus induktor dan diukur dalam Ω
V
X L = L = 2.π .f .L = ω.L.Ω
IL
Rangkaian R, L, dan C
(a). Rangkaian timing C-R dan
karakteristiknya
(b) Integrator C-R
(c
Differensiator C-R
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(I)
(j)
Low-Pass filter C-R
High-pass filter C-R
Filter C-R kaskade
Band pass filter C-R
Low-pass dan high-pass filter
L-C
Band-pass filter L-C seri
Band-pass L-C paralel
Transformator (trafo)
Berdasarkan
fungsinya,
trafo
dibagi menjadi empat kategori :
- Trafo utama /daya (50 Hz, atau
60 Hz )
- Trafo frekuensi audio ( 20 Hz 20 Khz )
- Trafo frekuensi tinggi
(≥ 100 k Hz)
- Trafo pulsa ( 1k Hz - 100 kHz)
Hubungan antara tegangan
primer dan sekunder
VP NP
=
VS NS
Vp = Tegangan primer
Vs = Tegangan sekunder
Np = Belitan primer
Ns = Belitan sekunder
Hubungan antara arus Primer dan
sekunder
Ip = Arus Primer
Is = Arus sekunder
Np = Belitan Primer
Ns = Belitan sekunder
IS N P
=
I P NS
Daya Trafo ( VA )
Daya trafo dapat diestimasi
dengan perhitungan : Total daya
14
yang dikonsumsi oleh beban
dikalikan 1.1.
Daya trafo = 1.1 x Ps (VA)
1.4. SEMIKONDUKTOR
Semikonduktor dapat mencakup
beberapa
alat/komponen
elektronika, antara lain mulai dari
dioda s/d VLSI. ( Very Large
Scale Integrated )
1. Dioda
Dioda adalah alat elektronika
dua-terminal,
yang
hanya
mengalirkan arus listrik dalam
satu
arah
apabila
nilai
resistansinya rendah.
Bahan semikonduktor yang
digunakan
umumnya
adalah
silikon atau germanium.
Jika dioda dalam keadaan
konduksi, maka terdapat tegangan
drop kecil pada dioda tersebut.
Drop tegangan silikon ≈ 0,7 V;
Germanium ≈ 0.4V.
a. Aplikasi Dioda
Sesuai dengan aplikasinya
dioda, sering dibedakan menjadi
dioda sinyal dan dioda penyearah.
(a) Penyearah setengah gelom bang
(b). Penyearah Gelombang Penuh
b. Dioda Zener
Dioda zener adalah dioda
silikon, yang mana didesain
khusus
untuk
menghasilkan
karakteristik
“breakdown”
mundur,. Dioda zener sering
digunakan
sebagai
referensi
tegangan.
c. Dioda Schottky .
Dioda schottky mempunyai
karakteristik
“fast
recovery”,
(waktu
mengembalikan
yang
cepat, antara konduksi ke non
konduksi).
Oleh
karena
karakteristiknya ini, maka banyak
diaplikasikan pada rangkaian daya
modus “saklar”. Dioda ini dapat
membangkitkan drop tegangan
maju kira-kira setengahnya dioda
silikon konvensional, dan waktu
kembali balik sangat cepat.
d. Optoelektronika
Optoelektronika adalah alat
yang
mempunyai
teknologi
penggabungan antara optika dan
elektronika.
Contoh
alat
optoelektronika antara lain : LED
(Light Emitting Dioda), foto dioda,
foto optokopler, dan sebagainya.
e.L E D
LED adalah sejenis dioda,
yang akan memancarkan cahaya
apabila mendapat arus maju
sekitar 5 ∼ 30 mA. Pada umumnya
LED terbuat dari bahan galium
pospat
dan
arsenit
pospit.
Didalam aplikasinya, LED sering
digunakan sebagai alat indikasi
status/kondisi tertentu, tampilan
“Seven-segment, dan sebagainya.
f. Fotodioda
Foto dioda adalah jenis foto
detektor,
yaitu
suatu
alat
optoelektronika
yang
dapat
mengubah cahaya yang datang
mengenanya menjadi besaran
listrik. Prinsip kerjanya apabila
sejumlah cahaya mengena pada
persambungan,
maka
dapat
15
mengendalikan arus balik di
dalam dioda.
Di dalam aplikasinya, foto dioda
sering digunakan untuk elemen
sensor/detektor cahaya.
g. Fototransistor
Fototransistor
adalah
komponen
semikonduktor
optoelektronika
yang
sejenis
dengan fotodioda. Perbedaannya
adalah terletak pada penguatan
arus βdc. Jadi, pada fototransistor
akan menghasilkan arus βdc kali
lebih besar dari pada fotodioda.
h.Optokopler
Optokopler
disebut
juga
optoisolator
adalah
alat
optoelektronika yang mempunyai
teknologi
penggabungan
dua
komponen
semikonduktor
di
dalam satu kemasan, misalnya :
LED
fotodioda,
LED
fototransistor dan sebagainya.
Prinsip kerja optokopler adalah
apabila cahaya dari LED mengena
foto dioda atau foto transistor,
maka
akan
menyebabkan
timbulnya arus balik pada sisi
fotodioda atau foto transistor
tersebut. Arus balik inilah yang
kana
menentukan
besarnya
tegangan keluaran. Jadi apabila
tegangan
masukan
berubah,
maka cahaya LED berubah, dan
tegangan keluaran juga berubah.
Didalam aplikasinya, optokopler
sering digunakan sebagai alat
penyekat diantara dua-rangkaian
untuk
keperluan
pemakaian
tegangan tinggi.
i. LDR
LDR
(Light
Dependent
adalah
komponen
Resistor)
elektronika yang sering digunakan
sebagai transduser/elemen sensor
cahaya. Prinsip kerja LDR apabila
cahaya yang datang mengena
jendela LDR berubah, maka nilai
resistansinya akan berubah pula.
LDR
disebut
juga
sel
fotokonduktip.
j. S C R
SCR
(Silicon
Controlled
Rectifier) disebut juga “thyristor”,
adalah komponen elektronika tigaterminal yang keluarannya dapat
dikontrol
berdasarkan
waktu
penyulutnya.
Di
dalam
aplikasinya,
SCR
sering
digunakan
sebagai
alat
“Switching” dan pengontrol daya
AC.
k. TRIAC
Triac adalah pengembangan
dari SCR, yang mana mempunyai
karakteristik dua-arah
(bidirectional). Triac dapat disulut
oleh kedua tegangan positip dan
negatip. Aplikasinya, triac sering
diguna- kan sebagai pengontrol
gelombang penuh
16
Tabel 1. 3. Macam-macam Tipe Triac
Type
BC109
BC184L
BC212L
TIP31A
TIP3055
Material Construction
Silicon
Silicon
Silicon
Silicon
Silicon
Case style
n-p-n
n-p-n
n-p-n
n-p-n
n-p-n
collector TO18
TO92
TO92
TO220
TAB
Maximum
power
Dissipaition (Pc)
360 mW
300 mW
300 mW
40 W
90 W
Maximum collector
Current (Ic)
Maximum Collector
Emitter voltage (Vceo)
Maximum collector
100 mA
200 mA
-200 mA
3A
15A
20 V
30 V
-50 V
60 V
60V
30 V
45 V
-60 V
60V
100V
Current gain (hfe)
200-800
250
60-300
10-60
5-30
Transition frequency
250 MHz
150 MHz
200 MHz
8 MHz
8MHz
base voltage (Vcbo)
l. DIAC
Diac
adalah
saklar
semikonduktor dua-terminal yang
sering digunakan berpasangan
dengan TRIAC sebagai alat
penyulut (trigger).
2. Transistor (Transfer Resistor)
Transistor adalah salah satu
komponen semikonduktor yang
dapat
digunakan
untuk
memperkuat sinyal listrik, sebagai
sakelar dan sebagainya. Pada
dasarnya transistor terbuat dari
bahan silikon atau germanium.
Jenis transistor adalah PNP dan
NPN simbol kedua jenis transistor
adalah sebagai berikut :
-
Transistor
dapat
digunakan
bermacam-macam aplikasi namun
dapat
dikategorikan
sebagai
berikut :
- Transistor linear, didesain untuk
aplikasi
linear
(penguatan
tegangan tingkat rendah)
Transistor daya, didesain untuk
beroperasi tingkat daya tertentu
(daya frekuensi audio dan
sebagainya)
- Transistor
frekuensi
radio,
didesain khusus untuk aplikasi
frekuensi tinggi
- Transistor
tegangan
tinggi,
didesain
khusus
untuk
menangani keperluan tegangan
tinggi
17
fungsi transistor, tetapi prinsip
dasar kerjanya berbeda. Ada dua
jenis FET, antara lain : JFET
(junction field effect transistor),
dan MOSFET (Metal-Oxide Semi
Conductor Field Effect Transistor).
Seluruh jenis FET dapat dibagi
menjadi dua versi, yaitu : kanal P,
dan kanal N. Simbol JFET dan
karakteristiknya adalah seperti
berikut ini :
Contoh karakteristik FET dapat
disusun sesuai konfigurasinya,
adalah sebagai berikut :
Kerja transistor dapat dijelaskan
dengan bantuan grafik garis
beban DC dan rangkaian dasar
bias-basis sebagai berikut :
Perpotongan dari garis beban
DC dengan kurva arus basis
disebut titik kerja (titik Q) atau titik
stasioner.
Contoh karakteristik beberapa tipe
transistor
a. F E T
FET (Field effect transistor)
adalah komponen semikonduktor
yang dapat melakukan berbagai
Tabel 1.4. Mode of operation
Parameter
Voltage
gain
Common source
Medium
(40)
Common drain
Unity
(1)
Common gate
High
(250)
Current
gain
Very high
(200.000)
Very high
(200.000)
Unity
(1)
Power gain
Very high
(200.000)
High
(250)
Input
Very high
(8.000.000)
Very high
Very high
Low
resistance
(1 MΩ)
(1 MΩ)
(500 Ω)
Output
(Medium/high
Low
High
resistance
(50 kΩ)
(200 Ω)
(150 kΩ)
Phase shift
180°
0°
0°
b. JFET
JFET sangat luas digunakan pada
rangkaian
penguat
linier,
sedangkan
MOSFET
sering
dipakai pada rangkaian digital.
3. IC (Integrated Circuit)
IC adalah bentuk rangkaian
integrasi
yang
terdiri
dari
beberapa komponen elektronik,
18
OPAMP (Operational Amplifier)
dan IC digital misalnya IC-TTL
(Transistor - Transistor Logic).
misalnya : transistor, dioda, dan
resistor.
Ukuran
relatif
alat
semikonduktor chip ditentukan
oleh apa yang disebut dengan
skala-integrasi
(SI).
Terdapat
beberapa skala integrasi ukuran
IC, antara lain SSI, MSI, LSI,
VLSI, dan SLSI. IC dapat dibagi
menjadi dua kelas umum, antara
lain ; IC linier (analog), dan IC
digital. Contoh IC analog adalah
4. OP-AMP
OP-AMP adalah rangkaian
penguat
operasional
yang
berbentuk IC (chip). Simbol OpAmp adalah seperti gambar 1.16.
sebagai berikut :
V2
A
Vo
V1
Gambar 1.16. Simbol OP-AMP
Contoh karakteristik beberapa tipe Op-Amp adalah seperti tabel 1- 5. :
Type
Tabel 1- 5 karakteristik beberapa tipe Op-Amp
741
355
081
3140
Technology
Bipolar
7611
JFET
BIFET
MOSFET
CMO
Open
loop
voltage 106
gain(dB)
Input resistance
2 MΩ
106
106
100
102
1012Ω
1012Ω
1012Ω
1012Ω
Full-power
bandwidth
(kHz)
Slew rate (V/us)
Input offset voltage
(mV)
Common
mode
rejection ratio (dB)
10
60
150
110
50*
0,5
1
5
3
13
5
9
5
0.16*
15
90
100
76
90
91*
Di dalam aplikasinya OP-AMP,
ada
yang
berbentuk
paket
tunggal, berpasangan (tipe dual) 1
dan paket empat (tipe quad).
Sebenarnya ada tiga konfigurasi
dasar Op-Amp, yaitu inverting,
19
non-inverting,
dan
differential
amplifier.
Namun
dapat
dikembangkan
menjadi
konfigurasi penguat yang lainnya.
Beberapa konfigurasi Op-Amp
dan rumus persamaannya adalah
sebagai berikut :
(a) Inverting
(e) Summer
(b) Non-Inverting (f) Differensiator
(c) Differential
(g) Integrator
(d) Voltage Follower
(h) Instrumentation Amplifier
1.5. Sistem DC Power
DC Power adalah alat bantu
utama yang sangat diperlukan
sebagai suplai arus searah (direct
current) yang digunakan untuk
peralatan-peralatan
kontrol,
peralatan proteksi dan peralatan
lainnya
yang
menggunakan
sumber arus DC, baik untuk unit
pembangkit
dalam
keadaan
normal maupun dalam keadaan
darurat (emergency).
Pada
beberapa
unit
pembangkit
kecil,
khususnya
Pembangkit Listrik Tenaga Gas
(PLTG)
maupun
Pembangkit
Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
dengan kapasitas daya terpasang
kecil,
sumber
DC
Power
digunakan sebagai start-up unit.
Dalam
instalasi
sumber
tegangan/ arus searah (direct
current, DC) meliputi panel-panel
kontrol, instalasi / pengawatan
listrik, meter-meter, indikator dan
perlengkapan lainnya seperti :
charger, baterai dan inverter.
Sumber Instalasi DC Power
dipasok oleh rectifier atau charger
baik dari sumber 3 phase maupun
1 phase yang dihubungkan
dengan baterai dengan kapasitas
tertentu sesuai kebutuhan dan
tingkat kepentingannya.
Kapasitas baterai biasanya
disesuaikan dengan kebutuhan
yang ada pada unit pembangkit itu
sendiri baik sebagai back up
power ataupun start up unit. 2.
1.Penggunaan Sistem DC
Power
Sistem DC Power pada unit
pembangkit
digunakan
untuk
mensuplai
tenaga
listrik
keperalatan-peralatan
yang
menggunakan
arus
searah,
seperti :
− Motor-motor
arus
searah
(Motor DC), seperti untuk EOP
− Sistem
Kontrol
dan
Instrumentasi, seperti kontrol
turbin,
kontrol
boiler,
switchgear.
− Relay Proteksi
− Lampu Penerangan
(Emergency Lamp).
− Inverter (UPS)
2. Instalasi Sistem DC Power
Instalasi sistem DC power
suatu pembangkit berfungsi untuk
menyalurkan suplai DC yang
dipasok oleh rectifier atau charger
tiga fasa maupun satu fasa yang
dihubungkan dengan satu atau
dua set baterai.
Terdapat 3 (tiga) jenis instalasi
atau suplai DC power yang
digunakan di unit pembangkit,
antara lain:
20
−
Instalasi Sistem DC Power
220 / 250 Volt,
−
Instalasi Sistem DC Power
110 / 125 Volt,
−
Instalasi Sistem DC Power
24 / 48 Volt
1.5.1. Instalasi Sistem DC Power
220/250 Volt,
Instalasi DC power dengan
sumber tegangan 220/250 Volt ini
dipasok
dari
charger
yang
dihubungkan dengan baterai pada
panel DC. Dari panel DC ini
digunakan untuk mensuplai :
DC Station Board, antara lain
untuk Motor-motor, Indikator,
Lampu Penerangan dll
Inverter yang digunakan untuk
mensuplai
Kontrol
dan
Instrumentasi pada turbin,
boiler, switchgear dll.
1.5.3.Instalasi Sistem DC Power
110 / 125 Volt,
Instalasi DC power dengan
sumber tegangan 110/125 Volt ini
dipasok
dari
charger
yang
dihubungkan dengan baterai pada
panel DC. Dari panel DC ini
digunakan untuk mensuplai 125
Volt DC Station Board, untuk
mensuplai :
Kontrol & Instrumentasi seperti
pada Turbin, Boiler, Ash &
Dash Handling dll.
Relay Proteksi
Motor-motor DC 110/125 Volt
digunakan untuk Telekomunikasi
(Telepon/Facsimile) dan Teleproteksi (khusus di Gardu Induk).
Sedangkan instalasi DC power
dengan sumber tegangan 24 volt
DC
biasa
digunakan
pada
Emergency
Diesel
Generator
untuk Starting Aplications
220 Vac
EDG Charger
24 Vdc
Load
Recharger
Gambar 1. 17
Instalasi Sistem DC Power
Pola Instalasi DC Power
Instalasi pada sistem DC
power terdiri dari beberapa pola
atau model berdasarkan kondisi
peralatan yang terpasang. Hal ini
juga dipengaruhi oleh tingkat
keandalan yang dibutuhkan dan
kemampuan dari sumber DC itu
sendiri.
Pola 1
Pola 1 ini terdiri dari : 1 trafo PS,
1 charger, 1 baterai dan 1 bus DC.
Dalam hal ini pengaman utama
dan pengaman cadangan
menggunakan MCB yang berbeda
seperti terlihat pada gambar 1.18
1.5.3. Instalasi Sistem DC Power
48 Volt,
Instalasi DC power dengan
sumber tegangan 48 volt biasanya
21
Gambar 1.18. Pola 1 Instalasi Sistem DC Power
−
Pola 2
Sistem 1 : PS 1,
dan Baterai 1,
memikul beban
Sistem 2 : PS 2,
dan Baterai 2,
tanpa beban
Charger 1
beroperasi
Pola 2 ini terdiri dari : 2 trafo
PS, 2 charger, 2 baterai dan 1 bus
DC.
−
Dalam hal ini pengaman utama
dan
pengaman
cadangan
menggunakan MCB yang berbeda
seperti terlihat pada gambar
dibawah ini.
Sistem 1 dan sistem 2 beroperasi
secara bergantian yang dilakukan
oleh Interlock System DC Utama
Charger 2
beroperasi
Pola operasinya adalah :
22
Gambar 1.19. Pola 2 Instalasi Sistem DC Power
Pola 3
Pola 3 ini terdiri dari : 2 trafo
PS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus
DC. Pengaman utama dan
cadangan menggunakan MCB
yang berbeda.
−
−
Pola operasinya adalah :
Sistem 1 : PS 1, Charger 1
dan Baterai 1, beroperasi
memikul beban
Sistem 2 : PS 2, Charger 2
dan Baterai 2, beroperasi
tanpa beban
Pada posisi normal sistem 1
dan sistem 2 operasi secara
terpisah, posisi MCB keluar (MCB
kopel interlock dengan MCB
sistem 1 dan sistem 2).
Pada saat pemeliharaan
sistem 1, MCB sistem 1 dilepas
maka MCB kopel akan masuk
secara otomatis. Demikian juga
sebaliknya.
Lihat
diagram
dibawahini
23
Gambar 1.20. Pola 3 Instalasi Sistem DC Power
Pola instalasi diatas adalah hanya contoh dari sekian banyak pola instalasi
yang berkembang saat ini khususnya di unit pembangkit yang memerlukan
keandalan yang tinggi dengan pola pengoperasian yang tinggi juga.
24
1.6. Charger
Charger sering juga disebut
Converter adalah suatu rangkaian
peralatan listrik yang digunakan
untuk mengubah arus listrik bolak
balik (Alternating Current, disingkat
AC) menjadi arus listrik searah
(Direct Current, disingkat DC), yang
berfungsi untuk pasokan DC power
baik ke peralatan-peralatan yang
menggunakan sumber DC maupun
untuk
mengisi
baterai
agar
kapasitasnya tetap terjaga penuh
sehingga
keandalan
unit
pembangkit tetap terjamin. Dalam
hal ini baterai harus selalu
tersambung ke rectifier.
A
C
~
=
D
C
Gambar 1.21. Prinsip Converter
atau Charger atau Rectifier
Kapasitas
rectifier
harus
disesuaikan
dengan
kapasitas
baterai yang terpasang, setidaknya
kapasitas arusnya harus mencukupi
untuk pengisian baterai sesuai
jenisnya yaitu untuk baterai alkali
adalah 0,2 C (0,2 x kapasitas)
sedangkan untuk baterai asam
adalah 0,1C (0,1 x kapasitas)
ditambah beban statis (tetap) pada
unit pembangkit.
Sebagai contoh jika suatu unit
pembangkit dengan baterai jenis
alkali
kapasitas
terpasangnya
adalah 200 Ah dan arus statisnya
adalah 10 Ampere, maka minimum
kapasitas arus rectifier adalah :
= ( 0,2 x 200A ) + 10A
= 40A + 10A
= 50 Ampere
Jadi kapasitas rectifier minimum
yang harus disiapkan adalah
sebesar 50 Ampere.
Sumber tegangan AC untuk
rectifier tidak boleh padam atau
mati.
Untuk
itu
pengecekan
tegangan harus secara rutin dan
periodik dilakukan baik tegangan
inputnya (AC) maupun tegangan
outputnya (DC).
1.6.1. Jenis Charger atau
Rectifier
Jenis charger atau rectifier ada
2(dua) macam sesuai sumber
tegangannya yaitu rectifier 1 phasa
dan rectifier 3 phasa
1.Rectifier 1 ( Satu ) Fasa
Yang dimaksud dengan rectifier
1 fasa adalah rectifier yang
rangkaian inputnya menggunakan
AC suplai 1 fasa. Melalui MCB
sumber AC suplai 1 fasa 220 V
masuk ke dalam sisi primer trafo
utama 1 fasa kemudian dari sisi
sekunder trafo tersebut keluar
tegangan AC 110V, kemudian
melalui
rangkaian
penyearah
dengan diode bridge atau thyristor
bridge. Tegangan AC tersebut
diubah menjadi tegangan DC 110V.
Keluaran ini masih mengandung
ripple cukup tinggi sehingga masih
diperlukan rangkaian filter untuk
memperkecil
ripple
tegangan
output.
25
2. Rectifier 3 ( Tiga ) Fasa.
Yang
dimaksud
dengan
rectifier 3 ( tiga ) fasa adalah
rectifier yang rangkaian inputnya
menggunakan AC suplai 3 fasa.
Melalui MCB sumber AC suplai 3
fasa 380 V masuk ke dalam sisi
primer trafo utama 3 fasa
kemudian dari sisi sekunder trafo
tersebut keluar tegangan AC
110V per fasa kemudian melalui
rangkaian penyearah dengan
diode bridge atau thyristor bridge,
arus AC tersebut dirubah menjadi
arus DC 110V yang masih
mengandung ripple lebih rendah
dibanding dengan ripple rectifier 1
fasa akan tetapi masih diperlukan
juga rangkaian filter untuk lebih
memperkecil
input.
ripple
tegangan
1.6.2.Prinsip Kerja Charger
Sumber tegangan AC baik yang
1 fasa maupun 3 fasa yang masuk
melalui terminal input trafo stepdown dari tegangan 380V/220V
menjadi tegangan 110V kemudian
oleh diode penyearah / thyristor arus
bolak balik ( AC ) tersebut dirubah
menjadi arus searah dengan ripple
atau gelombang DC tertentu.
Kemudian untuk memperbaiki
ripple atau gelombang DC yang
terjadi diperlukan suatu rangkaian
penyaring ( filter) yang dipasang
sebelum terminal output.
Gambar 1.22 Contoh Rangkaian Rectifier
26
1.6.3. Bagian-bagian Charger
Charger yang digunakan pada
pembangkit tenaga listrik terdiri dari
beberapa peralatan antara lain
adalah :
1. Trafo utama
Trafo utama yang terpasang
di rectifier merupakan trafo StepDown (penurun tegangan) dari
tegangan AC 220/380 Volt menjadi
AC 110V. Besarnya kapasitas trafo
tergantung dari kapasitas baterai
dan beban yang terpasang di unit
pembangkit yaitu paling tidak
kapasitas arus output trafo harus
lebih besar 20 % dari arus
pengisian baterai. Trafo yang
digunakan ada yang 1 fasa ada
juga yang trafo 3 fasa.
2. Penyearah / Diode
Diode merupakan suatu bahan
semi konduktor yang berfungsi
merubah arus bolak-balik menjadi
arus searah. Mempunyai 2 (dua)
terminal yaitu terminal positif
(Anode) dan terminal negatif
(Katode)
3. Thyristor
Suatu bahan semikonduktor
seperti diode yang dilengkapi
dengan satu terminal kontrol,
Thyristor berfungsi untuk merubah
arus bolak-balik menjadi arus
searah.
Thyristor mempunyai 3 (tiga)
terminal yaitu :
• Terminal positif ( anode )
• Terminal negatif ( katode)
• Terminal kontrol ( gate ).
Terminal gate ini terletak
diantara katode dan anode yang
bilamana diberi trigger signal positif
maka konduksi mulai terjadi antara
katode dan anode melalui gate
tersebut ( α = 30o ) sehingga arus
mengalir
sebanding
dengan
besarnya tegangan trigger positif
yang masuk pada terminal Gate
tersebut.
Konfigurasi Penyerah ada beberapa macam antara lain:
1. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase
DIODE
+ ( Positif )
Trafo
1 Fasa
- ( Negatif )
Gambar 1.23. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase
27
2. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap ( Full Wave ) 1 fase
Gambar 1.24. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap
3. Penyearah Diode Gelombang Penuh ( Full Wave Bridge ) 1 fase
Gambar 1.25. Penyearah Diode Gelombang Penuh
4. Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase
28
Gambar 1.26 Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase
.
5. Penyearah Dengan thyristor
Penyearah dengan thyristor
inilah yang banyak dipakai untuk
rectifier-rectifier yang bisa dikontrol
besar
tegangan
dan
arus
outputnya
Gambar 1.27. Thyristor
Penyearah
Thyristor
Gelombang
Penuh 3 fase
Gambar 1.29. Penyearah Thyristor
Gelombang Penuh 3 fase
1.7. Automatic Voltage Regulator
(AVR)
Gambar 1.28. Penyearah Thyristor
3 Fasa
Automatic Voltage Regulator
yang terpasang pada rectifier atau
charger adalah merupakan suatu
rangkaian
yang
terdiri
dari
komponen
elektronik
yang
berfungsi untuk memberikan trigger
29
positif pada gate thyristor sehingga
pengaturan arus maupun tegangan
output suatu rectifier bisa dilakukan
sedemikian
rupa
sehingga
pengendalian arus pengisian ke
baterai bisa disesuaikan dengan
arus
kapasitas
baterai
yang
terpasang.
Rangkaian elektronik AVR ini
sendiri sangat peka terhadap
kenaikan tegangan yang terjadi
pada rangkaian input misalnya
terjadinya tegangan, Surja Hubung
pada setiap kegiatan switching
pada PMT 20 kV Incoming Trafo
yang langsung mensuplai trafo PS
/ Sumber AC 3 Φ380V.
Sehingga diperlukan suatu alat
proteksi terhadap Tegangan Surja
Hubung (Switching Surge), yaitu
berupa
rangkaian
timer
dan
kontaktor yang berfungsi untuk
menunda masuknya tegangan input
rectifier sehingga tegangan surja
hubung tidak lagi masuk ke input
atau ke rangkaian elektronik
(Tegangan Surja Hubung sudah
hilang).
Gambar 1.31. Rangkaian kontrol
Tegangan (AVR)
1.7.1. Komponen Pengaturan /
Setting Tegangan
Floating.
Untuk
memenuhi
standar
pengisian baterai secara floating
maka
pengaturan
seting
tegangannya perlu dilakukan pada
rectifier, hal ini dapat dilakukan
dengan mengatur Variabel Resistor
pada PCB rangkaian elektronik
AVR, dengan cara memutar ke kiri
atau ke kanan sesuai dengan
spesifikasi baterai yang terpasang.
Biasanya VR tersebut diberi indikasi
/ tulisan " Floating”
Gambar 1.30 Rangkaian elektronik
AVR
30
Gambar 1.32. Variable Resistor
Floating
Boost maka pengaturan seting
tegangannya perlu dilakukan pada
rectifier.
`
Hal ini dapat dilakukan dengan
mengatur Variabel Resistor pada
PCB rangkaian elektronik AVR
dengan cara memutar ke kiri atau
ke kanan sesuai dengan spesifikasi
baterai yang terpasang. Biasanya
VR tersebut diberi indikasi / tulisan
"Boost”
1.7.2. Komponen Pengaturan
/ Setting Tegangan
Equalizing
Untuk memenuhi standar
pengisian
baterai
secara
Equalizing maka pengaturan
seting
tegangannya
perlu
dilakukan pada rectifier, hal ini
dapat
dilakukan
dengan
mengatur Variabel Resistor pada
PCB rangkaian elektronik AVR
dengan cara memutar kekiri atau
kekanan
sesuai
dengan
spesifikasi,
baterai
yang
terpasang. Biasanya VR tersebut
diberi
indikasi
/
tulisan
"Equalizing”
Gambar 1.33. Variable Resistor
Equalizing
1.7.3. Komponen Pangaturan/
Setting Tegangan Boost.
Untuk
memenuhi
syarat/
standard pengisian baterai secara
Gambar 1.34. Variable Resistor
“Boost”
1.7.4. Komponen Pengaturan /
Setting Arus (Current
Limiter )
Komponen pengaturan atau
seting arus biasanya dilakukan
untuk membatasi arus maksimum
output rectifier agar tidak terjadi
over load atau over charge pada
baterai, hal ini dapat dilakukan juga
dengan mengatur-Variabel Resistor
(VR)
pada
PCB
rangkaian
elektronik AVR, dengan cara
memutar ke kiri atau ke kanan
sesuai dengan spesifikasi baterai
yang terpasang.
Biasanya VR
tersebut diberi indikasi / tulisan
"Current Limiter".
31
Filter ( Penyaring )
Tegangan DC yang keluar dari
rangkaian
penyearah
masih
mempunyai ripple / frequensi
gelombang yang cukup tinggi, maka
suatu rangkaian filter (penyaring)
berfungsi untuk memperbaiki ripple
tersebut agar menjadi lebih kecil
sesuai
dengan
yang
direkomendasikan ≤ 2% ( Standar
SE.032 ).
Tegangan Ripple merupakan
perbandingan
antara
unsur
tegangan output AC terhadap unsur
tegangan output DC.
Dibawah ini diperlihatkan rumus
untuk mencari ripple, adalah :
r =
Komponen AC
x 100%
KomponenDC
Sedangkan bentuk gelombang
ripple adalah seperti dibawah ini.
Gambar 1.35. Bentuk
gelombang ripple
Gambar 1.36. Bentuk
gelombang ripple
Tegangan Ripple yang terlalu
besar
akan
mengakibatkan
lamanya
proses
pengisian
baterai, sedangkan pada beban
dapat menyebabkan kerusakan.
Pengukuran tegangan ripple
dilakukan pada titik output
charger (sesudah rangkaian
Filter LC) dan titik input beban
(Output Voltage Dropper).
Rangkaian filter ini bisa
terdiri dari rangkaian Induktif,
kapasitif atau kombinasi dari
keduanya.
Gambar 1.37. Rangkaian Filter
untuk memperbaiki Ripple
Komponen AC adalah harga
RMS dari tegangan output AC.
Komponen DC adalah harga ratarata tegangan output
Untuk rangkaian diatas
besarnya ripple dan faktor reduksi
filternya adalah sebagai berikut :
32
118
%
(L x C)-1
1,76
Faktor Reduksi Filter =
(L x C)-1
Tegangan Ripple =
Jadi,
Faktor Reduksi F
Dimana,
L = Induktansi dalam Henry
C = Kapasitansi dalam mikro farad
(µF )
118 dan 1,76 adalah konstanta
Riple = Tegangan Ripple x
Rangkaian Fiter L & C
Rangkaian Fiter C
Gambar 1.38. Rangkaian Filter LC dan Filter C
1.8. Rangkaian Voltage Dropper
Pada saat rectifier dioperasikan
secara Boost atau Equalizing untuk
mengisi baterai unit pembangkit,
maka tegangan output rectifier
tersebut jauh lebih tinggi dari
tegangan yang ke beban ( bisa
mencapai 1.7 Volt per sel baterai
atau 135 Volt ). Agar tegangan
output
yang
menuju
beban
tersebut tetap stabil dan sesuai
dengan yang direkomendasikan,
yaitu sebesar 110 V ± 10%, maka
diperlukan
suatu
rangkaian
dropper secara seri sebelum ke
terminal beban.
Gambar 1.39. Rangkaian
Voltage Drop
Rangkaian dropper ini terdiri
dari beberapa diode Silicone atau
Germanium yang dirangkai secara
seri sebanyak beberapa buah
sesuai dengan berapa Volt DC
yang akan di drop. Sebagai
contoh bila kenaikan tegangan
Equalizing mencapai 135 V
sedangkan tegangan beban harus
122 V, maka tegangan yang
didrop sebesar 135 V - 122 V =
13V dc, maka diperlukan diode
sebanyak 13 : 0.8V = 16,25 atau
33
dibulatkan ± 17 buah. Biasanya
setiap diode mampu menurunkan
( drop ) tegangan sebesar antara
0.8 - 0.9 vd
1.9. Rangkaian Proteksi
Tegangan Surja Hubung
Setiap kegiatan Switching
pada instalasi tegangan tinggi
selalu terjadi kenaikan tegangan
secara signifikan dalam waktu yang
relatif singkat, kenaikan tegangan
tersebut kita sebut "Tegangan Surja
Hubung" ( Switching Surge ),
tegangan
inilah
yang
sering
merusak
rangkaian
elektronik
sebagai rangkaian kontrol pada
rectifier sehingga tidak dapat
operasi
kembaliSedangkan
perbaikannya memerlukan waktu
yang cukup lama dan biaya yang
relatif mahal, karena kerusakannya
diikuti rusaknya Thyristor.
Untuk
mencegah
adanya
kerusakan serupa, maka rectifier
harus dipasang alat yang disebut "
Alat Proteksi Tegangan Surja
Hubung ". Alat ini merupakan
rangkaian kontrol yang terdiri dari se
buah timer AC 220V dan 2 buah
kontaktor, tirner sebagai sensor dan
sekaligus sebagai penunda waktu
masuknya sumber AC 3 fasa 380 V
ke input rectifier hingga beberapa
detik sampai Tegangan surja hubung
hilang atau unit normal kembali,
melalui 2 buah kontaktor sumber AC
3 fasa masuk ke rangkaian Input
rectifier tersebut
34
THYRYSTOR
BRIDGE
RANGKAIAN KONTROL
ELEKTRONIK
FUSE
TERMINAL
OUT
TRAFO
INDUKTOR
( / Filter L )
TRAFO
UTAMA
Gambar 1.40. Panel untuk Proteksi
35
.
Gambar 1.41. Rangkaian Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung
36
1.10. Pengertian Baterai
Baterai atau akumulator adalah
sebuah sel listrik dimana didalamnya
berlangsung proses elektrokimia
yang reversibel (dapat berbalikan)
dengan efisiensinya yang tinggi.
Yang dimaksud dengan proses
elektrokimia
reversibel,
adalah
didalam baterai dapat berlangsung
proses pengubahan kimia menjadi
tenaga listrik (proses pengosongan),
dan sebaliknya dari tenaga listrik
menjadi tenaga kimia, pengisian
kembali dengan cara regenerasi dari
elektroda-elektroda yang dipakai,
yaitu dengan melewatkan arus listrik
dalam arah ( polaritas ) yang
berlawanan didalam sel.
Jenis sel baterai ini disebut juga
Storage Battery, adalah suatu
baterai yang dapat digunakan
berulang kali pada keadaan sumber
listrik arus bolak balik (AC)
terganggu.
Tiap sel baterai ini terdiri dari dua
macam elektroda yang berlainan,
yaitu elektroda positif dan elektroda
negatif yang dicelupkan dalam suatu
larutan kimia.
Menurut
pemakaian
baterai
dapat digolongkan ke dalam 2 jenis :
−
−
Stationary ( tetap )
Portable (dapat dipindah-pindah)
1.10.1.Prinsip Kerja Baterai
a. Proses discharge pada sel
berlangsung menurut skema
Gambar
1.42.
Bila
sel
dihubungkan dengan beban
maka, elektron mengalir dari
anoda melalui beban ke katoda,
kemudian
ion-ion
negatif
mengalir ke anoda dan ion-ion
positif mengalir ke katoda.
b. Pada proses pengisian menurut
skema Gambar 1.43. dibawah ini
adalah bila sel dihubungkan
dengan power supply maka
elektroda positif menjadi anoda
dan elektroda negatif menjadi
katoda dan proses kimia yang
terjadi adalah sebagai berikut:
DC
Power supply
Load
Aliran
Ion Neg
A
N
O
D
A
Aliran
Ion Pos
Elektrolit
K
A
T
O
D
A
Gambar 1.42. Proses Pengosongan
( Discharge )
K
A
T
O
D
A
Aliran
Ion Neg
Aliran
Ion Pos
Elektrolit
A
N
O
D
A
Gambar 1.43. Proses Pengisian
( Charge )
37
1). Aliran elektron menjadi terbalik,
mengalir dari anoda melalui
power suplai ke katoda.
2). Ion-ion negatif rnengalir dari
katoda ke anoda
3). Ion-ion positif mengalir dari
anoda ke katoda
Jadi reaksi kimia pada saat
pengisian
(charging)
adalah
kebalikan dari saat pengosongan
(discharging)
1.10.2. Prinsip Kerja Baterai
Asam - Timah.
Bila sel baterai tidak dibebani,
maka
setiap
molekul
cairan
elektrolit Asam sulfat
(H2SO4)
dalam sel tersebut pecah menjadi
dua yaitu ion hydrogen yang
bermuatan positif (2H+) dan ion
sulfat yang bermuatan negatif
(SO4 -)
H2SO4
2H + + SO4
--
Proses pengosongan
Bila baterai dibebani, maka tiap
ion negatif sulfat. (SO4-) akan
bereaksi dengan plat timah murni
(Pb) sebagai katoda menjadi timah
sulfat (Pb SO4) sambil melepaskan
dua elektron. Sedangkan sepasang
ion hidrogen (2H+ ) akan beraksi
dengan plat timah peroksida (Pb
O2) sebagai anoda menjadi timah
sulfat (Pb SO4) sambil mengambil
dua elektron dan bersenyawa
dengan satu atom oksigen untuk
membentuk air (H2O). Pengambilan
dan pemberian elektron dalam
proses kimia ini akan menyebabkan
timbulnya beda potensial listrik
antara kutub-kutub sel baterai.
Proses tersebut terjadi secara
simultan dengan reaksinya dapat
dinyatakan.
Pb O2 + Pb + 2 H2SO4
Sebelum Proses
Pb SO4 + Pb SO4 + 2 H2O
Setelah Proses
dimana :
Pb O2 = Timah peroxida (katub
positif / anoda)
Pb = Timah murni (kutub
negatif/katoda)
2H2SO4= Asam sulfat (elektrolit)
Pb SO4 = Timah sulfat (kutub
positif dan negatif setelah
proses pengosongan)
H2O= Air yang terjadi setelah
pengosongan
Jadi pada proses pengosongan
baterai akan terbentuk timah sulfat
(PbSO4) pada kutub positif dan
negatif,
sehingga
mengurangi
reaktifitas dari cairan elektrolit
karena asamnya menjadi timah,
sehingga tegangan baterai antara
kutub-kutubnya menjadi lemah.
1.10.3. Proses Pengisian
Proses ini adalah kebalikan dari
proses pengosongan dimana arus
listrik dialirkan yang arahnya
berlawanan, dengan arus yang
terjadi pada saat pengosongan.
Pada proses ini setiap molekul air
terurai dan tiap pasang ion hidrogen
(2H+) yang dekat plat negatif
38
bersatu dengan ion negatif Sulfat
(SO4--) pada plat negatif untuk
membentuk
Asam
sulfat.
Sedangkan ion oksigen yang bebas
bersatu dengan tiap atom Pb pada
plat positif membentuk timah
peroxida (Pb O2).
Untuk baterai Nickel-Cadmium
Pengosongan
2 Ni OOH + Cd + 2H2O
2Ni (OH)2 + Cd (OH)2
Pengisian
Setelah pengisian
dimana :2NiOOH = Incomplate
nickelic - hydroxide (Plat
positif atau anoda)
Cd = Cadmium (Plat negatif atau
katoda)
2Ni (OH)2 = Nickelous hydroxide
(Plat positif)
Cd (OH)2 = Cadmium hydroxide
(Plat negatif)
1.10.4.Prinsip Kerja Baterai Alkali
Untuk Baterai nickle - Iron
Proses reaksi kima yang terjadi
adalah sebagai berikut :
Pb SO4 + Pb SO4 + 2H2O
Setelah pengosongan
PbO2 + Pb + 2H2SO4
Baterai Alkali menggunakan
potasium
Hydroxide
sebagai
elektrolit,
selama
proses
pengosongan (Discharging) dan
pengisian (Charging) dari sel
baterai alkali secara praktis tidak
ada perubahan berat jenis cairan
elektrolit.
Fungsi utama cairan elektrolit
pada baterai alkali adalah bertindak
sebagai
konduktor
untuk
memindahkan ion-ion hydroxida
dari satu elektroda keelektroda
lainnya tergantung pada prosesnya,
pengosongan
atau
pengisian,
sedangkan
selama
proses
pengisian
dan
pengosongan
komposisi kimia material aktif pelatpelat baterai akan berobah. Proses
reaksi kimia saat pengosongan dan
pengisian pada elektroda-elektroda
sel baterai alkali sebagai berikut.
Pengosongan
2 Ni OOH + Fe + 2H2O
2Ni (OH)2 + Fe (OH)2
.
Pengisian
dimana : 2NiOOH = Incomplate
nickelic - hydroxide
(Plat positif)
Fe = Iron (Plat negatif)
2Ni (OH)2 = Nickelous hydroxide
(Plat positif)
Fe (OH)2 = Ferrous hydroxide (Plat
negatif)
1.11. Jenis-jenis Baterai.
Bahan elektrolit yang banyak
dipergunakan pada baterai adalah
jenis asam (lead acid) dan basa
(alkali). Untuk itu dibawah ini akan
dibahas kedua jenis bahan elektrolit
tersebut.
39
1. Baterai Asam ( Lead Acid
Storage Battery)

Pengisian awal (Initial Charge) :
2,7 Volt
Baterai asam bahan elektrolitnya
adalah larutan asam belerang
(Sulfuric Acid = HzS04). Didalam
baterai
asam,
elektrodaelektrodanya terdiri dari plat-plat
timah
peroksida
Pb02
(Lead
Peroxide) sebagai anoda (kutub
positif) clan timah murni Pb (Lead
Sponge) sebagai katoda (kutub
negatif). Ciri-ciri umum (tergantung
pabrik pembuat) sebagai berikut :

Pengisian secara Floating
2,18 Volt

Pengisian secara Equalizing :
2,25 Volt

Pengisian secara Boosting
2,37 Volt
−
Tegangan pengosongan per sel
(Discharge ) : 2,0 – 1,8 Volt
−
Tegangan nominal per sel 2 Volt
−
Ukuran baterai per sel lebih
besar bila dibandingkan dengan
baterai alkali.
−
Nilai
berat
jenis
sebanding dengan
baterai
−
Suhu
elektrolit
sangat
mempengaruhi terhadap nilai
berat jenis elektrolit, semakin
tinggi suhu elektrolit semakin
rendafi berat jenisnya dan
sebaliknya.
−
−
−
elektrolit
kapasitas
Nilai standar berat jenis elektrolit
tergantung
dari
pabrik
pembuatnya.
Umur baterai tergantung pada
operasi
dan
pemeliharaan,
biasanya dapat mencapai 10 15 tahun, dengan syarat suhu
baterai tidak lebih dari 20o C.
Tegangan pengisian per sel
harus sesuai dengan petunjuk
operasi dan pemeliharaan dari
pabrik pembuat. Sebagai contoh
adalah :
:
:
2. Baterai Alkali ( Alkaline
Storage Battery )
Baterai alkali bahan elektrolitnya
adalah larutan alkali (Potassium
Hydroxide) yang terdiri dari :
Nickel-Iron Alkaline Battery ( NiFe battery )
Nickel-Cadmium Alkaline Battery
( Ni-Cd battery )
Pada umumnya yang banyak
dipergunakan di instalasi unit
pembangkit adalah baterai alkalicadmium ( Ni-Cd ). Ciri-ciri umum
(tergantung
pabrik
pembuat)
sebagai berikut :
− Tegangan nominal per sel 1,2 Volt
−
Nilai berat jenis elektrolit tidak
sebanding dengan kapasitas
baterai
−
Umur baterai tergantung pada
operasi
dan
pemeliharaan,
biasanya dapat mencapai 15 20 tahun, dengan syarat suhu
baterai tidak lebih dari 20o C.
−
Tegangan pengisian per sel
harus sesuai dengan petunjuk
40
operasi dan pemeliharaan dari
pabrik pembuat. Sebagai contoh
adalah :
−
o
Pengisian
awal
(Initial
Charge) = 1,6 – 1,9 Volt
o
Pengisian secara
= 1,40 – 1,42 Volt
o
Pengisian secara Equalizing
= 1,45 Volt
o
Pengisian secara Boosting
= 1,50 – 1,65 Volt
Floating
Tegangan pengosongan per sel
(Discharge ) : 1 Volt (reff.
Hoppeke & Nife)
Menurut Konstruksinya baterai bisa
dikelompokkan atas:
3. Konstruksi Pocket Plate
Baterai dengan konstruksi pocket
plate merupakan jenis baterai yang
banyak digunakan di PLN (sekitar
90%). Baterai NiCd pertama kali
diperkenalkan pada tahun 1899 clan
baru diproduksi secara masal tahun
1910. Konstruksi material aktif yang
pertama dibuat adalah konstruksi
pocket plate.
Konstruksi ini dibuat dari plat baja
tipis berlubang-lubang yang disusun
sedemikian
rupa
sehingga
membentuk rongga-rongga atau
kantong yang kemudian diisi dengan
material aktif seperti terlihat pada
gambar 1.44 dibawah ini.
Gambar 1. 44. Baterai dengan kuntruksi Pocket Plate
41
Gambar 1.45. Konstruksi Elektrode Tipe Pocket Plate dalam 1 rangkaian
Dari disain diatas dapat dilihat
bahwa material aktif yang akan
bereaksi hanya material yang
bersinggungan langsung dengan
plat baja saja, padahal material
aktif tersebut mempunyai daya
konduktifitas yang sangat rendah.
Untuk menambah konduktifitasnya, maka ditambahkan bahan
graphite di dalam material aktif
tersebut.
Penambahan
ini
membawa masalah baru yaitu
bahwa material graphite ternyata
secara perlahan bereaksi dengan
larutan elektrolit (KOH) kemudian
membentuk senyawa baru yaitu
Potassium
Carbonate
(K2C03)
Sesuai dengan persamaan :
2KOH+C02
K2C03+H20
Senyawa ini justru menghambat
daya
konduktifitas
antar
plat
(Tahanan dalam baterai makin
besar). Reaksi tersebut otomatis
juga mengurangi banyaknya graphite
sehingga daya konduktifitas material
aktif didalam kantong berkurang.
42
Kejadian
tersebut
berakibat
langsung pada performance sel
baterai atau dengan kata lain
menurunkan kapasitas ( Ah ) sel
baterai.
Dalam kasus ini, penggantian
elektrolit baterai ( rekondisi baterai)
hanya bertujuan memperbaiki atau
menurunkan
kembali
tahanan
dalam ( Rd ) baterai namun tidak
dapat memperbaiki atau mengganti
bahan graphite yang hilang.
Pembentukan
Potassium
Carbonate ( K2C03 ) juga dapat
terjadi antara larutan elektrolit (
KOH ) dengan udara terbuka,
namun proses pembentukannya
tidak secepat proses diatas dan
dalam jumlah yang relatif kecil.
Perhatian terhadap pembentukan
Potassium Carbonate ( K2C03 )
karena udara luar perlu menjadi
pertimbangan serius dalam masalah
penyimpanan baterai yang tidak
beroperasi.
4. Konstruksi Sintered Plate
Sintered Plate ini merupakan
pengembangan
konstruksi
dari
baterai NiCd tipe pocket plate,
Bateraii Sintered Plate ini pertama
kali
diproduksi
tahun
1938.
Konstruksi baterai jenis ini sangat
berbeda dengan tipe pocket plate.
Konstruksi sintered plate dibuat dari
plat baja.tipis berlubang yang dilapisi
dengan serpihan nickel (Nickel
Flakes). Kemudian pada lubang lubang plat tersebut diisi dengan
material aktif seperti pada Gambar
1. 46
Gambar 1.46. Sintered Plate Electrode
Karena lapisan Nickel Flake
Konstruksi ini menghasilkan
pada plat baja sangat getas maka
konduktifitas yang baik antara plat
sangat mudah pecah pada saat
baja dengan material aktif. Namun
plat baja berubah atau memuai.
karena plat baja yang digunakan
Hal ini terjadi pada saat baterai
sangat tipis ( sekitar 1.0 mm s/d
mengalami proses charging atau
1.5 mm ), maka diperlukan plat
discharging. Akibatnya baterai
yang
sangat
luas
untuk
jenis
ini
tidak
tahan
lama
menghasilkan kapasitas sel baterai
dibandingkan dengan baterai jenis
yang
tidak
terlalu
besar
pocket plate.
(dibandingkan dengan tipe pocket
plate ).
43
5. Konstruksi Fibre Structure
Fibre structure pertama kali
diperkenalkan pada tahun 1975
clan baru diproduksi secara masal
tahun 1983. Baterai jenis ini
merupakan perbaikan dari tipe-tipe
baterai yang terdahulu. Konstruksi
baterai ini dibuat dari campuran
plastik
dan
nickel
yang
memberikan keuntungan :
1. Konduktifitas antar plat yang
tinggi dengan tahanan dalam
yang rendah.
2. Plat elektrode yang elastis
sehingga tidak mudah patah /
pecah
3. Tidak
memerlukan
bahan
tambahan (seperti graphite
pada baterai jenis Pocket
Plate)
4. Dimensi elektrode yang relatif
lebih kecil dibandingkan dengan
tipe
Pocket
Rate
untuk
kapasitas baterai yang sama
5. Pembentukan K2C03 hanya
terjadi
karena
kontaminasi
dengan udara (sargat kecil)
Konstruksi baterai tipe Fibre
Structure digambarkan pada
gambar dibawah ini.
Gambar 1.47. Fibre Nickel Cadmium Electrode
6. Menurut Karakteristik
Pembebanan.
Yang dimaksud tipe baterai
menurut karakteristik pembebanan
adalah sebagai berikut :
tinggi yaitu diatas 7 CnA (kapasitas
nominal arus) dengan waktu yang
singkat ± 2 menit. Tegangan akhir
per sel 0,8 Volt. Tipe ini belum
pernah digunakan di PLN.
Tipe H : High Loading
Tipe X : Very High Loading.
Tipe ini adalah untuk jenis
pembebanan dengan arus yang
Tipe ini adalah untuk jenis
pembebanan dengan arus yang
tinggi yaitu antara 3,5 - 7 CnA
44
dengan waktu yang singkat, lama
waktu pembebanan ± 4 menit. Tipe
ini
biasanya
digunakan
di
pembangkit-pembangkit untuk start
up mesin pembangkit. Tegangan
akhir per sel adalah 0,8 Volt.
Tipe M : Medium Loading
Tipe ini adalah untuk jenis
pembebanan dengan arus yang
tinggi yaitu antara 0,5 - 3,5 CnA
dengan waktu yang singkat, lama
waktu pembebanan ± 40 menit,
biasanya digunakan di gardu-gardu
induk. Tegangan akhir per sel adalah
0,9 Volt.
Tipe L : Low Loading
Tipe ini adalah untuk jenis
pembebanan dengan arus kecil
yaitu sebesar 0,5 CnA, lama
waktu pembebanan 5 jam,
biasanya digunakan di gardugardu induk. Tegangan akhir 1
Volt per sel.
45
1.12. Bagian-bagian Utama Baterai
Gambar 1.48. Bagian-bagian Baterai
46
1. Elektroda
Tiap sel baterai terdiri dari 2 (dua)
macam elektroda, yaitu elektroda
positif (+ ) dan elektroda negatif (- )
yang direndam dalam suatu larutan
kimia ( gambar 1.49 ).
Elektroda-elektroda positif dan
negatif terdiri dari :
− Grid, adalah suatu rangka besi
atau fiber sebagai tempat
material aktif.
− Material Aktif, adalah suatu
material yang bereaksi secara
kimia untuk menghasilkan energi
listrik pada waktu pengosongan
(discharge)
2. Elektrolit
Elektrolit adalah Cairan atau
larutan
senyawa
yang
dapat
menghantarkan arus listrik, karena
larutan tersebut dapat menghasilkan
muatan listrik positif dan negatif.
Bagian yang bermuatan positif
disebut ion positif dan bagian yang
bermuatan negatif disebut ion
negatif. Makin banyak ion-ion yang
dihasilkan suatu elektrolit maka
makin besar daya hantar listriknya.
Jenis cairan elektrolit baterai
terdiri dari 2 ( dua ) macam, yaitu:
1. Larutan Asam Belerang ( H2S04 ),
digunakan pada baterai asam.
2. Larutan Alkali ( KOH ), digunakan
pada baterai alkali.
Gambar1. 49. Bentuk Sederhana
Sel Baterai
3. Sel Baterai
Sesuai dengan jenis bahan
bejana ( container ) yang digunakan
terdiri cari 2 (dua) macam :
a. Steel Container
b. Plastic Container
4. Steel Container
Sel baterai dengan bejana
(container)
terbuat
dari
steel
ditempatkan dalam rak kayu, hal ini
untuk menghindari terjadi hubung
singkat antar sel baterai atau hubung
tanah antara sel baterai dengan rak
baterai
.
5. Plastic container
Sel baterai dengan bejana
(container) terbuat dari plastik
ditempatkan dalam rak besi yang
diisolasi, hal ini untuk menghindar
terjadi hubung singkat antar sel
baterai atau hubung tanah antara sel
baterai de !gan rak baterai apabila
terjadi kerusakan atau kebocoran
elektrolit baterai.
47
1.13. Instalasi Sel Baterai.
Sel baterai dibagi dalam
beberapa unit atau group yang terdiri
dari 2 sampai 10 sel per unit dan
tergantung dari ukuran sel baterai
tersebut.
Baterai
tidak
boleh
ditempatkan langsung di lantai
sehingga
memudahkan
dalam
melakukan pemeliharaan dan tidak
terdapat kotoran dan debu diantara
sel
baterai.
Baterai
jangan
ditempatkan pada lokasi yang mudah
terjadi proses karat dan banyak
mengandung gas, asap, polusi serta
nyala api.
Instalasi
baterai
sesuai
penempatannya dibagi dalam 2 (dua)
macam juga, sama dengan bahan
bejana yaitu :
1. Steel Container
2. Plastic Container
1.13.1. Steel Container
Sel
baterai
dengan
bejana
(container) terbuat dari baja (steel)
ditempatkan dalam rak dengan jarak
isolasi secukupnya. Setiap sel baterai
disusun pada rak secara paralel
sehingga
memudahkan
untuk
melakukan pemeriksaan batas (level)
tinggi permukaan elektrolit serta
pemeliharaan baterai lainnya.
Plastic Container
Sel
baterai
dengan
bejana
(container) terbuat dari plastik
biasanya dihubungkan secara seri
dalam unit atau grup dengan suatu
"plastic button plate". Sel baterai
disusun memanjang satu baris atau
lebih tergantung jumlah sel baterai
dan kondisi ruangan. Sel baterai
ditempatkan pada stairs rack
sehingga
memudahkan
dalam
melaksanakan
pemeliharaan,
pengukuran dan pemeriksaan level
elektrolit.
Agar ventilasi cukup dan
memudahkan pemeliharaan maka
harus ada ruang bebas pada
rangkaian
baterai
sekurangkurangnya 25 cm antara unit atau
grup baterai lainnya serta grup atau
unit baterai paling atas. Instalasi
baterai dan charger ditempatkan
pada
ruangan
tertutup
dan
dipisahkan, hal dimaksudkan untuk
memudahkan pemeliharaan dan
perbaikan.
1.13.2. Terminal dan Penghubung
Baterai.
Sel baterai disusun sedemikian
rupa sehingga dapat memudahkan
dalam menghubungkan kutub-kutub
baterai yang satu dengan yang
lainnya.
Setiap
sel
baterai
dihubungkan menggunakan nickel
plated steel atau copper. Sedangkan
penghubung antara unit atau grup
baterai dapat berbentuk nickel plated
steel atau berupa kabel yang
terisolasi (insulated flexible cable).
Khusus
untuk
kabel
penghubung berisolasi, drop voltage
maksimal harus sebesar 200 mVolt
(Standar dari Alber Corp ) seperti
terlihat pada Gambar 1.50
48
I=
Arus dalam ampere
1.13.5. Rangkaian Baterai
Gambar 1.50. Susunan Sel pada
Baterai
Demikian pula kekerasan atau
pengencangan baut penghubung
harus sesuai dengan spesifikasi
pabrik pembuat baterai. Hal ini untuk
menghindari loss contact antara
kutub
baterai
yang
dapat
menyebabkan terganggunya sistem
pengisian baterai serta dapat
menyebabkan
terganggunya
performance baterai. Oleh karena itu
perlu
dilakukan
pemeriksaan
kekencangan baut secara periodik
1.13.4. Ukuran Kabel
Bagian yang terpenting dalam
pemasangan
instalasi
baterai
adalah diperolehnya sambungan
kabel yang sependek mungkin
untuk mendapatkan rugi tegangan
(voltage drop) sekecil mungkin.
Ukuran kabel disesuaikan dengan
besarnya arus yang mengalir.
Dengan demikian rumus yang
digunakan adalah :
U =
0,018 x I
A
Dimana :
U = rugi tegangan (single
conductor) dalam volt / meter
Dikarenakan tegangan baterai
per sel terbatas, maka perlu untuk
mendapatkan solusi agar tegangan
baterai dapat memenuhi atau
sesuai dengan tegangan kerja
peralatan yang maupun untuk
menaikkan kapasitas dan juga
kehandalan pemakaian dengan
merangkai
(meng-koneksi)
beberapa baterai dengan cara :
1. Hubungan seri
2. Hubungan paralel
3. Hubungan Kombinasi
a. Seri Paralel
b. Paralel Seri
1. Hubungan Seri
Koneksi
baterai
dengan
hubungan seri ini dimaksudkan
untuk dapat menaikkan tegangan
baterai sesuai dengan tegangan
kerja yang dibutuhkan atau sesuai
tegangan peralatan yang ada.
Sebagai contoh jika kebutuhan
tegangan baterai pada suatu unit
pembangkit adalah 220 Volt maka
akan dibutuhkan baterai dengan
kapasitas 2,2 Volt sebanyak 104
buah dengan dihubungkan secara
seri.
Kekurangan dari hubungan seri
ini adalah jika terjadi gangguan atau
kerusakan pada salah satu sel
baterai maka suplai sumber DC ke
beban akan terputus.
49
Gambar 1.51. Hubungan Baterai Secara Seri
2. Hubungan Paralel
Koneksi
baterai
dengan
hubungan paralel ini dimaksudkan
untuk dapat menaikkan kapasitas
baterai atau Ampere hour (Ah)
baterai,
selain itu juga dapat
memberikan keandalan beban DC
pada
sistem.
Mengapa
bisa
demikian?
Hal ini disebabkan jika salah
satu sel baterai yang dihubungkan
paralel mengalami gangguan atau
kerusakan maka sel baterai yang
lain tetap akan dapat mensuplai
tegangan DC ke beban, jadi tidak
akan mempengaruhi suplai secara
keseluruhan
sistem,
hanya
kapasitas daya sedikit berkurang
sedangkan
tegangan
tidak
terpengaruh
.
Gambar 1.52. Hubungan Baterai Secara Paralel
50
3. Hubungan Kombinasi
4. Hubungan Seri Paralel
Pada hubungan kombinasi ini
terbagi menjadi 2 macam yaitu seri
paralel dan paralel seri. Hubungan
ini digunakan untuk memenuhi
kebutuhan ganda baik dari sisi
kebutuhan akan tegangan dan arus
yang sesuai maupun keandalan
sistem yang lebih baik. Hal ini
disebabkan karena hubungan seri
akan
meningkatkan
tegangan
sedangkan hubungan paralel akan
meningkatkan arus dan keandalan
sistemnya.
Pada hubungan Seri Paralel
seperti gambar 1.53, jika tiap
baterai tegangannya 2,2 Volt dan
Arusnya 20 Ampere maka akan
didapat : Tegangan dibaterai adalah
= 2,2 + 2,2 + 2,2 = 6,6 Volt,
sedangkan arusnya adalah = 20 +
20 = 40 Ampere, sehingga
kapasitas
baterai
secara
keseluruhan adalah 6,6 Volt dan 40
Ampere.
Dari perhitungan tersebut
maka yang mengalami kenaikan
signifikan adalah tegangannya.
Gambar 1.53. Hubungan Baterai Secara Seri Paralel
51
5. Paralel Seri
Pada hubungan Paralel Seri
seperti gambar dibawah ini, jika tiap
baterai tegangannya 2,2 Volt dan
Arusnya 20 Ampere maka akan
didapat :
Tegangan dibaterai adalah = 2,2 +
2,2 = 4,4 Volt, sedangkan arusnya
.
adalah = 20 + 20 + 20 = 60
Ampere, sehingga kapasitas baterai
secara keseluruhan adalah 4,4 Volt
dan 60 Ampere.
Dari perhitungan tersebut maka
yang
mengalami
kenaikan
signifikan
adalah
tegangannya
Gambar 1.54. Hubungan Baterai Secara Seri Paralel
1.14. Ventilasi Ruang Baterai
Pada pemasangan baterai di
ruangan tertutup, maka perlu
adanya sirkulasi udara yang cukup
di ruangan baterai tersebut. Untuk
harus dilengkapi dengan ventilasi
atau lubang angin atau exchaust
fan. Dalam hal ini keadaan ventilasi
harus baik untuk membuang gas
yang berupa campuran hydrogen
dan oxygen (eksplosif) yang timbul
akibat proses operasi baterai. Jika
ingin menjaga kondisi temperatur
dan kelembaban yang lebih baik
maka perlu dipasang pendingin
ruangan atau Air Conditioning (AC)
dengan suhu yang sesuai standar
yang berlaku.
Sesuai dengan Standar DIN
0510 maka suhu ruangan baterai
untuk jenis baterai asam tidak boleh
lebih dari 38 oC dan untuk baterai
alkaline tidak boleh lebih dari 45 oC.
52
Sedangkan untuk ventilasi atau
volume udara yang mengalir
dirancang sebagai berikut :
• Untuk Instalasi di Darat ( Land
Instalation ) :
Q = 55 x n x l
•
Untuk Instalasi di Laut (Marine
Instalation ) :
Dimana :
Q = Volume Udara ( liter/jam )
n = Jumlah Sel Baterai
l = Arus pengisian pada akhir
pengisian atau dalam kondisi
pengisian Floating.
Bilamana
baterai
sedang
dilakukan
pemeriksaan
atau
pengujian, maka semua pintu dan
jendela ruangan baterai harus
terbuka.
Q = 110 x n x l
53
1.15. Pemeliharaan DC Power
Pemeliharaan adalah serangkaian tindakan atau proses kegiatan
untuk mempertahankan kondisi
atau meyakinkan bahwa suatu
peralatan dapat berfungsi dengan
baik sebagai mana mestinya
sehingga dapat dicegah terjadinya
gangguan yang dapat menimbulkan
kerusakan yang lebih fatal.
1.15.1.Tujuan Pemeliharaan
Tujuan Pemeliharaan adalah untuk
menjamin keberlangsungan atau
kontinyuitas
dan
keandalan
penyaluran tenaga listrik pada unit
pembangkit,
yang
meliputi
beberapa aspek yaitu :
Untuk meningkatkan reliability,
availibility dan efisiency
Untuk
memperpanjang
umur
peralatan
Mengurangi resiko terjadinya
kegagalan pengoperasian atau
kerusakan peralatan
Meningkatkan keamanan atau
safety peralatan
Mengurangi lama waktu padam
akibat sering terjadi gangguan
Faktor terpenting atau paling
dominan
dalam
pemeliharaan
instalasi atau peralatan listrik
adalah pada sistem isolasi.
Dalam pemeliharaan ini dibedakan
menjadi 2 aktifitas atau kegiatan
yaitu :
− Pemeriksaan atau monitoring,
dan
− Pemeliharaan
Pemeriksaan atau monitoring
dalam hal ini adalah melihat,
mencatat,
meraba
(jika
memungkinkan)
dan
mendengarkan.
Kegiatan
ini
dilakukan pada saat unit sedang
dalam keadaan beroperasi.
Kemudian untuk pemeliharaan
meliputi
kalibrasi,
pengujian,
koreksi, resetting, perbaikan dan
membersihkan peralatan. Kegiatan
ini dilakukan pada saat unit sedang
tidak
beroperasi
atau
waktu
inspection atau overhoul.
1.15.2. Jenis-jenis Pemeliharaan
Jenis-jenis pemeliharaan yang ada
adalah :
1. Predictive Maintenance
(Conditon Base Maintenance)
2. Preventive Maintenance (Time
Base Maintenance)
3. Corrective Maintenance (Curative
Maintenance)
4. Breakdown Maintenance
1. Predictive Maintenance
Predictive Maintenance adalah
pemeliharaan
yang
dilakukan
dengan cara memprediksi kondisi
suatu peralatan, kemungkinankemungkinan apakah dan kapan
peralatan
tersebut
menuju
kerusakan atau kegagalan operasi.
Dengan
memprediksi
kondisi
tersebut maka dapat diketahui
gejala kerusakan secara dini.
Metode yang biasa digunakan
adalah dengan memonitor kondisi
peralatan secara online baik saat
54
peralatan beroperasi maupun tidak
beroperasi.
Untuk itu diperlukan peralatan
dan personil yang ditugaskan
khusus untuk memonitor dan
menganalisa peralatan tersebut
atau ditugaskan pada bagian
tertentu yang berkaitan dengan
peralatan tersebut. Pemeliharaan
ini disebut juga pemeliharaan
berdasarkan kondisi peralatan
atau
Condition
Base
Maintenance.
2. Preventive Maintenance
Preventive Maintenance adalah
pemeliharaan yang dilakukan untuk
mencegah terjadinya kerusakan
peralatan secara tiba-tiba dan untuk
mempertahankan
unjuk
kerja
peralatan yang optimal sesuai umur
teknis yang telah ditentukan oleh
pabrikan.
Kegiatan
pemeliharaan
ini
dilakukan secara berkala dengan
berpedoman
pada
Instruction
Manual dari pabrik pembuat
peralatan tersebut. Disamping itu
juga menggunakan standar yang
ditetapkan oleh badan standar
Nasional maupun Internasional
(seperti SNI, IEEC dan lain-lain)
dan data-data yang diambil dari
pengalaman operasi di lapangan.
Pemeliharaan ini disebut juga
pemeliharaan berdasarkan waktu
operasi peralatan atau Time Base
Maintenance
3. Corrective Maintenance
Corrective Maintenance adalah
pemeliharaan
yang
dilakukan
dengan berencana pada waktuwaktu tertentu ketika peralatan
mengalami kelainan atau unjuk
kerja rendah saat menjalankan
fungsinya.
Hal ini dimaksudkan untuk
mengembalikan peralatan pada
kondisi semula (sebelum rusak)
dengan
perbaikan-perbaikan,
pengujian dan penyem-purnaan
peralatan. Pemeliharaan ini bisa
dilakukan dengan cara trouble
shooting
atau
penggantian
komponen atau part atau bagian
yang rusak atau kurang berfungsi
yang dilakukan dengan terencana.
Pemeliharaan ini disebut juga
pemeliha- raan berdasarkan kondisi
peralatan
atau
Currative
Maintenance.
4. Breakdown Maintenance
Breakdown Maintenance adalah
pemeliharaan yang dilakukan jika
terjadi kerusakan mendadak yang
waktunya tidak dapat diprediksi
atau tidak tertentu dan sifatnya
darurat atau emergency.
1.15.3. Pelaksanaan
Pemeliharaan
Pelaksanaan
pemeliharaan
peralatan ini dibagi 2 (dua) macam
yaitu :
1. Pemeliharaan berupa
monitoring yang dilakukan oleh
petugas operator setiap hari
55
atau setiap minggu oleh
petugas patroli unit pembangkit.
Kegiatan pemeliharaan ini
merupakan pengamatan secara
visual
terhadap
kelainan,
kebersihan, indikasi yang muncul,
arus beban, tegangan pada
panel, level air pada baterai dan
lain-lain
yang
terjadi
pada
peralatan dicatat pada daftar
cekllist harian atau mingguan
yang
kemudian
dilaporkan
kepada atasan.
dilakukan pembersihan jika ada
kotoran
dan
penggantianpenggantian pada lampu atau
meter indikator.
2. Pemeliharaan yang berupa
pembersihan dan pengukuran
yang dilakukan setiap bulan
atau pengujian yang dilakukan
setiap tahun oleh petugas
pemeliharaan.
Dengan
dilakukannya
pengukuran tegangan dan arus
beban diharapkan dapat diperoleh
data-data aktual mengenai besaran
tegangan
dan
arus
beban,
sehingga dapat mengantisipasi
perubahan besaran tegangan dan
arus beban.
1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan
Kegiatan Pemeliharaan pada
sistem DC Power ini meliputi
pemeliharaan dari mulai sumber
listrik untuk input charger (panel
listrik ac 380V), charger, instalasi
listriknya, baterai dan ruangan
baterai, panel listrik DC, inverter
(jika ada) dan instalasi listrik yang
ke beban-beban DC. Dari hasil
survey
dan
wawancara
di
lapangan yang sering mengalami
gangguan adalah di sisi instalasi
listrik yaitu DC ground, baterai dan
charger.
Untuk pemeliharaan instalasi
listrik
dan
perangkat
pendukungnya
seperti
panelpanel, meter indikator, lampu
indikator dan sebagainya cukup
dilakukan secara visual dan
1. Pemeliharaan Instalasi DC.
Ada beberapa langkah dalam
pemeliharaan Instalasi DC anatar
lain :
2. Pengukuran Tegangan dan
Arus Beban
Cara Pelaksanaan Pengukuran
1. Mempersiapkan Pengukuran
• Mempersiapkan Material dan
Peralatan
Kerja
yang
diperlukan.
• Mempersiapkan Dokumen dan
Peralatan K3.
2.Melakukan pengukuran
• Ukur dan catat tegangan tiap
MCB beban.
• Ukur dan catat arus beban
setiap MCB jika memungkinkan
• Membersikan Panel Pembagi
• Periksa suhu tiap MCB dengan
Thermovisi
• Periksa dan kencangkan bautbaut pada terminal MCB
• Ukur dan catat arus DC ground
56
3. Standar Pengukuran
Bandingkan hasil pengukuran
dengan
laporan/catatan
sebelumnya atau laporan hasil
komisioning.
4. Pemeriksaan Fuse atau MCB
Dengan
dilakukannya
pemeriksaan
fuse
dan
MCB
diharapkan dapat diperoleh datadata aktual mengenai kondisi
secara fisik peralatan tersebut
sehingga dapat dihindari terjadinya
”Mal-Function” peralatan lain akibat
terputus pasokan tegangan dan
arus.
5.Cara Pelaksanaan Pemeriksaan
Fuse atau MCB
1. Mempersiapkan Pemeriksaan
• Material dan peralatan kerja
dipersiapkan
• Dokumen dan peralatan K3
dipersiapkan
2. Melakukan pemeriksaan
• Membersihkan panel Fuse dan
pengaman baterai.
• Periksa suhu tiap MCB dengan
Thermovisi
• Periksa dan kencangkan bautbaut pada terminal MCB
• Ukur dan catat arus DC ground
• Periksa label atau marker masingmasing panel fuse baterai dan
kabel baterai
6. Standar Pemeriksaan Fuse
atau MCB
Bandingkan hasil pengukuran
dengan
laporan/catatan
sebelumnya atau
komisioning.
laporan
hasil
7. Pengukuran Keseimbangan
Tegangan
Tujuan Pengukuran
Keseimbangan Tegangan
Dengan dilakukannya pengukuran
keseimbangan
tegangan
diharapkan dapat diperoleh datadata
aktual
apakah
terjadi
penyimpangan
keseimbangan
tegangan.
Apabila
terjadi
penyimpangan tegangan – 5 % dan
+ 5 %, itu berarti menunjukkan
adanya DC ground.
Cara Pelaksanaan Pengukuran
Keseimbangan Tegangan
1. Mempersiapkan Pengukuran
• Mempersiapkan
Material
dan Peralatan Kerja yang
diperlukan.
• Mempersiapkan Dokumen
dan Peralatan K3.
2. Melakukan Pengukuran
• Membersihkan Rangkaian
Output Rectifier/Charger.
• Membersihkan Panel Fuse
dan Pengaman Baterai
• Ukur dan catat besaran
tegangan antara :
− Kutub
Positif
terhadap
Negatif,
− Kutub
Positif
terhadap
Ground,
− Kutub
Negatif
terhadap
Gound
57
1.15.5. Pemeliharaan Charger
Seperti halnya peralatan pada
umumnya charger juga harus
dipelihara. Hal ini harus dilakukan
agar charger dapat beroperasi
secara andal dan optimal. Dalam
pemeliharaan charger ini ada
beberapa
hal
yang
harus
dilakukan sepeti dijelaskan pada
uraian berikut ini.
1. Pengukuran Ripple
Tujuan pengukuran Tegangan
Ripple
pada
charger
untuk
mengetahui mutu tegangan DC
yang dihasilkan. Tegangan ripple
yang
tinggi,
kemungkinan
disebabkan oleh beberapa hal
antara lain :
- Rangkaian rectifier (thyristor)
bekerja tidak seimbang, mungkin
salah satu Tyristor bekerja tidak
stabil / tidak normal.
- Rangkaian Filter LC yang kurang
baik (Kapasitor atau Induktor
bocor ).
2. Cara Pengukuran
Pengukuran tegangan ripple
dilakukan pada titik output charger
atau sesudah rangkaian filter LC
(lihat gambar dibawah ini yaitu pada
titik ukur 1) dan pada titik input
beban atau output voltage dropperl
(titik ukur 2). Pengukuran tegangan
ripple menggunakan alat ukur
Ripple
Voltage
Meter
atau
Oscilloscope.
Gambar 1.55. Skema Pengukuran Tegangan Ripple
Dari contoh pembacaan hasil
pengukuran diatas nilainya adalah
0,386 volt, kalau tegangan DC-nya
adalah 110V maka prosentase
ripplenya adalah :
3. Standard Tegangan Ripple
Standard tegangan ripple yang
diizinkan untuk semua merk atau
type charger adalah ≤ 2 % (Sesuai
SE. 032).
0,386
x 100 %
110%
= 0,351 %
Tegangan Ripple =
58
4. Pengukuran Tegangan dan
Arus Input
Pengukuran tegangan dan arus
input dilakukan pada titik input
charger
bertujuan
untuk
mengetahui besarnya tegangan dan
arus masing-masing fasa.
Cara Pengukuran
Pelaksanaan
pengukuran
dilakukan pada rangkaian input
charger.
Cara
pelaksanaan
pengukuran
tegangan
menggunakan
Voltmeter
AC
standar.
Standar
Tegangan
input
adalah380 volt
AC ± 10%
Frekuensi tegangan input 50 hz ±
6%
5. Pengukuran Tegangan dan
Arus Output
charger
dilengkapi
dengan
rangkaian sensor arus dan
tegangan yang akan mendeteksi
arus pengisian dan tegangan
output.
Tujuan
pengukuran
tegangan dan arus output
charger adalah :
− Mengetahui besaran tegangan
dan arus output pada setiap
mode operasi.
− Pembanding hasil pengukuran
meter terpasang.
Cara Pengukuran pengukuran
tegangan dan arus output dilakukan
pada saat floating, equalizing dan
boosting. Pengukuran dilakukan
pada titik-titik terminal baterai dan
terminal beban atau output dropper
(lihat gambar1.55 ).
Pelaksanaan pengukuran dilakukan
dengan cara :
Tegangan
output
dari
charger
digunakan
untuk
mensuplai beban DC dan juga
digunakan
untuk
pengisian
baterai. Pada rangkaian control
Gambar 1.55. Pengukuran Tegangan dan Arus Output
59
1. Pengisian floating
- Posisikan selector switch "mode
operasi" pada posisi floating,
- Catat hasil pengukuran pada
logsheet,
- Bandingkan hasil pengukuran
dengan setting floating,
- Lakukan reseting apabila tidak
sesuai
2 . Pengisian equalizing
- Posisikan selector switch "mode
operasi" pada posisi equalizing,
- Catat hasil pengukuran pada
logsheet,
- Bandingkan hasil pengukuran
dengan setting equalizing,
- Lakukan reseting apabila tidak
sesuai
3. Pengisian boosting
- Posisikan selector switch "mode
operasi" pada posisi boosting,
- Catat hasil pengukuran pada
logsheet,
- Bandingkan hasil pengukuran
dengan setting boosting,
- Lakukan reseting apabila tidak
sesuai setting boosting
Pelaksanaan pengukuran dan
reseting floating, equalizing dan
boosting
pada
pemeliharaan
tahunan dilakukan saat rectifier tidak
berbeban dan untuk pemeliharaan
bulanan pengukuran dan reseting
floating dan equalizing dilakukan
pada saat berbeban .
Apabila
tegangan
output
pengisian
terlalu
rendah,
kemungkinan penyebabnya antara
lain :
- Terjadi gangguan pada rangkaian
tenaga DC.
- Pada untai jembatan Thyristor, ada
salah
satu
thyristor
yang
penyulutannya tidak normal.
- Rangkaian Pulse Generator tidak
bekerja dengan baik.
- Kerusakan pada rangkaian Control
Charger.
Pengukuran tegangan output
sangat tergantung pada merk dan
type baterai yang dilayani, dalam
pelaksanaan menggunakan standar
IEC 623 atau sesuai dengan buku
manual seperti pada tabel Tegangan
per Sel pada bahasan baterai,
sebagai contoh kita lihat tabel
dibawah ini standar untuk baterai
alkali merk saft.
Tabel . 1. 6. Pengisian boosting
Jenis /
Merk
Baterai Nominal
ALKALI
Saft
1,2
Tegangan Baterai ( Volt )
Float
Equal
Boost
Initial
Baterai
Akhir
Dischrage
1,40 1,42
1,50 1,55
1,65 1,70
1,65 1,70
1
60
Arus keluaran charger tergantung
pada beban atau dibatasi oleh arus
maksimum charger
Keseimbangan Tegangan
Tujuan pengukuran keseimbangan
tegangan adalah untuk mengetahui
keseimbangan antara tegangan positif
ke ground dengan negatif ke ground.
Hal ini dapat terjadi akibat ketidak
seimbangan tegangan output charger
atau ketidak seimbangan tegangan
pada beban karena adanya hubung
singkat antara positif ke ground atau
negatif ke ground.
Cara
Pengukuran
untuk
melaksanakan
pengukuran
ini
dilakukan pada titik output charger ke
beban,
caranya
yaitu
dengan
mengukur tegangan antara positif
dengan ground, kemudian ukur
tegangan negatif dengan ground.
Dari
hasil
pengukuran
ini,
perhatikan apakah sudah sama
(toleransi dari pabrik) antara besaran
tegangan positif ke ground dengan
besaran tegangan negatif ke ground.
Apabila hasil pengukuran diketahui
sama, berarti, tegangan output charger
sudah seimbang clan tidak terjadi
hubung singkat pada beban.Apabila
terjadi ketidakseimbangan maka perlu
dilakukan pengecekan lebih lanjut
(lihat pokok bahasan troubleshooting )
Standard
hasil pengukuran
keseimbangan tegangan masingmasing antara positif dan negatif ke
ground adalah 50 persen dari
tegangan output charger. (toleransi ±
12,5%)
1.15.6. Pengukuran Arus Output
Maksimum
Tujuan pengukuran adalah
untuk mengetahui apakah charger
masih dapat bekerja optimal
dengan arus output sesuai dengan
yang
dibutuhkan
(kapasitas
baterai).
Pengukuran
arus
maksimum juga dilakukan saat
komisioning untuk mengetahui
apakah arus maksimum charger
sudah sesuai spesifikasi.
Apabila
hasil
pengukuran
terjadi perbedaan antara besaran
arus, output dengan arus yang
dibutuhkan, maka perlu dilakukan
pengaturan ulang (resetting) pada
charger.
Cara pengukuran arus output
maksimum atau sesuai kebutuhan
baterai dilakukan dengan cara :
1. Lepaskan charger dari baterai
clan beban
2.Kosongkan
energi
baterai
dengan dummy load.
3..Pasang amperemeter secara
seri pada titik output charger.
4..Posisikan charger pada mode
Boost
5.Hubungkan charger dengan
baterai yang telah dikosongkan
atau menggunakan dummy load.
6..Amati besaran arus pada
amperemeter.
7..Apabila terdapat perbedaan
antara hasil pengukuran dengan
besarnya arus output yang
dibutuhkan (sesuai kapasitas
baterai),
maka
lakukan
penyetelan arus output charger
sesuai kebutuhan.
61
Untuk
charger
type
BCT,
penyetelan dilakukan pada rangkaian
kontrol charger, yaitu dengan
mengatur trimpot VR1 dan VR2
(besar
arus
maksimum
yang
diizinkan 110 % dari arus nominal).
Untuk charger type ABB 626 170,
penyetelan dilakukan pada circuit
card
A1,
yaitu
pengaturan
potensiomefer R5.
Standard masing-masing type I
merk charger telah mempunyai)
standar kapasitas arus maksimum
yang diizinkan. Sebagai contoh,
charger type ABB 162 170 standar
kapasitas arus maksimum adalah
105 % dari arus keluaran ( 105% x
100 A = 105 A ) dan charger dari PT
Catu
daya
Data
Prakasa,
mempunyai standar arus maksimum
110 % dari arus keluaran charger (
110% x 80 A = 88 A ).
Pengukuran Rangkaian Dropper
Untuk
mengetahui
apakah
rangkaian Dropper dapat bekerja
normal. Cara pengukuran tegangan
dropper
dilakukan
dengan
pengecekan tegangan rangkaian ke
beban untuk masing-masing posisi
selector switch, seperti sebagai berikut
:
1. Tentukan besaran tegangan yang
diperlukan pada rangkaian ke
beban (misalnya 110 volt).
2. Hubungkan voltmeter pada output
charger
(sebelum
rangkaian
dropper) dan rangkaian ke beban
(setelah rangkaian dropper).
3. Posisikan selector switch pada
Floating, amati tegangan pada
rangkaian ke beban (tegangan
pada rangkaian ke beban harus
tetap).
4. Posisikan selector switch pada
Equalizing, amati tegangan
pada rangkaian 'ke beban
(tegangan pada rangkaian ke
beban harus tetap).
5. Posisikan selector switch pada
Boosting, amati tegangan pada
rangkaian ke beban (tegangan
pada rangaian ke beban harus
tetap)
Apabila
hasil
pengukuran
tegangan pada rangkaian ke beban
saat posisi floating, equalizing clan
boosting tetap (± 10 %) maka
rangkaian dropper bekerja normal.
Pada saat ini pengukuran
rangkaian
tegangan
dropper
mengacu
pada
pengalaman
lapangan clan buku manual
masing-masing merk, seperti :
- Charger type ABB 162 1 70
besarnya
tegangan
dropper
adalah 80 % dari tegangan
keluaran, yaitu sE kitar 10 VDC.
- Charger dari PT Catudaya Data
Prakasa, menggunakan dropper
diode. 3 step, dengan range
tegangan 24 VDC pada arus 80
A.
- Charger BCT menggunakan 2
buah dropper diode, masingmasing besarnya adalah 24 VDC.
Pengecekan Meter-meter
Tujuan
pengecekan
meter
adalah untuk mengetahui akurasi
dari meter-meter terpasang (arus
baterai, arus beban dan tegangan
beban) Pada charger baterai
62
umumnya memiliki tiga buah alat ukur
terdiri dari meter untuk pengukuran
arus baterai, arus beban, clan
tegangan beban.
Pengecekan dilakukan dengan cara
sebagai berikut :
Ukur besaran tegangan dan arus di
terminal meter menggunakan alat ukur
standar.
1.
Bandingkan hasil pengukuran
antara alat ukur standar dengan
hasil
penunjukkan
meter
terpasang.
2.
Apabila
perbedaan
hasil
pengukuran antara alat ukur
standar dengan meter terpasang
di atas 5% (+5%) atau dibawah
5% (-5%) sesuai dengan klas
meternya, maka meter tersebut
harus dikalibrasi.
Standar akurasi meter sesuai dengan
klas meter yang dipakai, misal : 0,5% 5%
Pemeriksaan Fisik
Pemeriksaan secara fisik bertujuan
untu.k mengetahui kondisi cubicle
charcer dan fuse box apakah dalam
keadaan baik dan bersih. Cara
pelaksanaan pemeriksaaan fisik
adalah sebagai berikut :
1. Buka pintu panel charger
2. Perhatikan kondisi kebersihan
peralatan elektronik, meter-meter
dan fuse.
3. Bersihkan apabila jika terdapat
kotoran baik debu atau sarang
laba-laba.
4. Pembersihan dilakukan dengan
menggunakan alat pembersih dan
cairan pembersih. Khusus untuk
peralatan
elektronika,
gunakanlah kompressor udara
dengan tekanan maksimum 3
bar.
5. Periksa kondisi baut-baut jika
perlu
dikencangkan.
Gunakanlah alat yang sesuai
dengan peruntukkannya.
Standard pemeriksaan fisik pada
peralatan adalah secara visual
ataupun bisa juga dengan diraba
yaitu peralatan dalam kondisi baik
dan bersih.
1.16.Jadwal dan Chek list
Pemeliharaan Charger
Agar
periode
dan
objek
pemeliharaan charger sama, maka
perlu membuat jadwal dan cheklist
pemeliharaan charger.
Pembuatan
jadwal
dan
cheklist pemeliharaan charger,
disesuaikan dengan buku petunjuk
peralatan yang dikeluarkan oleh
pabrik pembuat peralatan atau
instrument tersebut.
1.16.1. Pemeliharaan Baterai
Pengukuran tegangan pada sel
baterai bertujuan untuk mengetahui
sebagai berikut :
− Kondisi tegangan sel baterai,
apakah kondisi operasi normal
− Tegangan pengisian ke baterai
(Tegangan output charger)
− Kondisi open sirkit pada
rangkaian baterai.
− Keseimbangan tegangan
baterai terhadap tanah.
63
1.16.2. Cara Pelaksanaan
Pengukuran Tegangan.
b) Pengukuran tegangan
seluruh sel :
Pengukuran tegangan baterai per
sel dan keseluruhan sel dilakukan
dengan langkah-langkah sebagai
berikut :
− Rangkaian Baterai ke Rectifier dioff-kan.
− Siapkan AVO meter ( diajurkan
menggunakan AVO meter digital
).
Pengukuran Tegangan per Sel
− Ubah posisi selektor switch pada
AVO meter pada skala yang
sesuai.
− Rangkaian Baterai ke Rectifier di-offkan
− Siapkan AVO meter ( diajurkan
menggunakan AVO meter digital )
− Ukur tegangan sel baterai sesuai
polaritasnya, warna merah pada
kutub positif pada sel no.1 dan
warna hitam pada kutub negatif
pada sel terakhir.
− Sesuaikan selektor switch pada
AVO meter pada skala yang kecil,
misalnya pada skala 10 volt.
− Ukur tegangan sel baterai sesuai
polaritasnya ( positif warna merah
dan negatif warna hitam ) mulai dari
sel no. 1 sampai dengan sel terakhir.
−
Catat hasilnya pada lembar
kerja pengukuran tegangan.
−
Koreksi besaran hasil ukur
tegangan
tersebut
dan
bandingkan dengan standard
tegangan.
− Catat hasil pengukuran pada
lembar kerja pengukuran tegangan.
Tabel 1.7. Tegangan per Sel.
Jenis /
Merk
Baterai
Alkali
Tegangan Baterai ( Volt )
Nominal
Floating
Equalizing Boost
Initial
Akhir
Baterai Dischrage
Saft
1,2
1,40 - 1,42
1,50 - 1,55
1,65 1,70
1,65 1,70
1
Nife
1,2
1,40 - 1,42
1,55
1,70
1,65
1
Hoppecke
/ FNC
1,2
1,40 - 1,45
1,50 - 1,65
1,70
1,70
1
Friwo / TS
1,2
1,40 - 1,42
-
1,70
1,70
1,15
Alcad
1,2
1,45 - 1,47
1,50 - 1,60
1,70
1,70
1
Furukawa
1,2
1,40 - 1,42
-
-
-
1
Emisa /
LP, MP
1,2
1,40 - 1,45
1,50 - 1,60
1,70
1,70
1
64
Jenis /
Merk
Baterai
Asam
Tegangan Baterai ( Volt )
Floating
Rocket
2
2,3
2,4
-
2,3
1,8
SAFT NIFE
/ Lead Line
2
2,27
-
-
2,3
1,8
Fiam / SMG
2
2,23
-
-
2,35
1,8
Furukawa
2
-
-
-
-
-
Yuasa
2
-
-
-
-
-
Gould
2
-
-
-
-
-
Fulmen /
EHP
2
2,27
-
-
2,40
1,8
2
2,3
-
-
-
1,8
2
2,3
-
-
-
1,8
HOPPEKE /
OPzS
2
2,23 2,24
2,24
-
-
1,8
Cloride
Powersafe
2
2,25 2,27
2,4
-
2,3 2,4
1,8
DRYFIT /
A600 OpzV
DRYFIT /
PzS
1.16.3.Pengukuran
Elektrolit
Berat
Jenis
Tujuan melakukan pengukuran
adalah untuk mengetahui kondisi
elektrotit. Hal ini sangat penting
karena elektrolit pada baterai
berfungsi sebagai konduktor atau
sebagai media pemindah elektron.
Equalizing Boost
Initial
Akhir
Baterai Dischrage
Nominal
Oleh karena itu agar proses kimia
didalam sel baterai bekerja baik,
maka perlu dilakukan pemeriksaan
atau
pengukuran
berat
jenis
elektrolit. Alat ukur yang digunakan
adalah Hydrometer, seperti gambar
1-57
65
Pompa Karet
Silinder
Aerometer
Cairan Elektrolit
Gambar 1. 57. Hydromete
Aerometer yang biasa dipakai atau
yang beredar dipasaran terdiri dari
3 (tiga) macam, yaitu :
Bd ( hs )= Pembacaan berat jenis
1. Aerometer yang bertuliskan
angka-angka berwarna putih,
biasanya pada baterai merk
Hoppecke (buatan Jerman)..
ts = Temperatur larutan asam
2. Aerometer
yang
dilengkapi
dengan warna : Merah, Hijau,
Kuning (buatan RRC). Arti dari
warna-warna tersebut adalah :
− Merah : Dead Batery, adalah
muatan baterai tidak ada atau
mati
− Hijau
:
Half Charge,
kapasitas baterai sudah 50%
a) Pada Baterai Asam :
Bd
(s)
= Bd
( hs )
+
( t s - 15 )
x 0,001
1,5
Dimana :
Bd ( s ) = Harga berat jenis
pada hydrometer ( gr/cm3 )
belerang ( 0 C )
b. Pada baterai alkali
Bd ( a ) = Bd ( ha ) +
( t a - 15 )
x 0,001
2
Diman
a:
Bd ( a ) = Harga berat jenis
Sebenarnya
Bd ( ha ) = Pembacaan berat jenis
larutan alkali pada hydrometer
(gr/cm3 )
− Ta = Temperatur larutan asam
belerang Kuning : Full Charge,
kapasitas baterai sudah 90–
100%
3. Aerometer
yang
dilengkapi
warna : Merah, Putih, Hijau (buatan
sebenarnya
66
Taiwan), arti warna-warna tersebut
adalah :
− Merah : Recharge
− Putih : Fair
− Hijau : Good
- Pompakan cairan elektrolit secara
maksimal / sampai penuh seperti
gambar 1-58.
- Siapkan alat ukur berat jenis
(hydrometer).
- Catat hasil pengukuran.
- Gunakan alat / hydrometer sesuai
jenis baterai yang akan diukur
(jangan tertukar dengan hydrometer
untuk baterai jenis yang lain.)
- Pada saat pengukuran posisi
hydrometer harus tegak lurus.
- Baca skala pada areometer sesuai
permukaan cairan elektrolit.
- Pembacaan berat jenis (Bd)
dipengaruhi
oleh
perubahan
temperatur maka diperlukan koreksi
pembacaan berat jenis dengan
ketentuan sebagai berikut:
( 0C )
Gambar 1.58. Cara Pelaksanaan Pengukuran Berat Jenis
Tabel 1-8. Standar Berat Jenis Elektrolit
Jenis Baterai
ALKALI
Kondisi Elektrolit
( temp. 20o C )
Berat Jenis
( gr / cm3 )
Elektrolit baru
1,20
Kondisi terisi penuh
1,18
Berat jenis minimum
1,16
67
ASAM
Elektrolit baru
1,190
Kondisi terisi penuh
1,215
Berat jenis minimum
1,16
1.16.4. Pengukuran Suhu
Elektrolit
Tujuan
pengukuran
suhu
elektrolit adalah untuk mengetahui
kondisi elektrolit baterai ketika
baterai sedang diisi ( charge )
maupun ketika sedang terjadi
kondisi tidak normal, mengingat
pengaruhnya sangat besar terhadap
operasional baterai maka perlu
dilakukan
pemeriksaan
atau
pengukuran suhu pada sel baterai.
Cara Pelaksanaan pelaksanaan
pengukuran suhu elektrolit dilakukan
dengan langkah-langkah sebagai
berikut :
− Siapkan alat ukur suhu elektrolit
yang bersih dan dianjurkan
menggunakan thermometer jenis
alkohol.
− Yakinkan bahwa termometer
berfungsi dengan baik.
− Masukan alat ukur ke dalam sel
baterai sampai terendam cairan
elektrolit.
− Tunggu beberapa saat dan
amati sampai ada perubahan
suhu.
− Catat hasil ukur ke dalam lembar
kerja yang telah disediakan.
Standar suhu elektrolit pada
baterai alkali maupun asam adalah
sebagai berikut :
-
Suhu maksimum pada normal
operasi : 25 - 35 °C ( suhu
ruangan )
Suhu maksimum yang diijinkan
pada
saat
pengisian
/
pengosongan : 45 °C.
Tujuan pengukuran arus
pengisian pada baterai adalah :
-
Untuk mengetahui besarnya
arus pengisian dari rectifier ke
baterai, pada saat baterai
floating. Arus pengisian ini
mendekati nol.
-
Untuk mengetahui besarnya
arus pengisian dari rectifier ke
baterai, pada saat baterai
equalizing.
-
Untuk mengetahui besarnya
arus pengisian dari rectifier& ke
baterai, pada saat baterai
boosting. Apabila Rectifier tidak
dilengkapi dengan Dropper
Untuk melakukan pengukuran
arus pengisian pada baterai dengan
langkah-langkah sebagai berikut :
-
Siapkan Tang Ampere DC
-
Posisikan saklar atau selector
switch untuk pengukuran arus
searah (DC)
-
Sesuaikan posisi range arus
pada tang ampere
-
Lakukan pengukuran pada :
-
Kabel dari rectifier ke baterai
68
-
Kabel konektor antar rak baterai
-
Yakinkan penunjukan arus harus
konstan
-
Catat hasil pengukuran
-
Cocokkan hasil pengukuran
tersebut dengan penunjukkan
arus pada ampere meter yang
terpasang pada rectifier.
Contoh pengukuran arus pada
baterai dapat dilihat pada gambar
1.59.
Gambar 1.59. Pengukuran arus pada Rangkaian Sel Baterai
69
Gambar 1.60. Diagram Titik Ukur Arus Pengisian Pada Baterai
Besarnya arus pengisian adalah
sebagai berikut :
- Baterai Alkali
: 0,2 x C ( 0,2
x kapasitas baterai)
- Baterai Asam : 0,1 x C ( 0,1
x kapasitas baterai)
- Pada operasi floating arus
yang mengalir ke baterai relatif
kecil
1.16.5. Jadwal Pemeliharaan
Periodik Baterai
Pedoman
yang
diterapkan
untuk melakukan pemeliharaan
pada peralatan Instalasi adalah
bardasarkan pada SUPLEMEN,
Surat Edaran dari PLN Pusat No.
032/PST/1984,
tentang
uraian
Kegiatan Pemeliharaan Peralatan
Listrik.
Periodik
Pemeliharaan
adalah sebagai berikut :
− Mingguan
− Bulanan
− Tahunan
Baterai
Namun demikian pemeriksaan
baterai secara rutin tiap hari tetap
dilakukan oleh patroli operator
namun hanya bersifat fisik atau
secara visual, tidak menggunakan
meter-meter yang rumit.
70
Tabel 1-9. Pemeliharaan Mingguan (dalam keadaan operasi )
No
.
1
Peralatan
Yang
Dipelihara
Sel Baterai
Peralatan /
Material yang
digunakan
Kegiatan
Periksa kebersihan sel baterai. Bila - Check List
kotor bersihkan sel dan klemnya.
- Kuas Cat
Ukur Tegangan dan Berat jenis pada
- Sikat
sel yang dipilih atau ambil contoh /
- Lap Kaos
sampel dari beberapa sel
Periksa arus pengisian
tegangan total baterai.
2
Ruang Baterai
3
Elektrolit
4
Sekring / NFB
dan
ukur -Vaseline
Netral
- Multi meter
Periksa kipas ventilasi, apakah normal,
-Pengukur
jika tidak normal segera di perbaiki
tinggi
Periksa level dan suhu cairan elektrolit, Elektrolit
apakah normal? Jika tidak normal -Thermometer
sesuaikan dengan standar yang telah
ditentukan
Periksa apakah ada yang putus atau
trip
Tabel 1- 10. Pemeliharaan Bulanan (dalam keadaan operasi )
No.
1
Peralatan
Yang
Dipelihara
Sel Baterai
Kegiatan
Peralatan /
Material
yang
digunakan
Ukur Tegangan dan Berat jenis di - Check List
seluruh sel pada kondisi charger Off
- Kuas Cat
(tidak operasi).
- Sikat
Ukur tegangan total.
- Lap Kaos
Periksa kebersihan sel baterai, bila kotor
bersihkan dan lapisi dengan vaseline -Vaseline
Netral
netral.
Lakukan pengisian
Equalizing.
dengan
mode - Multi meter
71
2
Rangkaian
Baterai
Charger di Off-kan, ukur tegangan total
baterai untuk menguji open circuit (sirkuit
terbuka)
Tabel 1- 11. Pemeliharaan Tahunan (dalam keadaan tidak operasi )
Peralatan /
Peralatan
No.
Kegiatan
Material yang
Yang
digunakan
Dipelihara
- Check List
1 Sel Baterai
Lakukan Pengujian Kapasitas :
- Kuas Cat
Pengisian kembali dengan mode - Lap Kaos
-Vaseline Netral
Boosting
- Multi meter
Rekondisi elektrolit baterai bila -Tang
amper
hasil test kapasitas tidak baik DC
(bila diperlukan)
- Alat Uji
Pengujian
kadar
potassium Kapasitas
karbonat, khusus pada baterai - Alat Uji kadar
yang telah berusia lebih dari 5 Potassium
Karbonate
tahun.
72
1.17. Pengujian dan shooting pada
DC Power
melalui rangkaian control charger
sampai indikasi muncul.
Sistem DC Power pada unit
pembangkit yang sering mengalami
permasalahan adalah pada baterai.
Terutama bateraiai jenis asam karena
didalamnya terdapat larutan kimia
(elektrolit) yang tentu jika dipengaruhi
kondisi lingkungan yang berubahubah akan mempengaruhi berbagai
unsur baik level air, berat jenis,
temperatur
elektrolitnya
dan
sebagainya. Untuk peralatan lain
seperti sistem instalasi, panel-panel,
meter indikator, lampu indikator,
charger dan inverter biasanya jarang
terjadi masalah.
Over Voltage Bateray. Untuk
pengujian ini dilakukan dengan cara
menaikkan tegangan keluaran melaui
rangkaian control charger sampai
indikasi muncul.
AC
Power
Failure
Untuk
pengujian ini dilakukan dengan cara
melepas (meng-off-kan) MCB input
AC ke charger
1.17.1. Pengujian Indikator Charger
Pengujian pada charger meliputi
beberapa hal antara lain : Low
Baterai Indicator, AC Power Failure,
Over Voltage Bateray, Charger
Failure, DC Fuse Failure, Earth
Fault, dan lain-lain. Pengujian
indikator bertujuan untuk mengetahui
apakah indikator tersebut bekerja
sesuai dengan fungsinya ataukah
tidak sesuai. Beberapa pengujian
yang dapat dilakukan pada indikator
charger antara lain :
Low Bateray Indicator . Untuk
pengujian ini dilakukan dengan cara
menurunkan tegangan keluaran
Charger Failure 'Untuk
pengujian ini dilakukan dengan cara
melepas (meng-off-kan) MCB output
DC ke baterai.DC Fuse
Failure,
'Untuk
pengujian
dilakukan dengan cara melepas
(meng-off-kan) fuse output DC ke
baterai.
Earth Fault Untuk pengujian ini
dilakukan
dengan
cara
memindahkan posisi switch penguji
DC Ground pada charger.
Dalam pelaksanaan di lapangan,
alarm
indikasi
charger
dapat
dikatakan sesuai dengan standar
apabila
pada
saat
dilakukan
pengujian (simulasi gangguan) pada
salah satu bagian charger tersebut,
alarm dapat muncul dengan baik.
73
Tabel 1 . 12 Trouble Shooting pada Charger
ALARM
PENYEBAB
CARA MENGATASI
AC Power
Failure
Input circuit
breaker (MCCB)
trip
On-kan kembali saklar. MCCB mungkin trip
karena adanya arus Lebih (lonjakan arus
sesaat). Pada kasus ini: On-kan charger
dengan kontrol manual dan arus di set ke nol
(sesuai buku petunjuk pengoperasian)
Under
Voltage
Bateray
Charger trip
On-kan charger.
Periksa semua phasa dan perbaiki sistem
suplay AC
Suplay AC lepas
Periksa semua phasa dan perbaiki sistem
suplay AC.
AC MCCB trip
On-kan MCCB. Jalankan charger dengan
control manual, dan seting arus pada level nol.
Mini Fuse putus
Ganti fuse, bila fuse putus , perbaiki hubungan
antar PCB
Tegangan output
tidak sesuai
Bandingkan tegangan output charger dengan
nilai yang ditunjukkan data sheet. Bila tidak
sesuai, setting ulang nilai tegangannya.
Pemakaian
Beban DC terlalu
tinggi
Hitung ulang pemakaian beban DC. Putuskan
pemakaian beban DC. Ganti charger dengan
kapasitas arus output DC yang lebih tinggi.
Baterai habis
Isi baterai, periksa level elektrolit baterai
Periksa baterai untuk gangguan short circuit
internal
Over
Voltage
Bateray
Tidak berfungsi nya charger,
karena suplay
tegangan yang
terlalu besar dari
rangkaian beban
ke baterai
Periksa seting charger.
Putuskan rangkaian beban
tegangan.
Charger
Failure
Charger mati
On-kan charger
Under
Voltage
Bateray
dari
sumber
74
DC Fuse
Failure
Suplay utama
putus / hilang
Periksa semua phasa dan perbaiki sistem
suplay AC
MCCB suplay
AC trip
On-kan kembali MCCB. On-kan charger
dengan kontrol manual dan arus diset ke nol
(sesuai buku petunjuk pengoperasian)
Mini Fuse putus
Ganti fuse. Bila fuse putus lagi, periksa
hubungan antar PCB. Bila rusak, maka
perbaiki. Periksa semua fuse dan cari fuse
yang putus dan cari penyebabnya
DC Fuse putus
Ganti Fuse-nya
1.17.2. Pengujian Kapasitas baterai
Kapasitas suatu baterai adalah
menyatakan besarnya arus listrik
(Ampere) baterai yang dapat disuplai
atau dialirkan ke suatu rangkaian luar
atau beban dalam jangka waktu
(jam) tertentu, unt uk memberikan
tegangan tertentu. Kapasitas baterai
( Ah ) dinyatakan sebagai berikut :
C = Ix t
Dimana :
C = Kapasitas baterai ( Ah )
I = Besar arus yang mengalir
(Ampere )
t = Waktu pemakaian ( Jam ).
Pengujian
kapasitas
baterai
menggunakan kode atau istilah
dengan C.. Kode yang biasa
digunakan adalah C3 , CS dan C,o. Hal
ini menyatakan besarnya kapasitas
baterai dalam Ah yang tersedia, yaitu
o untuk C3 , waktunya selama 3 jam
o untuk C5 , waktunya selama 5 jam
o untuk C,o, waktunya selama 10 jam
Waktu pengujian kapasitas
baterai ini biasanya dilakukan pada :
o Saat komisioning baterai ( Initial
Charge )
o Setelah 5 ( lima ) tahun beroperasi.
o Berikutnya dilakukan setiap 1 tahun
sekali.
Pada baterai alkali nickelcadmium (NiCd) umumnya kapasitas
baterai dinyatakan dalam C5 dan
untuk baterai Asam adalah C10.,
tujuan pengujian ini adalah untuk
mengetahui kapasitas baterai yang
sesungguhnya.
Pelaksanaan pengujian
kapasitas baterai yang pada unit
pembangkit yang terpasang 1
(satu) unit baterai adalah sebagai
berikut :
1. Mencatat data-data baterai
yang akan diuji.
2. Menyiapkan peralatan kerja
dan alat uji.
3. Menyiapkan baterai cadangan
dan yakinkan siap operasi.
4. Siapkan Rectifier uji.
75
5. Melakukan manuver pemindahan pasokan sumber DC
(Gambar 1.61) dengan uraian
manuver sebagai berikut
Masukan NFB baterai
cadangan (paralel).
Buka Fuse baterai yang
akan diuji.
Baterai siap diuji.
6. Melepas kabel pada terminal
Positif clan Negatif baterai.
7. Pertahankan level elektrolit
baterai.
8. Kencangkan mur/baut yang
kendor pada seluruh sel
baterai.
9. Sambungkan alat uji ke baterai
( lihat gambar 1.62 clan 1.63 ).
10. Pelaksanaan
Pengujian
(Discharge ) menggunakan alat
BCT2000 atau BTS100.
11. Ukur suhu pada sampel sel
baterai secara random.
12. Khusus bila menggunakan alat
uji Merk ISA, BTS 100 catat
penurunan tegangar per sel
pada seluruh sel baterai.
13. Bila tegangan per sel < 1 volt
(mendekati nol), maka sel
baterai diindikasikan rusak.
14. Bila hasil uji kapasitas baterai <
50% maka lakukan pengisian
kembali sebesar 140 % x
kapasitas, setelah penuh off-
kan charger dan tunggu selama
2 jam.
15. Mengukur
besarnya
arus
pengisian ke baterai atau
menyetel
besarnya
arus/
tegangan output charger.
16. Mencatat tegangan seluruh sel
baterai
selama
pengisian
ber.langsung.
17. Memeriksa/
mengukur
temperatur sel baterai selama
berlangsung
pengisian
(charging). Pengisian dihentikan
apabila temperatur sel baterai
telah mencapai 45°C, tunggu
sampai suhu baterai menurun
dan lanjutkan pengisian.
18. Pelaksanaan
Pengujian
(discharge ) tahap 2.
19. Selanjutnya
lakukan seperti
urutan pekerjaan nomor 11 s/d
13
20. Bila hasil uji Ecapasitas baterai
< 50 % maka lakukan
pengecekan potasium karbonat
21. Bila kandungan potasium
karbonat < 75 gram/liter lakukan
rekondisi, jika > 75 gram/liter
baterai harus diganti. (Lihat
Tabel Standar Batas maksimum
kadar K2C03)
22. Bila hasil uji kapasitas baterai >
50 % maka baterai dapat
dioperasikan kembali / masuk
ke sistem.
76
Gambar 1.61. Pengujian pada baterai yang terpasang 1 unit
Pelaksanaan
pengujian
kapasitas baterai yang pada unit
pembangkit yang terpasang 2
( dua ) unit baterai adalah sebagai
berikut :
1. Mencatat data-data
baterai
yang akan diuji.
2. Menyiapkan
peralatan kerja
dan alat uji.
3. Melakukan manuver pemindahan pasokan sumber DC dengan
cara bergantian. Bila Unit 1 di
uji, maka unit 2 memasok
sumber DC ke beban ( lihat
gambar 1.62 ) dengan uraian
manuver sebagai berikut :
Manuver Pembebasan Baterai
Unit 1 yang akan di uji
kapasitasnya yaitu:
− Masukan
NFB
Rel
DC
(Rectifier Unit 1 dan 2 paralel
sesaat )
− Keluarkan NFB out going Unit 1
Keluarkan NFB incoming Unit 1
− Off-kan Rectifier Unit 1
( Baterai Unit 1 bebas tegangan dan
siap dilakukan.test kapasitas ).
77
Gambar 1.62. Pengujian pada Baterai yang terpasang 2 Unit.
4. Membuka fuse baterai.
5. Melepas kabel pada terminal
Positif dan Negatif baterai.
6. Memeriksa level cairan elektrolit
seluruh sel baterai
7. Memeriksa kekecangan mur
baut peda seluruh sel baterai.
8. Penyambungan
baterai
alat
uji
ke
9. Pelaksanaan
Pengujian
(Discharge) menggunakan alat
BCT2000 atau BTS100
10. Ukur suhu pada sampel sel
baterai secara random.
penurunan tegangan per sel
pada seluruh sel baterai.
12. Bila tegangan per sel < 1 volt
(mendekati nol), maka sel baterai
diindikasikan rusak.
13. Bila hasil uji kapasitas baterai <
50 % maka takukan pengisian
kembali
sebesar
140%
x
kapasitas, setelah penuh off-kan
charger dan tunggu selama 2
jam.
14. Mengukur
besarnya
arus
pengisian ke baterai atau
menyetel besarnya arus /
tegangan output charger.
11. Khusus bila menggunakan alat
uji Merk ISA, BTS 100 catat
78
15. Mencatat tegangan seluruh sel
baterai
selama
pengisian
berlangsung.
16. Memeriksa
/
mengukur
temperatur sel baterai selama
berlangsung pengisian ( charging
).
Standar yang digunakan dalam
melaksanakan pengujian kapasitas
baterai mengacu pada karakteristik
baterai yang akan diuji antara lain
sebagai berikut :
a) Parameter Test
17. Pengisian dihentikan apabila
temperatur sel baterai telah
mencapai 45°C, tunggu sampai
suhu baterai menurun dan
lanjutkan pengisian.
−
Besarnya arus pengosongan
/ discharge, contoh untuk
baterai alkali : 0,2 x kapasitas
baterai dan baterai asam :
0,1 x kapasitas baterai.
18. Pelaksanaan
(Discharge ) tahap 2.
−
Setting waktu pengosongan,
contoh untuk baterai alkali : 5
jam dan untuk baterai asam :
10 jam.
−
Tegangan
akhir
pengosongan
per-sel,
contoh untuk baterai alkali : 1
volt dan untuk baterai asam :
1,8 volt
−
Baterai alkali sebesar 1 volt
clan untuk baterai asam
sebesar 1,8 Volt.
Pengujian
19. Selanjutnya
lakukan
seperti
urutan pekerjaan nomor 9 sld 11
20. Bila hasil uji kapasitas baterai <
50 % maka lakukan pengecekan
potasium karbonat
21. Bila
kandungan
potasium
karbonat < 75 gram/liter lakukan
rekondisi, jika > 75 gram / liter
baterai harus diganti.
22. Bila hasil uji kapasitas baterai >
50 % maka baterai dapat
dioperasikan kembali / masuk ke
sistem.
Standar Kapasitas
−
−
Baterai baik : 80 %
Baterai kurang baik : < 80%
79
Gambar 1.63. Penyambungan alat uji ke baterai menggunakan alat uji
Merk Albert - type BCT-128
Gambar 1.64. Penyambungan alat uji ke baterai menggunakan alat uji
Merk ISA - type BTS-100 Plus
80
1.17.3. Pengujian kadar Potassium
Carbonate ( KZC03 )
Peralatan
yang
digunakan
dalam pengujian ini adalah sebagai
berikut :
Dalam
melaksanakan
pemeliharaan tahunan pada baterai
diantaranya
adalah
pengujian
kapasitas, dari hasil test tersebut
belum menjadi jaminan bahwa
kondisi baterai tidak baik, sehingga
perlu ada usaha usaha lain yang
perlu diakukan yaitu dengan cara
melakukan pengisian kembali dan
menguji ulang baterai tersebut.
Apabila masih tetap kondisi tidak
baik idealnya baterai tersebut
diganti, tetapi hal ini dianggap tidak
efisien. Salah satu upaya yang
dilakukan sebelum beterai diganti
adalah
dengan
melaksanakan
rekondisi
pada
baterai
atau
mengganti cairan elektrolitnya.
- 1 bh Pipet ukuran 5 ml clan pipet
filler
Dalam melaksanakan rekondisi
seringkali juga masih didapatkan
hasil yang tidak memuaskan
sehingga tidak berdaya guna dalam
meningkatkan kondisinya, oleh
karena itu dari hasil pengujian
kandungan potassium karbonat
(KZC03) pada cairan elektrolit
baterai dapat ditentukan apakah
baterai bila direkondisi dapat
meningkat kondisinya atau tidak,
sebelum mengganti baterai dengan
yang baru.
Adapun
Tujuan
pengujian
kandungan potassium carbonate
(K2C03) adalah untuk memperoleh
infomasi apakah elektrolit baterai
masih efektif. untuk direkondisi atau
sudah tidak efektif lagi untuk
direkondisi.
- 1 bh pipet kecil
- 1 bh gelas Berker ukuran 250 ml
- 1 bh gelas Erlenmeyer ukuran
500 ml
- 1 bh corong diameter 5 cm
- 1 bh washing bottle uk. 1000 ml
- 1 bh sarung tangan karet
- 1 bh gelas Burette kapasitas 25m1
- 1 tube obat tetes mata (untuk P3K)
1. Bahan Kimia yang Digunakan
Bahan kimia yang digunakan
dalam pengujian ini adalah :
- 1 botol ukuran @ 250 ml
phenolphtalein (Reagent A)
- 1 botol ukuran @ 250 ml methyl
orange (Reagent B)
- 1 botol ukuran @ 1000 ml Hydro
Chloric Acid (HCl)
- 1 liter air distillate (H2O)
2. Pelaksanaan Pengukuran
Untuk satu unit baterai, sampel
diambil dengan cara mengambil
beberapa tetes larutan elektrolit tiap
sel baterai hingga terkumpul sekitar
± 200 ml elektrolit.
Pembuatan 50 ml larutan HCL 10 %
- Dengan memakai gelas ukur
250 ml, masukkan 50 ml air
murni ke gelas Prlenmeyer
81
− Kemudian dengan memakai pipet
5 ml, masukkan 5 ml HCL pekat
ke gelas erlenmeyer lalu aduk
secukupnya
− Larutan tersebut cukup untuk satu
kali pengujian
− Untuk pembuatan larutan yang
lebih banyak dapat dilakukan
dengan ketentuan setiap 10
bagian H20 ditambah dengan 1
bagian HCL.
3. Pengukuran
Prosedur pengukuran
dilaksanakan sebagai berikut :
a. Isilah gelas burette dengan HCL
10 % sampai penuh (larutan
sampai pada batas titik nol)
b. Dengan menggunakan pipet,
teteskan 5 ml larutan sampel
(Potassium hydroxide) ke gelas
erlenmayer
c. Masukkan 50 ml
(Dengan
mengguna- kan pipet) air murni
(H20)
ke
dalam
gelas
Erlenmeyer
d. Tambahkan beberapa tetes
phenolphtalein ke dalam larutan
tersebut hingga berubah warna
menjadi ungu.
e. Sambil mengocok
perlahan
gelas Erlenmeyer, perlahan
teteskan HCL 10 % dari gelas
burette sampai larutan dalam
gelas
Erlenmeyer
berubah
warna menjadi bening (tanpa
warna)
f. Bacalah jumlah HCL 10 % yang
telah dipakai pada gelas burette
dan
catatlah
batas
permukaanr,ya dengan tanda "
p"
g. Tambahkan sedikit bubuk methyl
orange ke dalam larutan bening
pada gelas Erlenmeyer hingga
berubah warna menjadi kuning
jernih
h. Sambil mengocok perlahan
gelas Erlenmeyer, perlahan
teteskan HCL 10 % dari gelas
burette sampai larutan dalam
gelas
Erlenmeyer
berubah
warna menjadi ' orange
i.
Bacalah jumlah HCL 10 % yang
teiah dipakai pada gelas burette
dan
catatlah
batas
permukaannya dengan tanda "
m"
j. Dari langkah - langkah tersebut
kandungan KZC03 dari sampel
dapat diketahui dengan rumus :
( m- p ) x 2 x
69,1
( gr/liter)
5
Untuk
memudahkan
dan
mempercepat penghitungan pada
langkah 10 ini, disediakan Tabel
Standar
Kandungan
K2C03
sehingga hanya perlu diketahui
nilai titik "m" dan "p" saja.
Langkah-langkah
pengujian
kadar K2C03 sebagai berikut :
a. Isilah gelas burette dengan
HCl 10% sampai penuh
(larutan sampai pada batas
titik nol)
b. Masukkan 50 ml air murni
(H2O) pada gelas berker,
kemudian teteskan 5 ml
82
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
larutan sampel yang diambil
dari sel baterai dengan
menggunakan
pipet
filter.
Setelah diaduk secukupnya
tuangkan
ke
gelas
Erlenmeyer.
Tambahkan beberapa tetes
phenolphtelein
kedalam
larutan
tersebut
hingga
berubah warna menjadi ungu.
Sambil mengocok perlahan
gelas Erlenmeyer, teteskan
HCl 10% dari gelas burette
perlahan-lahan sampai larutan
dalam
gelas
Erlenmeyer
berubah
warna
menjadi
bening (tak berwarna lagi).
Segera tutup kran gelas
burette setelah larutan pada
gelas Erlenmeyer berubah
menjadi bening.
Hitung dan catat banyaknya
HCl 10% yang terbuang dan
tandai dengan titik dan ketik
”p”.
Bubuhkan
sedikit
Methyl
Orange
kedalam
gelas
Erlenmeyer sehingga larutan
berubah warna menjadi kuning
bening.
Kocok perlahan agar larutan
yang baru berubah warna
menjadi lebih homogen.
Teteskan kembali larutan HCl
10%
dari
gelas
burette
kedalam gelas Erlenmeyer
hingga larutan berubah warna
menjadi orange.
Segera tutup kran pada gelas
burette setelah larutan pada
gelas Erlenmeyer berubah
warna menjadi orange.
k. Hitung dan catat kembali
banyaknya HCl 10% yang
terbuang dan tandai dengan
titik dan ketik ”m”
l. Masukkan angka yang didapat
kedalam rumus yang sudah
tersedia
dan
hitung
kandungan
pottasium
carbonate (K2C03).
Dari
hasil
pengukuran
kandungan pottasium carbonate
(K2C03),
dapat
memberikan
informasi
dan
pertimbangan
bahwa jika hasil ukur kadar
pottasium carbonate (K2C03) ≥
100 gr/liter, maka rekondisi
elektrolit baterai adalah langkah
yang tepat. Namun jika hasil uji
kadar
pottasium
carbonate
(K2C03) ≤ 100 gr/liter, maka
langkah yang tepat adalah usulan
penggantian
baterai
dengan
baterai yang baru.
4. Hasil Pengukuran
Untuk menentukan kadar
Pottasium Carbonate (K2C03) dari
hasil nilai (m - p) dapat dilihat pada
tabel dihalaman berikut ini.
83
Tabel 1. 13. Kandungan Pottasium Carbonate (K2C03) pada elektrolit baterai.
Nilai
Kandungan K2C03
Nilai
Kandungan K2C03
(m – p)
( gr / liter )
(m–p)
( gr / liter )
0,1
2,764
2,6
71,864
0,2
5,528
2,7
74,628
0,3
8,292
2,8
77,392
0,4
11,056
2,9
80,156
0,5
13,82
3
82,920
0,6
16,584
3,1
85,684
0,7
19,348
3,2
88,448
0,8
22,112
3,3
91,212
0,9
24,876
3,4
93,976
1
27,64
3,5
96,740
1,1
30,404
3,6
99,504
1,2
33,168
3,7
102,268
1,3
35,932
3,8
105,032
1,4
38,696
3,9
107,796
1,5
41,46
4
110,560
1,6
44,224
4,1
113,324
1,7
46,988
4,2
116,088
1,8
49,752
4,3
118,852
1,9
52,516
4,4
121,616
2
55,28
4,5
124,380
2,1
58,044
4,6
127,144
2,2
60,88
4,7
129,908
2,3
63,572
4,8
132,672
2,4
66,336
4,9
135,436
2,5
69,1
5
138,2
84
Setiap produsen pembuat baterai menentukan standar maksimum yang
diijinkan terhadap kadar Pottasium Carbonate (K2C03) seperti pada tabel 1.14
berikut :
Tabel 1.14. Standar maksimum yang diijinkan terhadap kadar Pottasium
Carbonate (K2C03)
Produsen
Standar Kadar Maksimum
Furukawa Battery
75 gram / liter
Friwo Battery
75 gram / liter
Saft
100 gram / liter
Nife
100 gram / liter
Sab Nife
100 gram / liter
lama ( selama 20 menit ) atau
langsung akan diganti elektrolit,
maka tidak perlu pengosongan
energi. ( Referensi dari : Nife
Nickel Cadmium Battery )
5. Rekondisi Baterai
Tujuan rekondisi baterai adalah
suatu usaha untuk meningkatkan
kembali kapasitas baterai atau
memperbaiki dan mengembalikan
proses kimia didalam sel baterai
dengan cara melakukan penggantian
elektrolit. Dari hasil overhaul tersebut
diharapkan dapat mengembalikan ke
karakteristik semula atau dapat
memperpanjang masa pakai atau
usia baterai.
d. Pembongkaran sel baterai.
e. Membersihkan
kontainer,
konektor antar sel atau rak dan
membersihkan rak baterai.
f.
Pembuangan dan penggantian
cairan elektrolit satu persatu.
6. Cara Pelaksanaan.
g. Merangkai kembali baterai pada
raknya.
Tahapan Pelaksanaan R'ekondisi
Baterai adalah sebagai berikut :
h. Pengisian kembali ( 140% x
kapasitas )
a. Mempersiapkan cairan elektrolit
i.
Test kapasitas ( Discharge ).
j.
Pengisian kembali ( 140% x
kapasitas )
b. Pengosongan energi sampai
tegangan akhir per sel.
c. Apabila, setelah cairan elektrolit
dibuang tidak akan disimpan
k. Pengoperasian ke sistem.
85
Gambar 1.60. Pembuangan cairan elektrolit baterai
Gambar 1.61. Penggantian Elektrolit, Membersihkan Kontainer Baterai dan
Pengeringan
86
Gambar 1. 62. Pembersihan Terminal Sel Baterai, Klem, Baut dan
Pengecatan Rak
Charging (Pengisian)
Discharge (Test Kapasitas)
Gambar 1.63 Pengisian (Charging) dan Test Kapasitas setelah Rekondis
87
7. Standar Rekondisi Baterai
Pelaksanaan rekondisi baterai
didasarkan pada beberapa kriteria
pemeriksaan,
sehingga
dapat
dijadikan standar atau acuan
sebelum dilakukan rekondisi pada
baterai antara lain sebagai berikut :
a. Hasil Test Kapasitas dinyatakan
baik ( Standard > 80% )
b. Charger Discharge minimal 2
kali, hal ini bertujuan untuk
meyakinkan apakah baterai
kondisi tidak baik atau under
charge.
c. Pengukuran berat jenis elektrolit
d. Pemeriksaan fisik.
e. Pemeriksaan kondisi elektrolit
dengan cara pengujian kadar
potasium
karbonat.
(Rekomendasi dari baterai merk
Friwo : Bila tiap 1 liter cairan
elektrolit sudah mengandung
karbon seberat 75 gram, maka
elektrotit harus diganti.
f.
kerusakan pada sel tersebut dapat
mempengaruhi
keamanan
dan
keandalan
operasional
baterai.
Umumnya kerusakan pada sel
baterai antara lain :
a) Retak pada bagian atas sel
b) Cairan elektrolit Bocor
c) Korosif pada terminal atau
sambungan kabel
Drat pada
terminal baterai rusak
Cara Pelaksanaan
Pelaksanaan pemeriksaan fisik
pada beterai dilakukan secara visual
pada kontainer atau pada komponen
sel baterai yaitu :
a. Kontainer
b. Mur baut
(terminasi)
terminal
c. Kabel sambungan
baterai.
baterai
antar
rak
Kondisi Plat-plat aktif sel baterai.
g. Hasil pengukuran temperatur
elektrolit pada saat charging.
h. Usia baterai dll.
Pemeriksaan fisik baterai
Tujuan melakukan pemeriksaan
fisik pada baterai adalah untuk
mengetahui keadaan sel baterai
berikut sambungan antar sel dimana
88
Contoh baut terminal yang korosif
Terminal sel baterai menonjol akibat
desakan dari dalam sel
Kontainer Sel Baterai Retak
Gambar 1.64. Beberapa Contoh Temuan pada Sel Baterai yang Abnormal
Kontainer Sel Baterai Pecah
89
1.18. Trouble Shooting
Untuk melacak kerusakan baterai dapat dilakukan dengan urutan seperti
tabel 1 .15. berikut.
Tabel 1.15 Trouble Shooting
Masalah
Penurunan
Kapasitas
Kemungkinan
Penyebab
Cara Penanggulangan
Kandungan
Karbon Lakukan pengosongan baterai dan
dalam elektrolit
ganti elektrolit rendah & lakukan
rekondisi
Float charging dalam
waktu lama
Lakukan pelatihan, bila kapasitas < 80
% lakukan rekondisi
Permukaan
elektrolit
terlalu rendah
Tambahkan aquades hingga level
antara Min – Max, lakukan pelatihan
atau rekondisi
Penurunan
Satu atau beberaoa sel
kapasitas atau open sirkuit
gagal total
Konektor antar sel,
konektor antar rak atau
terminal sel berkarat
atau putus
Ganti dengan sel yang baru
Bersihkan permukaan kontak
Kencangkan konektor antar sel
dengan 16Nm. Kencangkan konektor
antar rak dengan 20 Nm atau ganti
konektor dengan yang baru.
Kerusakan pengaman
Perbaiki dan ganti dengan yang baru.
lebur / pemisah
Penguapan
terlalu
berlebihan
Vent-plug
bocor
bocor,
sel Kencangkan Vent-plug, ganti dengan
sel yang baru
Tegangan
Charging
Penguapan sel terlalu tinggi.
terlalu
Tegangan sel tidak
berlebihan
merata
atau mendidih
Turunkan tegangan floating hingga 1,4
-1,45 Volt per Sel
Batasi boost charging tidak lebih dari 7
jam. Lakukan rekondisi
Float charging dalam
Tegangan sel
Lakukan
boost
charging,
bila
waktu lama
tidak merata
diperlukan lakukan pelatihan atau
Level elektrolit terlalu
rekondisi.
Elektolit
tinggi
pada
saat
berhamburan
Batasi level Min - Max tetelah charging
charging awal.
keluar
awal selesai.
90
Berbusa
selama
charging
Densitas
elektrolit
rendah
akibat
penambahan aquades
yang berlebihan.
Lakukan
pengosongan
baterai
sesuaikan BJ elektrolit, kemudian
lakukan rekondisi, bila tetap berbusa,
ganti dengan sel yang baru
Densitas
elektrolit
terlaiu pekat karena
penam
bahan
elektrolit
dengan
KOH
Lakukan
pengosongan
pada
baterai dan ganti elektrolit clan
lakukakn rekondisi.
Tampak benda
asing didalam Aquades tidak bersih Lakukan pengosongan pada baterai
elektrolit atau atau bahkan tercemar dan ganti elektrolit atau lakukan
rekondisi.
asam.
perubahan
warna
elektrolit
Tampak
rontokan
material aktif
didalam sel
Meledak atau Suhu elektrolit terlalu
terjadi
tinggi
pada
saat
deformasi
pengisian( charging )
Elektrolit
kosong,
charger
gagal
sehingga
terjadi
tegangan lebih.
Sesuaikan
kapasitas
dengan
kapasitas
Perhatikan batasan arus
& suhu maksimum yang
oleh pembuat baterai
charger
baterai.
charging
diijinkan
Periksa dan perbaiki charger dan
ganti dengan sel yang baru.
Vent-plug tersumbat
terminal kendor dan
terjadi arching
Terjadi
hubung tanah
DC
Terdapat
bocor.
sel
yang
1.18.1. Kinerja Baterai
Kerusakan Peralatan pada
instalasi
Gardu
Induk
dan
Transmisi setiap saat bisa terjadi
baik yang disebabkan oleh sumber
qangguan dari luar (uncontrollable)
atau sumber gangguan pada
peralatan itu sendiri (controllable),
atau bila dilihat dari jenis
penyebabnya dapat terjadi karena
Keringkan Rak baterai dan ganti
sel yang bocor.
kerusakan pada auxelery dan alatalat bantu elektrik serta kerusakan
pada sisi TT/TM.
Kerusakan peralatan instalasi
yang sifatnya controllable tersebut
dipicu
oleh
suatu
kondisi
pengoperasian
yang
kurang
sempurna
atau
manajemen
pemeliharaan
yang
tidak
terlaksana dengan terpadu antara
perencanaan dan pelaksana (lihat
91
diagram manajement pemeliharaan).
Bila ditinjau dari akibat
kerusakan pada peralatan instalasi
Gardu Induk clan Transmisi maka
kerusakan yang terjadi dapat
dikelompokan menjadi kerusakan
besar/parah
(major)
clan
kerusakan kecil/ringan (minor).
1. Kerusakan Major
Adalah
kerusakan
internal
baterai
yang
mengakibatkan
penurunan
kapasitas
baterai
sampai 50% dari kapasitas awal
berdasarkan
hasil
pengujian,
dengan
kondisi
tersebut
menyebabkan baterai tidak dapat
optimal melayani beban.
Misalnya : Kerusakan pada sel
baterai, kandungan potasium
dalam elektrolit tidak sesuai,
elektroda rontok.
2. Kerusakan Minor
Adalah kerusakan Kecil yang
menyebabkan kapasitas baterai
turun sampai dengan 80% atau
terjadi kerusakan fisik pada sel
baterai tetapi tidak mengganggu
operasi. Misalnya :
−
Keretakan casing
−
Kerusakan terminal
−
Terjadi benjolan pada dinding
sel
−
Elektroda menonjol
−
Sel baterai pecah / meledak
−
Permukaan terminal korosif/
terlepas.
−
Bagian
atas
berlubang
−
Sel baterai bocor
−
Ring isolasi antara elektroda
dengan body
−
Mur baud pada terminal
berkarat atau drat rusak
−
Permukaan pada
tidak
rata/rusak
loncatan bunga api.
sel
retak/
terminal
akibat
Dengan data-data tersebut,
maka untuk periode pemantauan
yang ditentukan dapat dihitung :
−
Jumlah
peralatan
yang
terpasang per merk [ Satuan ]
−
Jumlah total kerusakan yang
pernah terjadi untuk setiap
merk sampai dengan periode
pemantauan [Kali]
3. Historical Alat / Sejarah
Alat
Sejarah alat adalah fiie yang
sangat diperlukan untuk mengetahui
unjuk kerja atau tingkat keberhasilan
produksi alat dan pemeliharaan pada
alat tersebut (dalam hal ini baterai)
atau secara umum adalah sistem DC
Power.
Manajemen aset dan manajemen
gangguan yang terpadu dan selalu
online
sang
diperlukan
untuk
mengumpulkan data yang diperlukan
karena
sejarah
alat
adalah
kumpulan data marcatat baterai
92
mulai dari mulai factory test di
pabrik sampai dengan saat
dioperasikan terakhir kalinya,
sehingga dari data tersebut dapat
dilakukan evaluasi analisa dan
pengkajian dan tindakan untuk
−
menghindari
atau
mencegah
terjadinya kerusakan mayor atau
minor pada baterai tersebut. −
−
Sejarah alat atau baterai
mencatat hal-hal sebagai berikut :
−
Tindakan
pencegahan
kerusakan baterai
−
Tindakan kebijakan pola
pemeliharaan
Merekomendasikan
pengadaan baterai baru
Strategi effisiensi biaya
4. Komisioning Baterai Baru
4. Data TBM atau pemeliharaan
rutin
Untuk menjaga mutu terhadap
baterai yang diterima oleh PLN,
maka harus dilakukan pengujian
kapasitas, hal tersebut dimaksudkan
untuk mengantisipasi apabila terjadi
kelainan pada baterai sebelum
diterima, selain itu juga untuk
mengetahui
kebenaran
karakteristiknya.
5. Data pemeriksaan rutin
5. Lingkup Pekerjaan
6. Data
troubleshooting/kerusakan
minor/ mayor termasuk
recondisioning.
Bila data sejarah tersebut
dapat dilihat secara on line maka
manajement pemeliharaan dapat
melakukan evaluasi dan kajian
thd kinerja baterai tersebut clan
menyimpulkan halal sebagai
berikut :
Pelaksanaan komisioning pada
baterai baru meliputi kegiatan
sebagai berikut :
− Pemeriksaan fisik sel baterai
− Merangkai baterai
− Pengisian muatan (Charging )
− Pengosongan muatan
(Discharge / Test Kapasitas )
− Pengisian Muatan kembali.
− Pembongkaran
− Pengepakan.
−
Tingkat
kerusakan
baterai setiap merk
6. Karakteristik Test
−
Jenis kerusakan baterai
setiap merk
−
Penurunan
kenerja
baterai setiap merk
1. Data faktory test baterai di
pabrik I vendor
2. Data
pengiriman
pembongkaran di side
clan
3. Data proses comisioning
7. Data biaya pemeliharaan
Parameter
Test
yang
dilaksanakan
dalam
pengujian
baterai baru berbeda dengan
pengujian seperti pada baterai yang
sudah beroperasi yaitu harus
mengacu pada : persyaratan teknis
93
yang ditentukan sesuai yang tertuang
dalam surat perjanjian / kontrak
antara lain :
-
Besarnya arus pengosongan
(discharge )
-
Waktu / lama pengujian
-
Tegangan Akhir penyujian
per-sel.
7.Pelaksanaan Pekerjaan
Pelaksanaan komisioning pada
baterai baru meliputi kegiatan
sebagai berikut :
a. Pengangkutan
baterai
dari
gudang kelokasi test
b. Pembongkaran dari peti kemas
c. Merangkai baterai
d. Charging (Pengisian)
e. Discharge (Test Kapasitas)
f.
Pengepakan (Kemas)
Standar
Standar Quality Control pada
baterai baru adalah sebagai
berikut :
a. Hasil Test kapasitas : 80%
b. Karakteristik
pembebanan
sesuai type / jenis baterai.
c. Fisik sel baterai baik / tidak
ada tanda-tanda kerusakan.
d. Temperatur sel baterai pada
saat charge discharge normal
( sesuai brosur ). Apabila hasil
pemeriksaan tidak memenuhi
standar,
maka
sebelum
diterima oleh PLN sel tersebut
harus diganti.
94
1.19 KESELAMATAN KERJA
Untuk itu keselamatan dan
kesehatan kerja pada bab ini
secara khusus membahas hal-hal
yang
berkaitan
dengan
keselamatan dan kesehatan kerja
pada Pemeliharaan DC Power,
yang meliputi peralatan-peralatan
pengaman yang diperlukan pada
pekerjaan-pekerjaan untuk instalasi
listrik dan panel listrik DC, charger
dan
baterai.
Disamping
itu
disampaikan juga aturan-aturan
yang berlaku secara umum. Namun
untuk mengingatkan kembali akan
kami berikan beberapa tentang
keselamatan dan kesehatan kerja.
1.Dasar-dasar Keselamatan Kerja
Dasar-dasar Keselamatan dan
Kesehatan Kerja (K3) di PT PLN
(Persero) adalah berdasarkan :
− Undang-Undang
K3
No.1
Tahun 1970
− Pengumuman Direksi PLN No.
023/PST/75
− Surat Edaran (SE) Direksi PLN
No. 005/PST/82
− Instruksi Direksi No. 002/84.
2. Definisi Keselamatan Kerja
Keselamatan kerja adalah
suatu kegiatan untuk mencegah
terjadinya kecelakaan kerja di
lingkungan
kerja
dan
dalam
keadaan bekerja.
3. Definisi Kecelakaan kerja
Kecelakaan kerja adalah suatu
kecelakaan yang terjadi pada
seseorang karena hubungan kerja
dan memungkinkan disebabkan
oleh bahaya yang berkaitan dengan
pekerjaan.
Peralatan pengaman (safety )
yang
harus
disiapkan
untuk
keselamatan kerja ini antara lain:
− Sepatu Pengaman ( Safety
Shoes)
− Topi Pengaman ( Helmet )
− Kacamata Pengaman
− Masker
− Sarung Tangan Karet
Sedangkan aturan keselamatan
kerja yang harus dipatuhi dan
ditaati oleh setiap personil didalam
pelaksanaan
pekerjaan
yang
sifatnya rutin maupun non rutin
adalah :
a. Siapkan
peralatan
dengan
kebutuhan
penggunaannya.
sesuai
dan
b. Siapkan
Dokumen
yang
diperlukan guna kepentingan
keselamatan kerja.
c.
Pastikan langkah-langkah yang
akan dilakukan sudah siap dan
sesuai dengan prosedur yang
ditetapkan.
d. Gunakan
perlengkapan
keselamatan
kerja
seperti
disebutkan diatas, baik sepatu,
helm, kacamata, masker dan
sarung tangan karet.
e.
Gunakan peralatan kerja yang
ada isolasinya dan dijamin
keselamatanya.
f.
Jangan pernah bekerja seorang
diri, setidaknya berdua
g. Pastikan rangkaian listrik tidak
bertegangan (power off) jika
bekerja pada area yang harus
aman dari arus listrik.
95
h. Sebagai tindakan pencegahan,
lakukan grounding peralatan
ataupun
discharge
circuit
sebelum memulai pekerjaan.
i.
j.
Lakukan
pengamatan,
pemeriksaan
dan
analisa
sebelum
melakukan
suatu
pekerjaan atau tindakan.
Harus mengetahui efek dari
pekerjaan yang akan kita
lakukan.
peralatan harus dicuci dengan
air biasa / air hangat
c.
Pastikan ruangan pengujian
mempunyai ventilasi yang
baik
d. Gunakan selalu peralatan
keselamatan kerja karena
bahan - dahan kimia yang
digunakan
sangat
berbahaya dan beracun
bagi makhluk hidup
k. Mengetahui
tempat
penyimpanan kelengkapan fire
fighting
dan
bisa
menggunakannya
saat
diperlukan.
e.
Jangan membuang limbah
hasil
pengukuran
disembarang tempat karena
limbah
tersebut
tetap
beracun bagi makhluk hidup
Sudah
familiar
dengan
peralatan kerja yang akan
digunakan,
baik
secara
prosedur
maupun
cara
pemakaiannya.
f.
Sesudah pengujian simpan
bahan - bahan kimia
tersebut ditempat yang
kering, terlindung dari sinar
matahari langsung, dan
tertutup rapat.
l.
m. Bersihkan alat kerja dan tempat
kerja setelah selesai melakukan
pemeliharaan atau pemeriksaan
n. Letakkan peralatan kerja sesuai
dengan tempatnya masingmasing
setelah
selesai
melakukan pekerjaan.
o. Patuhi dan taati aturan dan
prosedur yang berlaku demi
keselematan dan kesehatan
kerja kita.
4. Prosedur Keselamatan Kerja
a. Seluruh peralatan, bahan kimia
dan prosedur pengukuran ini
hanya untuk Batere NiCd saja,
tidak untuk Batere asam
b. Sebelum
pengujian
dan
sesudah
dilakukan semua
96
96
BAB II
PENGUKURAN LISTRIK
2.1. Pengertian Pengukuran
Pengukuran
adalah
suatu
pembandingan
antara
suatu
besaran dengan besaran lain yang
sejenis secara eksperimen dan
salah satu besaran dianggap
sebagai
standart.
Dalam
pengukuran listrik terjadi juga
pembandingan, dalam pembandingan ini digunakan suatu alat Bantu
(alat ukur). Alat ukur ini sudah
dikalibrasi,
sehingga
dalam
pengukuran listrikpun telah terjadi
pembandingan. Sebagai contoh
pengukuran
tegangan
pada
jaringan tenaga listrik dalam hal ini
tegangan
yang
akan
diukur
diperbandingkan
dengan
penunjukkan dari Volt meter.
Pada pengukuran listrik dapat
dibedakan dua hal :
a. Pengukuran besaran listrik,
seperti arus (ampere), tegangan
(Volt), daya listrik (Watt), dll
b. Pengukuran besaran non listrik,
seperti suhu, luat cahaya,
tekanan , dll.
Dalam melakukan pengukuran ,
pertama harus ditentukan cara
pengukurannya.
Cara
dan
pelaksanaan pengukuran itu dipilih
sedemikian rupa sehingga alat ukur
yang ada dapat digunakan dan
diperoleh hasil dengan ketelitian
seperti yang dikehendaki. Juga cara
itu harus semudah mungkin,
sehingga
diperoleh
efisiensi
setinggi-tingginya.
Jika
cara
pengukuran dan alatnya sudah
ditentukan, penggunaannya harus
dengan baik pula. Setiap alat harus
diketahui
dan
diyakini
cara
kerjanya. Dan harus diketahui pula
apakah
alat-alat
yang
akan
digunakan dalam keadaan baik dan
mempunyai klas ketelitian sesuai
dengan keperluannya.
Jadi jelas pada pengukuran
listrik ada tiga unsur penting yang
perlu diperhatikan yaitu :
- cara pengukuran
- orang
yang melakukan
pengukuran
- alat yang digunakan
Sehubungan dengan ketiga hal
yang penting ini sering juga harus
diperhatikan
kondisi
dimana
dilakukan
pengukuran,
seperti
suhu, kelembaban, medan magnet,
dll. Mengenai alat ukur itu sendiri
penting diperhatikan mulai dari
pembuatannya
sampai
penyimpanannya. Karena sejak
pembuatannya, alat itu ditentukan
ketelitiannya sesuai dengan yang
dikehendaki. Setelah itu dalam
pemakaian,
pemeliharaan
dan
penyimpanan
memerlukan
perhatian kita agar ketelitiannya
tetap terpelihara.
Hal-hal yang penting
diperhatikan pada pengukuran
listrik
Cara pengukuran → harus
benar
Pada
pengukuran
listrik
terdapat beberapa cara ⇒ Pilih
cara yang ekonomis

97
- Alat ukur, harus dalam keadaan
baik :
- Secara periodik harus dicek
(kalibrasi)
- Penyimpanan, transportasi alat
harus diperhatikan
- Operator (Orang) Æ Harus teliti
- Keadaan dimana dilakukan
pengukuran harus diperhatikan
- Jika
diperlukan
laporan ,
maka
pencatatan
hasil
pengukuran perlu
mendapat perhatian
- Untuk catatan digunakan buku
tersendiri
- Gunakan FORMULIR tertentu
2.2. Besaran ,satuan dan
dimensi
Alat ukur adalah alat yang dapat
digunakan untuk mendapatkan /
mengetahui hasil perbandingan
antara suatu besaran / ukuran
yang ingin diketahui dengan
standar yang dipakai. Fungsi
penting dari alat ukur baik alat ukur
listrik maupun mekanik
adalah
untuk mengetahui nilai yang telah
ditentukan sebagai batasan laik
atau tidaknya peralatan / jaringan
akan dioperasikan.
Dalam
pengukuran
kita
membandingkan suatu besaran
dengan
besaran
standard.
Sehingga dalam pengukuran perlu
mengetahui besaran, satuan dan
dimensi.
Besaran
Besaran adalah sesuatu yang
dapat diukur. Besaran terdiri dari :
- Besaran dasar : besaran yang
tidak tergantung pada besaran
lain
- Besaran turunan: besaran yang
diturun- kan dari besaran-besaran
dasar. Jadi merupakan kombinasi
dari besaran dasar.
- Besaran pelengkap : besaran
yang
diperlukan
untuk
membentuk besaran turunan.
Satuan
Satuan
adalah ukuran dari
pada suatu besaran. Sistem satuan
dapat dibagi menjadi 2 (dua) yaitu :
Sistem satuan metrik (universal),
yaitu :
Satuan Panjang dalam meter
(m). Satu meter (1 m) didefinisikan
sepersepuluh juta bagian dari jarak
antara kutub dan katulistiwa
sepanjang meredian yang melewati
Paris.
Pada tahun 1960 satuan
panjang meter
didefinisikan
kembali lebih teliti dan dinyatakan
dalam standard optik yang disebut
radiasi merah jingga dari sebuah
atom Krypton. Sehingga Satu (1)
meter sama dengan 1.650.763,73
panjang gelombang radiasi merah
jingga dari atom Krypton-86 dalam
ruang hampa.
• Satuan Massa dalam gram (g).
Satu gram (1 gram) didefinisikan
massa 1 cm kubik air yang telah
disuling dengan suhu 4 derajat
Celcius (C) dan pada tekanan
udara normal (760 mm air raksa
atau Hg).
• Satuan Waktu dalam sekon (s).
Satu sekon (1sekon) didefinisikan
sebagai 1/ 86400 hari matahari
rata-rata.
98
Satuan lainnya dijabarkan dari
ketiga satuan dasar diatas yaitu
panjang, massa dan waktu. Semua
pengalian dari satuan dasar diatas
adalah dalam sistem desimal (lihat
Tabel 2.1.) Sistem absolut CGS
atau sistem centi gram sekon ini
dikembangkan dari sisem metrik
MKS atau meter kilogram sekon.
Sistem Internasional
Dalam sistem internasional (SI)
digunakan enam sistem satuan
dasar. Keenam besaran dasar SI
dan satuan-satuan pengukuran
beserta simbolnya diberikan pada
Tabel 2.2.
Satuan Arus
Nilai
ampere
Internasional
didasarkan pada endapan elektrolit
perak dari larutan perak nitrat. 1
Ampere Internasional didefinisikan
sebagai arus yang mengendapkan
perak dengan laju kecepatan
sebesar 1,118 miligram per sekon
darei statu larutan perak nitrat
Standard.
Nilai Ampere absolut dilakukan
dengan menggunakan keseimbangan arus yakni dengan mengukur
gaya-gaya antara dua konduktor
yang sejajar. 1 Amper didefinisikan sebagai arus searah konstan,
yang jika dipertahankan dalam
konduktor lurus yang sejajar dan
konduktor tersebut ditempatkan
pada jarak satu meter di dalam
ruang hampa akan menghasilkan
gaya antara kedua
konduktor
tersebut
10.000.000
panjang.
sebesar
2/
Newton per satuan
Satuan Temperatur
Derajat
Kelvin
(K)
telah
ditetapkan dengan mendefinisikan
temperatur termodinamik dari titik
tripel air pada temperatur tetap
sebesar 273,160 0 K.
Ttitik tripel air ialah suhu
keseimbangan antara es dan uap
air. Skala praktis internasional
untuk temperatur adalah derajat
Celcius (0 C) dengan simbol ”t”.
Skala Celcius mempunyai dua
skala dasar yang tetap yaitu :
- Titik triple air yang sebenarnya
0,01 derajat C
- Titik didih air yang besarnya
100 derajat C, keduanya pada
tekanan 1 atmosfer .
T (0 C) = T (0 K) - To
Dimana To = 273,16 derajat
Intensitas Penerangan
Intensitas penerangan disebut
lilin (candela). 1 lilin didefinisikan
sebagai 1/60 intensitas penerangan
setiap centimeter kuadrat radiator
sempurna.
Radiator sempurna adalah
benda radiator benda hitam atau
Planck Standard Primer untuk
intensitas
penerangan
adalah
sebuah radiator sempurna pada
temperatur
pembekuan
platina
(kira-kira 2024 0C)
99
Tabel 2.1. Perkalian faktor 10 (Satuan SI)
Faktor Perkalian
Sebutan
dari Satuan
Nama
Simbol
tera
1012
T
giga
109
G
mega
106
M
3
kilo
10
k
hecto
102
h
deca
10
d
deci
10-1
d
centi
10-2
c
milli
10-3
mm
micro
10-6
µ
nano
10-9
n
pico
10-12
p
fento
10-15
f
atto
10-18
a
Dimensi
Dimensi adalah cara penulisan
dari
besaran-besaran
dengan
menggunakan
simbol-simbol
(lambang-lambang) besaran dasar.
Contoh :
Dimensi Gaya (F)
F = m.a = M .L.T
Æ
−2
Dimensi Kecepatan (v) Æ
panjang
meter
Kegunaan dimensi adalah :
=
= .L.T −1
v=
- Untuk menurunkan satuan
waktu
det ik
dari suatu besaran.
- Untuk meneliti kebenaran
suatu
rumus
atau
persamaan.
Tabel 2.2. Besaran Dasar dan Satua SI
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
a.
b.
Besaran
Panjang
Massa
Waktu
Kuat Arus
Temperatur
Intensitas Cahaya
Besaran Pelengkap
Sudut dasar (plane
angle)
Sudut ruang (solid
angle)
Simbol
Dimensi
L
M
T
I
Ө
J
-
Satuan
Simbol
meter
kilogram
sekon
Ampere
derajat
Kelvin
lilin
(Kandela)
m
kg
s (det)
A
K
Radian
Steradian
Cd
Rad
Sr
100
Kita mengenal berbagai besaran-besaran listrik antara lain :
Tabel 2.3. Besaran Dasar dan Satua SI
BESARAN LISTRIK
Tegangan
Tahanan
Arus
Daya
Energi
Frekuensi
Induktansi
Kapasitansi dll
SATUAN
ALAT UKUR
volt
ohm
ampere
watt
wattjam (kWh)
hertz
henry
farad
2.3. Karakteristik dan klasifikasi
alat ukur. Karakteristik.
Karakteristik dari suatu alat ukur
adalah :
•
Ketelitian
•
Kepekaan
•
Resolusi (deskriminasi)
•
Repeatibility
•
Efisiensi
Ketelitian
Ketelitian
ini
didefinisikan
sebagai
persesuaian
antara
pembacaan alat ukur dengan nilai
sebenarnya dari besaran yang
diukur. Ketelitian alat ukur diukur
dalam derajat kesalahannya.
Kesalahan (Error)
Kesalahan ialah selisih antara
nilai pembacaan pada alat ukur dan
nilai sebenarnya .
Dalam rumusan dapat ditulis :
Voltmeter
Ohmmeter
Amperemeter
Wattmeter
kWhmeter
Frekuensimeter
Induktasimeter
Kapasitasmeter
E=I–T
%
E=
atau dalam
I −T
x100 %
T
Dimana :
E = Kesalahan
I = Nilai pembacaan
T = Nilai sebenarnya
Kesalahan (Error)
Koreksi ialah selisih antara nilai
sebenarnya dari besaran yang
diukur dan nilai pembacaan pada
alat ukur.
C=T-I
atau dalam %
C=
T −I
x100 %
T
Dimana :
C = Koreksi
Dari kedua rumus diatas yaitu
kesalahan dan koreksi dapat dilihat
bahwa :
C= - E
101
Kesalahan pada alat ukur
umumnya dinyatakan dalam klas
ketelitian yang dinyatakan dengan
klas 0.1; 0.5 ; 1,0 dst. Julat ukur
dinyatakan mempunyai ketelitian
klas 0,1 bila kesalahan maksimum
ialah ± 1 % dari skala penuh efektif.
Tergantung dari besar kecilnya
ketelitian tersebut alat-alat ukur
dibagi menjadi :
• Alat cermat atau alat presisi,
alat ukur dengan ketelitian tinggi
(< 0,5%).
• Alat kerja, alat ukur dengan
ketelitian menengah (± 1 ÷ 2
%).
• Alat ukur kasar, alat ukur
dengan ketelitian rendah (≥ 3
%).
Alat cermat / alat persisi :
Alat ukur yang mempunyai
salah ukur dibawah 0,5% termasuk
golongan alat cermat / alat persisi.
Alat ukur ini sangat mahal harganya
dan hanya dipakai untuk pekerjaan
yang memerlukan kecermatan yang
tinggi, umpamanya dilaboraturium.
Alat ukur cermat / alat persisi dibuat
dalam bentuk transfortable dan
untuk menjaga terhadap perlakuanperlakuan yang kasar, maka alat
tesebut dimasukan dalam peti/kotak
dan dibuat dalam bentuk dan rupa
yang bagus sekali, yang tujuannya
untuk memperingatkan sipemakai
bahwa alat yang tersimpan dalam
kotak yang bagus tersebut adalah
alat
berharga
dan
harus
diperlakukan secara hati-hati.
kerja yang mempunyai kesalahan
ukur ± 1 – ± 2 % juga dibuat dalam
bentuk transportable dan dipakai
dibengkel-bengkel,
pabrik-pabrik
dan lain-lain. Untuk alat kerja
dengan kesalahan ukur ± 2 -3 %
dipakai untuk pengukuran pada
papan penghubung baik dipusatpusat tenaga listrik, pabrik-pabrik
dan lain-lain.
Alat Ukur Kasar :
Alat ukur yang mempunyai
kesalahan ukur > 3% termasuk
golongan alat kasar dan hanya
digunakan
sebgai
petunjuk
umpama arah aliran untuk melihat
apakah accumulator dari sebuah
mobil yang sedang diisi atau
dikosongkan.
Pada beberapa alat ukur yang
akan ditempatkan pada panel-panel
maka untuk mengurangi kesalahan
membaca karena paralaks, jarum
petunjuk dan skala pembacaan
ditempatkan pada bidang-bidang
yang
sama
seperti
yang
diperlihatkan dalam gambar 2.1.
Alat kerja :
Alat ukur dengan kesalahan
ukur
diatas
0,5%
termasuk
golongan alat kerja. Untuk alat ukur
102
Gambar 2.1 Skala dan Plat skala
pada alat ukur
Ketelitian hasil ukur ditentukan
oleh 2 (dua ) hal, yaitu :
- Kondisi alat ukur, yaitu ketelitiannya harus sesuai dengan yang
dipersyaratkan untuk pengukuran
pada pemeliharaan kubikel.
- Ketelitian
alat ukur
dapat
berkurang disebabkan antara lain,
umur alat ukur yang memang
sudah
melebihi
yang
direncanakan
sehingga
mengalami
kerusakan
atau
sumber listrik yang harusnya
terpasang
dengan
kondisi
tertentu, sudah tidak memenuhi
seperti yang dipersyaratkan.
- Operator atau pengguna alat ukur
tidak memahami cara yang benar,
sehingga
terjadi
kesalahan
pemakaian atau cara membaca
skala salah padahal alat ukur
pada kondisi yang baik.
- Alat ukur yang dimaksud disini
selain merupakan alat yang
menghasilkan nilai dengan satuan
listrik maupun mekanik, ada alat
yang hanya menunjukkan indikasi
benar
atau
tidaknya
suatu
rangkaian / sirkit. Alat seperti ini
disebut dengan indikator.
Tabel 2.4. Klas ketelitian alat ukur dan penggunaannya.
Klas
0,1
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
5,0
Kesalahan yang
diijinkan (%)
± 0,1
± 0,2
± 0,5
± 1,0
± 1,5
± 2,0
± 2,5
± 3,0
± 5,0
Penggunaan
Keterangan
Laboratorium
Laboratorium
Laboratorium
Industri
Industri
Industri
Industri
Hanya untuk cek
Hanya untuk cek
Presisi
Presisi
Menengah
Menengah
Menengah
Menengah
Menengah
Rendah
Rendah
103
Kepekaan
Kepekaan ialah perbandingan
antara besaran akibat (respone)
dan
besaran
yang
diukur.
Kepekaan ini mempunyai satuan,
misalnya mm / µA. Sering
kepekaan ini dinyatakan sebgai
sebaliknya. Jadi besarannya /
satuannya menjadi µA / mm atau
disebut
faktor
penyimpangan
(kebalikan dari kepekaan).
Resolusi ( Deskriminasi)
Resolusi dari suatu alat ukur
adalah pertambahan yang terkecil
dari besaran yang diukur yang
dapat dideteksi alat ukur dengan
pasti. Misalnya suatu Volt meter
mempunyai skala seragam yang
terbagi atas 100
bagian dan
berskala penuh sama dengan 200
V. Satu perseratus jelas, maka
deskriminasi alat ukur sama dengan
1/100 atau 2 V.
Repeatibility
Banyak alat ukur mempunyai
sifat bahwa nilai penunjukkannya
bertendensi bergeser, yaitu dengan
satu nilai masukan yang sama, nilai
pembacaan berubah dengan waktu.
Hal tersebut disebabkan antara lain
oleh :
a.
Fluktuasi
medan
listrik
disekitarnya. Untuk mencegah
hal
ini
harus
dipasang
pelindung.
b.
Getaran
makanis. Untuk
menghindari hal ini dipasang
peredam getaran.
c. Perubahan suhu. Dalam hal ini
ruangan diusahakan suhunya
tetap dengan cara pemasangan
alat pendingin (AC).
Sehingga dalam pengukuran
sebaiknya
perlu
diperhatikan
kondisi
alat
ukur
dengan
memperhatikan syarat-syarat dari
alat ukur, yaitu :
- Alat ukur tidak boleh membebani /
mempengaruhi yang diukur atau
disebut mempunyai impedansi
masuk yang besar
- Mempunyai keseksamaan yang
tinggi,
yaitu
alat
harus
mempunyai
ketepatan
dan
ketelitian yang tinggi (mempunyai
accuracy error dan precision
error yang tinggi)
- Mempunyai
kepekaan
(sensitifitas) yang tinggi, yaitu
batas input signal yang sekecilkecilnya
sehingga
mampu
membedakan gejala-gejala yang
kecil
- Mempunyai
stabilitas yang
tinggi sehingga menolong dalam
pembacaan dan tidak terganggu
karena keadaan yang tidak
dikehendaki
- Kemampuan baca (readibilitas)
yang baik, hal ini banyak
tergantung dari skala dan alat
penunjuknya serta piranti untuk
menghindari kesalahan paralak.
- Kemantapan (realibilitas) alat
yang tinggi, yaitu alat yang dapat
dipercaya kebenarannya untuk
jangka waktu yang lama.
Efisiensi Alat Ukur
Efisiensi
dari
alat
ukur
didefinisikan sebagai perbandingan
antara nilai pembacaan dari alat
ukur dan daya yang digunakan alat
ukur pada saat bekerja untuk
pengukuran tersebut.
Biasanya
104
diambil dalam keadaan pengukuran
pada
skala
penuh.
Adapun
satuannya adalah besaran yang
diukur per Watt. Efisiensi suatu alat
ukur harus sebesar mungkin. Pada
Voltmeter
efisiensi
dinyatakan
dalam Ohm per Volt.
Evm =
V fs
Pfs
=
I fs .Rm
I fs .V fs
Dimana : E vm
meter
=
=
Rm
V fs
Efisiensi Volt
V fs = Penunjukkan Volt
meter pada skala penuh
Pfs
=
Daya yang
diperlukan pada penunjukkan Volt
meter pada skala penuh.
I fs
- Arus bolak balik
- Arus searah dan arus bolak
balik
Menurut tipe / jenis
- Tipe Jarum Petunjuk
Harga / nilai hasil ukur yang
dibaca adalah yang ditunjuk oleh
jarum petunjuk, harga tersebut
adalah harga sesaat pada waktu
meter tersebut dialiri arus listrik
- Tipe Recorder
Harga / nilai hasil ukur yang
dibaca adalah harga yang ditulis /
dicatat pada kertas, pencatat ini
dilakukan secara otomatis dan
terus menerus selama meter
tersebut dialiri arus listrik.
=
Arus yang
mengalir pada penunjukkan volt
meter pada skala penuh.
Rm = Tahanan dalam
dari volt meter.
- Tipe Integrator
Harga / nilai hasil ukur yang
dibaca adalah harga dari hasil
penjumlahan yang dicatat pada
selang waktu tertentu selama alat
tersebut digunakan
Efisiensi
biasanya
tidak
dinyatakan pada spesifikasi suatu
alat ukur, tetapi dapat dihitung, jika
impedansi dari alat ukur dan arus
yang mengalir pada skala penuh
diketahui atau tegangan yang
dipasang diketahui.
Volt meter dengan efisiensi
yang tinggi misalnya disyaratkan
pada
pengukuran
rangkaian
elektronik, dimana arus dan daya
biasanya terbatas.
- Digital
Macam-macam alat Ulat ukur dan
pengukurannya.
Harga / nilai hasil ukur yang
dibaca adalah harga sesaat
Menurut prinsip kerja :
Besi putar, tanda ( S )
Prinsip
kerja : gaya
elektromagnetik
pada
suatu inti besi dalam suatu
medan
magnet.
(kumparan tetap, besi
yang
berputar)
penggunaan
pada
rangkaian AC/DC.
Menurut macam arus :
- Arus searah
105
Kumparan putar, tanda (M)
Prinsip kerja :
gaya
elektromagnetik
antar medan
magnet suatu tetap
dan arus
(kumparan
berputar magnit
tetap), pengunaan
pada rangkaian
DC,alat ukur yang
menggunakan
sistem ini VA/Ω.
Elektrodinamik, tanda (D)
Prinsip kerja: gaya elektromagnetik
antar arus-arus.
(kumparan tetap &
kumparan berputar),
pemakaian pada
rangkaian AC/DC,
alat yang
menggunakan
sistem ini V/A / W /F.
Induksi, tanda (I)
Prinsip kerja : gaya
elektromagnetik yang
ditimbulkan
oleh
medan magnit bolakbalik dan arus yang
terimbas oleh medan
magnet, (arus induksi
dalam hantaran).
Kawat panas
Prinsip
kerja
:
gerakan
jarum
diakibatkan
oleh
pemuaian panas dan
tarikan
pegas,
(pemakaian
pada
rangkaian
AC/DC,
alat
yang
menggunakan
sistem ini A/V/.
Menurut sumber tegangan :
Pengukuran
untuk
=
kebesarankebesaran arus
searah
≈ Pengukur untuk
kebesaran arus
bolak-balik
=
Pengukur untuk
kebesaran arus
≈
searah dan
bolak-balik
3 Pengukur
phasa tiga
≈
DC
AC
DC/AC
AC 3
Menurut tegangan pengujiannya
:
Tegangan uji 2 kv
2
Tegangan uji 3 kV
3
2 kv
4
Tegangan uji 4 kv
106
Menurut sifat penggunaannya
Portable
Menurut Posisi Pengoperasian
Dipasang untuk posisi mendatar .
Alat ini mudah dipergunakan dan
dibawa
pergi
kemana-mana
sesuai kehendak hati kita dalam
pengukuran.
Di pasang dengan posisi tegak.
Papan hubung/panel
Di pasang dengan posisi miring 60
Alat ini dipasang pada panel
secara permanent atau tempattempat tertentu, sehingga tidak
dapat
dibawa
pergi
untuk
mengukur ditempat lain.
o
60o
Menurut besaran yang diukur
Nama Alat
Ukur
Besaran
yang diukur
Tanda
Satuan
Rangkaian
Penggunaan
Keterangan
Arus
A
AC & DC
V/R
Volt Meter
Tegangan
V
AC & DC
I.R
Watt Meter
Daya
W
AC & DC
V.I
Ohm Meter
Tahanan
Ohm
DC
V/I
kWh Meter
Energi
kWh
AC & DC
V.I.t cosφ
kVArh Meter
Energi
kVArh
AC & DC
V.I.t sinφ
Frekwensi
Getaran/detik
Hz
AC
Cos Phi Meter
Faktor Kerja
Cos phi
AC
-
Amper Meter
Menurut pengawatannya
Ampere-meter .
Alat ukur ini digunakan untuk
mengetahui besarnya arus/aliran
listrik baik berupa :
Arus listrik yang diproduksi
mesin pembangkit
- Arus listrik yang didistribusikan
ke jaringan distribusi
Cara
penyambungan
dari
ampere meter adalah dengan
-
107
menghubungkan
seri
dengan
sumber daya lisitrik (power source).
Gambar 2.2 Pemasanan
Amperemeter
Amperemeter
harus
dihubungkan seri dengan rangkaian
yang
akan
diukur
karena
mempunyai tahanan dalam ( RA )
yang kecil
sehingga apabila
amperemeter dihubungkan paralel
akan terjadi dua aliran ( I1 dan I2 ) ,
karenanya pengukuran tidak benar
(salah)
akan
tetapi
merusak
amperemeter karena dihubung
singkat dengan baterai/tegangan
sumber alat ukur tersebut.
Tegangan antara P dan Q tetap
1000 volt
Req = 100 Ω + 10 Ω = 110 Ω
⇒
1000
I=
= 9.09 Amper
110
3. Amperemeter 3 ( A3 ) ⇒
RA = 0,1 Ω
Tegangan antara P dan Q
tetap 1000 volt
Req = 100 Ω + 0,1 Ω = 100,1 Ω
1000
= 9,99 Amper
⇒ I=
100,1
Tahanan amperemeter harus
kecil, agar pengaruh terhadap
rangkaian kecil . Juga harus kecil
agar daya yang hilang menjadi kecil
2
Plosses = I RA
A
Gambar
2.3 Amperemeter dan
tahanan
1. Amperemeter 1 ( A1 ) ⇒
RA = 100 Ω
Tegangan antara P dan Q tetap
1000 volt
Req = 100 Ω + 100 Ω = 200 Ω
⇒
I=
1000
= 5Amper
200
2. Amperemeter 2 ( A2 ) ⇒
RA = 10 Ω
~
P
sumber
daya
Gambar
2.4
beban
Amperemeter
Beban
dan
Volt-meter Meter .
Alat ukur ini digunakan untuk
mengetahui besarnya tegangan
Cara penyambungan dari Voltmeter
adalah
dengan
menghubungkan parallel dengan
sumber daya lisitrik (power source )
Voltmeter harus dihubungkan
paralel dengan rangkaian yang
108
akan diukur karena mempunyai
tahanan dalam ( RA ) yang besar.
Gambar 2.5 Volt-meter
Tahanan voltmeter harus besar ,
agar tidak mempengaruhi sistem
pada saat digunakan, juga agar
daya yang hilang pada voltmeter itu
kecil.
E2
PLosses =
RV
Cosphi meter (Cos φ).
Alat
ini
digunakan
untuk
mengetahui, besarnya factor kerja
(power factor) yang merupakan
beda fase antara tegangan dan
arus. Cara penyambungan adalah
tidak berbeda dengan watt meter
sebagaiman gambar dibawah ini :
Gambar 2.7 Cosphi meter
Cos phi meter banyak digunakan
dan terpasang pada :
• Panel
pengukuran
mesin
pembangkit
• Panel gardu hubung gardu
induk
• Alat
pengujian,
alat
penerangan, dan lain-lain.
2.4. Frekwensi Meter
Frekwensi meter digunakan
untuk
mengetahui
frekwensi
(berulang) gelombang sinusoidal
arus bolak-balik yang merupakan
jumlah siklus sinusoidal tersebut
perdetiknya (cycle / second).
Cara penyambungannya adalah
sebagai berikut :
109
Gambar 2.8 Pemasangan
Frekwensi meter
Frekwensi meter mempunyai
peranan cukup penting khususnya
dalam
mensinkronisasikan
(memparalelkan) 2 unit mesin
pembangkit dan stabilnya frekwensi
merupakan petunjuk kestabilan
mesin pembangkit.
Watt Meter
Alat ukur ini untuk mengetahui
besarnya daya nyata (daya aktif).
Pada
watt
meter
terdapat
spoel/belitan arus dan spoel/ belitan
tegangan,
sehingga
cara
penyambungan
watt
pada
umumnya merupakan kombinasi
cara penyambungan volt meter dan
ampere meter sebagaimana pada
gambar dibawah ini :
Gambar 2.9 Pemasangan Watt
meter
Jenis lain dari watt meter
berdasarkan besarannya adalah :
• kW – meter (kilo watt meter)
• MW – meter (mega watt
meter)
Alat untuk mengukur daya pada
beban atau pada rangkaian daya itu
adalah nilai-nilai rata-rata dari
perkalian e. i , yaitu nilai sesaat
dari tegangan dan arus pada beban
atau rangkaian tersebut
Gambar 2.10 Rangkaian wattmeter
110
Rangkaian potensial wattmeter
dibuat bersifat resistip, sehingga
arus dan
tegangan
pada
rangkaian
tersebut satu fasa iV satu fasa
dengan e karena
Zv = Rv
Wattmeter yang didasarkan
atas instruments elektrodinamik .
Torsi pada alat ini adalah
τ d = K.
dM
.i1 .i2
dθ
Maka
τ d = K.
dM
.iv .i
dθ
dimana
iv =
e
e
=
Z v Rv
⇒
i τ d = K . dM . e
dθ Rv
Nilai rata-rata dalam 1 (satu )
Siklus ( Cycle ) :
1 T dM e.i
. .dt
∫ K.
T 0 dθ Rv
2.5. KWH – Meter
τ d rata − rata =
Kwh meter digunakan untuk
mengukur energi arus bolak balik,
merupakan alat ukur yang sangat
penting,
untuk
Kwh
yang
diproduksi, disalurkan ataupun kWh
yang dipakai konsumen-konsumen
listrik. Alat ukur ini sangat popular
dikalangan masyarakat umum,
karena banyak terpasang pada
rumah-rumah penduduk (konsumen
listrik) dan menentukan besar
kecilnya rekening listrik si pemakai.
Mengingat sangat pentingnya
arti kWh meter ini baik bagi PLN
ataupun sipemakai, maka agar
diperhatikan
benar
cara
penyambungan alat ukur ini.
Gambar penyambungan adalah sebagai berikut
~
P
sumber
daya
beban
:
Spoel Arus
:
Spoel Tegangan
Gambar 2.12 KWH – Meter
2.6 Megger
Megger dipergunakan untuk
mengukur tahanan isolasi dari alatalat
listrik
maupun
instalasiinstalasi, output dari alat ukur ini
umumnya adalah tegangan tinggi
arus searah, yang diputar oleh
tangan.
Besar tegangan tersebut pada
umumnya adalah : 500, 1000, 2000
111
atau
5000
volt
dan
batas
pengukuran dapat bervariasi antara
0,02 sampai 20 meter ohm dan 5
sampai 5000 meter ohm dan lainlain
sesuai
dengan
sumber
tegangan dari megger tersebut.
Dengan
demikian,
maka
sumber tegangan megger yang
dipilih tidak hanya tergantung dari
batas pengukur, akan tetapi juga
terhadap tegangan kerja (sistem
tegangan) dari peralatan ataupun
instansi yang akan diuji isolasinya.
Dewasa ini telah banyak pula
megger
yang
mengeluarkan
tegangan
tinggi,
yang
didapatkannya dari baterai sebesar
8 – 12 volt (megger dengan sistem
elektronis). Megger dengan bateri
umumnya
membangkitkan
tegangan tinggi yang jauh lebih
stabil dibanding megger dengan
generator yang diputar dengan
tangan. Gambar rangkaian dasar
megger adalah seperti gambar 2.13
Megger ini banyak digunakan
petugas dalam mengukur tahanan
isolasi anata lain untuk
• Kabel instalasi pada rumahrumah / bangunan
• Kabel tegangan rendah
• Kabel tegangan tinggi
• Transformator,
OCB
dan
peralatan listrik lainnya.
Gambar
megger
2.13
Rangkaian
dasar
2.7. Phasa Squence
Alat ukur ini digunakan untuk
mengetahui benar/tidaknya urutan
phasa sistem tegangan listrik tiga phasa. Alat ini sangat penting arti
khususnya dalam melaksanakan
penyambungan
gardu-gardu
ataupun konsumen listrik, karena
kesalahan urutan phasa dapat
menimbulkan :
• Kerusakan pada peralatan/
mesin antara lain putaran motor
listrik terbalik
• Putaran piringan kWh meter
menjadi lambat ataupun terhenti
sama sekali, dll
Cara penyambungannya phasa
squence
Adalah sebagaimana terlihat pada
gambar 2.14 .berikut ini
112
Phasa
Sq ence
R
S
T
RST
Sumber Daya/
tegangan
Gambar 2.14. Cara penyambungan phasa squence
Sesuai dengan keterangan
diatas alat ukur ini sangat
diperlukan
petugas
dalam
melaksanakan
penyambungan
listrik pada :
• Pusat-pusat pembangkit, gardu
hubung, Gardu induk, gardu
distribusi,
konsumen
listrik
lainnya.
Cara pengukuran
Untuk
mengetahui
dan
bagaimana memilih alat ukur yang
akan dipergunakan sesuai dengan
kebutuhan
dilapangan,
berikut
dijelaskan tentang cara pembacaan
Gambar
dan
pengertian
simbol-simbol
maupun kode non teknis yang
terdapat pada alat ukur.
Posisi pembacaan
Pembacaan harga pada alat
ukur secara cermat harus dilakukan
dengan melihat tepat diatas jarum
penunjuk. Dengan demikian dibaca
harga pada garis skala yang tertulis
tepat dibawah runcing jarum. Bila
tidak melihat tepat diatas penunjuk
akan terbaca harga sebelah kiri
atau disebelah kanan dari garis
sebenarnya, kesalahan ini disebut
paralaks.
2.15 Posisi pembacan meter
Untuk menghindari paralaks
tersebut runcing jarum dari alat
cermat dibuat berupa sayap tipis
dan dipasang cermin kecil dibawah
runcing jarum skala. Dalam posisi
baca yang benar, maka
jarum
runcing dan bayangannya pada
cermin harus tepat satu garis tipis.
113
Contoh cara membaca skala pada
alat ukur :
Gambar 2.15 pembacan meter
2.8.
pengukuran besaran
listrik
Setiap alat ukur mempunyai
batas ukur tertentu, yang artinya
alat ukur tersebut hanya mampu
mengukur sampai harga maksimal
tertentu dimana jarum petunjuk
akan menyimpang penuh sampai
pada batas maksimal dari skala.
Alat-alat ukur yang terpasang
tetap pada panel pada umumnya
mempunyai satu macam batas ukur
saja dikarenakan besaran yang
akan diukur nilainya tidak akan
berubah dari nilai yang ada pada
batas
ukur
meter
tersebut,
sedangkan
alat
ukur
kerja
menyediakan beberapa pilihan
batas ukur, karena besaran yang
akan diukur belum diketahui
sebelumnya.
Cara merubah batas ukur
dilakukan dengan menambah atau
mengurangi tahanan dari resistor
sebelum besaran listrik masuk ke
komponen utama alat ukur dengan
perbandingan
nilai
tertentu
terhadap nilai tahanan alat ukur,
sehingga besaran sebenarnya yang
masuk pada komponen utama alat
ukur tetap pada batas semula.
Perubahan batas ukur arus
dilakukan dengan cara memasang
secara paralel Resistor, sehingga
arus yang terukur dibagi dengan
perbandingan tertentu antara yang
melewati
resistor
dan
yang
melewati komponen utama alat
ukur. Semakin kecil nilai resistor,
maka batas ukur menjadi lebih
besar.
Sedangkan untuk merubah batas
ukur tegangan dilakukan dengan
cara
memasang
secara
seri
resistor, sehingga nilai tegangan
sebelum masuk ke dalam alat ukur
dapat lebih besar . Semakin besar
nilai resistor, maka batas ukur
menjadi semakin besar
Gambar.2. 16 batas ukur meter
Petunjuk jarum petunjuk pada
angka 7. skala maksimum 10.
seandainya kita tentukan batas ukur
pada angka 5 maka harga
sebenarnya yang ditunjuk oleh
angka 7 adalah sebagai berikut
Hs =
P
xBU
SM
7
x 5V = 3,5V
10
Dimana : Hs = harga sebenarnya
.
BU = batas ukur.
P = penunjuk jarum.
SM = skala maksimum
Jadi
Hs =
114
tetap dan besi yang berputar. Bila
sebuah kumparan dan didalamnya
terdapat besi, maka besi tersebut
akan menjadi magnet. Jika di dalam
kumparan tersebut diletakkan dua
batang besi maka kedua-duanya
akan menjadi magnet sehingga
kedua batang besi tersebut akan
saling tolak menolak, karena ujungujung kedua batang besi tersebut
mempunyai kutup yang senama.
Prinsip kerja tersebut diterapkan
pada sistem elektro magnit dengan
mengganti besi tersebut dengan 2
buah plat besi yang satu dipasang
tetap (diam) sedang yang lain
bergerak dan dihubungkan dengan
jarum petunjuk.
Prinsip kerja alat ukur
Prinsip kerja yang paling
banyak dari alat – alat ukur tersebut
adalah :
• kWh dan kVArh meter
:
sistem induksi
• kW /kVA maksimum meter
: sistem elektro dinamis
• Volt meter :
sistem
elektro
magnit, kumparan putar, besi
putar
• Amper meter
:
sistem
elektro magnit, kumparan putar
Prinsip kerja besi putar
Alat ukur dengan prinsip kerja
besi putar atau disebut juga sistem
elektro magnet adalah sesuatu alat
ukur yang mempunyai kumparan
+
–
Arah arus
–
+
Arah arus
Dua batang
besi yang
berdampinga
kumparan
α
α
α
Gambar 2-18 Prinsip kerja besi putar
Arus yang diukur melalui
kumparan
yang
tetap
dan
menyebabkan terjadinya medan
magnet. Potongan besi ditempatkan
dimedan magnet, magnet tersebut
dan
menerima
gaya
elektromagnetis. Alat ukur dengan
tipe besi putar ini adalah sederhana
dan kuat dalam konstruksi, murah
dan dengan demikian mendapatkan
penggunaan-penggunaan
yang
sangat
besar,
sebagai
alat
pengukur untuk arus dan tegangan
pada frekwensi-frekwensi yang
dipakai pada jaring-jaring distribusi
yang didapat dikota-kota.
Suatu keuntungan lain bahwa
alat pengukur ini dapat pula dibuat
sebagai
alat
pengukur
yang
mempunyai sudut yang sangat
besar.
115
2.9. Prinsip kerja kumparan
putar
Alat ukur sistem kumparan putar ini
adalah alat ukur yang mempunyai
kutub magnet permanent dan
kumparan yang berputar. Besi
magnet
adalah
permanent
berbentuk kaki kuda yang pada
Gulungan
:
–
+
S
S
U
kutub-kutubnya dilengkapi dengan
lapis-lapis kutub, dan di dalam
lapang magnetis antara lapisan
kutub tersebut dipasangkan sebuah
kumparan yang dapat berkeliling
poros Arus yang dialirkan melalui
kumparan
akan
menyebabkan
kumparan
tersebut
berputar
S
U Magnit
Tetap
U
S
U
+
–
a
b
Gambar 2-19 Prinsip kerja kumparan putar
dicelah udara antara kutub-kutub
Alat ukur kumparan putar
magnet dan silinder inti besi akan
adalah alat ukur penting yang
berbentuk medan magnet yang
dipakai untuk kumparan bermacam
rata, yang masuk melalui kutubarus, tidak hanya untuk arus
kutub tersebut. Kedalam silinder,
searah, akan tetapi dengan alat
secara radial sesuai dengan arahpertolongan lainnya, dapat pula
arah panah. Dalam selah udara ini
dipakai untuk arus bolak-balik.
ditempatkan kumparan putar (4),
Pemakaian dari alat ukur
yang dapat berputar melalui sumbu
kumparan putar adalah sangat luas,
(8).
mulai dari alat-alat ukur yang ada
dilaboraturium sampai pada alat
Bila arus searah yang tidak
ukur
didalam
pusat-pusat
diketahui besarnya mengalir melalui
pembangkit listrik.
kumparan tersebut, suatu gaya
Pada gambar 2.20 berikut ini
elektromagnetis f yang mempunyai
diperlihatkan adanya magnet yang
arah tertentu akan dikenakan pada
permanen (1), yang mempunyai
kumparan putar sebgai hasil
kutub-kutub (2), dan diantara kutubinteraksi antar arus dan medan
kutub tersebut ditempatkan suatu
magnit. Arah dari gaya f dapat
silinder inti besi (3).
ditentukan
menurut
ketentuan
Penempatan silinder inti besi
tangan dari fleming (lihat gambar
(3), tersebut diatas ini, diantara
berikutnya)
kedua kutub magnet, utara dan
selatan, akan menyebabkan bahwa,
116
Gambar 2. 20 Bahagian meter
Gambar 23 Bentuk Lain Konstruksi
Kumparan Putar
Gambar 2.21. Prinsip kerja alat
ukur jenis kumparan putar
1. Magnet tetap 5. Pegas spiral
2. Kutub sepatu 6. Jarum
3. Inti besi lunak
penunjuk
4. Kumparan putar
7. Rangka kumparan putar
8. Tiang poros
Gambar 2.22. Prinsip kerja meter
Gambar 2.24.
Kumparan Putar
Konstruksi
2. 10. Sistem induksi
Alat ukur dengan sistem
induksi atau dikenal dengan system
Ferraris ini mempunyai prinsip kerja
sebagai berikut :
Bila pada piringan yang terbuat
dari bahan penghantar tetapi non
feromagnetik misalnya alumunium
atau tembaga ditempatkan dalam
medan magnet arus bolak balik,
maka akan dibangkitkan arus pusar
pada piringan tersebut.
Arus pusar dan medan magnet
dari arus bolak balik yang
menyebabkannya
akan
menimbulkan
interaksi
yang
menghasilkan torsi gerak pada
117
piringan, dan prinsip ini akan
mendasari kerja dari pada alat ukur
induksi. Atau dengan kata lain bila
didalam medan magnet dengan
garis gaya magnet dengan arah
yang berputar, dipasang sebuah
tromol yang berbentuk silinder,
tromol tersebut akan turut berputar
menurut arah putaran garis-garis
gaya magnet tadi, medan magnet
ini dinamakan alat ukur medan
putar atau alat ukur induksi, bisa
juga disebut alat ukur Ferraris
Alat
ukur
ini
dapat
diklasifikasikan pada medan yang
bergerak. Prinsip ini digunakan
pada alat ukur energi (kWh meter)
arus bolak balik. Gambar tengah
menunjukan arah Ф1dan Ф2 dalam
ruangan A, B, C, D, kedua medan
itu dilukiskan sebagai vektoris
Ф1dan Ф2 pada suatu periode
penuh. Dari gambar tersebut
tampak jelas bahwa medan magnet
total
mempunyai
arah
yang
berputar pada poros (a) dengan
kecepatan sama dengan arus bolak
balik dinding tromol aluminium
terpotong. Oleh garis gaya dari
medan putar sehingga dalam tromol
terbangkit tegangan dan arus
induksi atau arus pusar.
Menurut hukum LENZ aliran
induksi dengan arah sedemikian
rupa sehingga selalu melawan
penyebabnya, karena induksi itu
dibangkitkan oleh pemotong garisgaris gaya yang berputar, maka
tromol aluminium akan berputar
dengan arah yang sama dengan
arah putaran garis-garis gaya
tersebut.
Pada alat ukur jarum putaran
tromol ditahan oleh pegas spiral,
sehingga putarannya pada jarak
tertentu sesuai dengan garis
skalanya.
Oleh karena sistem
induksi ini bekerja dengan medan
putar yang dibangkitkan oleh arus
bolak-balik, maka jika tanpa alat
Bantu atau alat tambahan lainnya
maka
alat
ukur
ini
hanya
dipergunakan pada sumber arus
bolak-balik saja.
2.11 Sistem elektro dinamis
Alat ukur elektro dinamis adalah
alat
ukur
yang
mempunyai
kumparan tetap dan kumparan
putar.
Sistem kerjanya sama dengan
sistem kumparan berputar tetapi
magnet tetap diganti dengan
magnet listrik.
Berdasarkan kaidah tangan
kanan pada gambar 2.26 a jarum
akan menyimpang kekanan, bila
arus dibalik arahnya pada gambar
2.26 b maka jarum akan tetap
menyimpang kekanan. Baik arah
arus berganti-ganti arah jarum tetap
menyimpang ke satu arah
Gambar 2.25 Azas Alat Ferraris
atau Alat Induksi
118
Gambar 2.26.a
Alat ukur tipe elektrodinamis ini,
dapat dipergunakan untuk arus
bolak-balik, atau arus searah, dan
dapat dibuat dengan persisi yang
baik, dan telah pula banyak
dipergunakan dimasa–masa yang
lalu. Akan tetapi pemakaian daya
sendirinya tinggi, sedangkan alat
ukur prinsip yang lain telah dapat
pula dibuat dengan persisi tinggi,
maka pada saat ini alat ukur
elektrodinamis
kurang
sekali
dipergunakan sebagai alat ukut
ampere maupun volt, akan tetapi
penggunaannya masih sangat luas
sebgai alat pengukur daya atau
lazim disebut pengukur watt.
Gambar 2.27 Jarum Penunjuk
Gambar 2.26.b
Gambar 2.28 kumparan meter
F = Arah dari gaya
I = Arah dari arus
H = Arah dari Fluksi magnet
Gambar Prinsip suatu alat ukur
elektrodinamis
Seperti diperlihatkan dalam
gambar diatas suatu kumparan
putar M
ditempatkan diantara
kumparan-kumparan putar F1 dan
F2. bila arus I1 melalui kumparan
yang tetap dan arus I2 melalui
kumparan yang berputar, maka
kepada kumparan yang berputar
akan
dikenakan
gaya
elektromagnetis, yang berbanding
lurus dengan hasil kali dari i1 dan i2.
Misalkan
sekarang,
bahwa
kumparan yang berputar terdapat
119
dalam medan magnet hampirhampir rata yang dihasilkan oleh
kumparan-kumparan tetap.
2.12. Prinsip kawat panas
Jika sepotong kawat logam
dialiri arus listrik yang cukup besar,
kawat tersebut akan menjadi panas,
oleh sebab itu akan memuai
(menjadi lebih panjang). Pemuaian
tersebut
digunakan
untuk
mengerakkan jarum petunjuk. Pada
gambar berikut terlihat sepotong
kawat logam campuran dari logam
platina
dan
iridium
yang
direntangkan pada A-B, pada waktu
tiada arus ( I = 0 ) jarum petunjuk
tepat ditengah-tengah (angka 0).
Jika kita alirkan arus searah dari A
ke B sehingga kawat A – B menjadi
memuai dan lebih panjang, ternyata
jarum tidak menunjuk 0, tetapi
menyimpang kearah kanan. Hal ini
disebabkan karena kawat A – B
menjadi lebih panjang dan ditarik
oleh pegas sehingga memutar
poros jarum.
Baik arus searah tersebut
mengalir dari A – B maupun dari B
ke A jarum tetap menyimpang
kearah kanan
( lihat gambar
bawah).
Kesimpulan :
Prinsip ini dapat dipakai untuk
searah dan bolak-balik.
Gambar -2.29 kawat panas
Keterangan :A & B = baut terminal
m = kawat penarik
C = tempat pengikat
n = tali penarik
x = kawat panas
D = ikatan tali
P = pegas
A = poros penggulung
2.13. Alat ukur sistem elektronik
Sesuai dengan perkembangan
dan kemajuan teknologi khususnya
dalam
bidang
elektronik
tak
tertinggal pula kesertaan dari pada
alat-alat ukur elektronik, pada
laboraturium dan industri-industri
banyak menggunakan alat ukur tipe
ini, karena memerlukan kecermatan
dalam petunjukan, untuk harga
relative
mahal
dibandingkan
dengan alat ukur yang bukan
elektronik, pada umumnya alat ukur
elektronik adalah digital, karena
penunjukannya berupa nilai angka,
maka
penggunaan
dalam
pembacaan sangat sederhana,
mudah dicerna.
Keuntungan alat ukur elektronik :
- Portable
- Kecermatan tinggi mencapai
factor kesalahan 0,1 – 0,5 %
120
- Kedudukan atau posisi alat ukur
tidak mempengaruhi
penunjukan.
Kelemahannya.
- Dapat
dipengaruhi
oleh
temperature ruangan yang tinggi
- Tidak boleh ditempatkan pada
ruangan yang lembab / basah
- Harga relative mahal
pembacaannya
menjadi
tidak
langsung, karena harus dikalikan
dengan perbandingan penurunan
besaran listrik yang diakibatkan
oleh trafo-ukur tersebut.
Ada 2 ( dua ) macam trafo ukur
yang digunakan untuk pengukuran,
yaitu trafo arus dan trafo tegangan .
Trafo arus digunakan untuk
menurunkan arus
dengan
perbandingan
transformasi
tertentu
dan
sekaligus
mengisolasi peralatan ukur dari
tegangan sistem yang diukur
- Trafo tegangan digunakan untuk
menurunkan tegangan sistem
dengan
perbandingan
transformasi tertentu.
C
K
L
S2
IS = Max
A
S1
Gambar 2.30
Ampere Digital
2.14.
Alat
Ukur
tang
Alat ukur dengan
menggunakan trafo ukur .
Untuk mengukur satuan listrik
dengan besaran yang lebih besar,
maka
alat
ukur
mempunyai
keterbatasan.
Karena
semakin
tinggi besaran yang diukur secara
langsung
diperlukan
peralatan
dengan ukuran fisik yang lebih
besar.
Hal
ini
tentu
tidak
dimungkinkan, maka penggunaan
alat bantu berupa trafo-ukur sangat
diperlukan. Dengan demikian cara
BEBAN
Gambar.2.31.Sisitim Pengukuran
arus Pakai trafo arus.
a.
Ns I p
=
N p Is
Ns .Is = N p .I p
b.
Ns
c. N p adalah perbandingan teoritis,
dimana :
121
d.
Ip
Is
adalah perbandingan
praktis,
dimana : a = 80 (lihat gambar)
karena
NP = I
Jadi a = 80
maka IP = NS . IS
sama juga
Ns
N
I
= s = Ns = P = Ns = 80
Np
I
IS
IP = 80 . 5 = 400 A (terbukti)
a=
NS
NP
=
C
K
L
S2
IS = Max
A
S1
Beban
IP
IS
a = 1 : 20
atau NP . IP = NS . IS
karena NP = 1
maka = IP = NS . IS
a
= Ratio perbandingan
Gambar 2.32 Sisitim Pengukuran
arus Pakai trafo arus
Pelaksanaan
pengukuran
tegangan pada jaringan tegangan
tinggi
tidak
cukup
hanya
mempergunakan tahanan-tahanan
depan yang nilainya besar , tetapi
dilaksanakan dengan transformator
tegangan ( PT ) dengan tujuan
bahwa memakai pesawat ukur
dengan batas normal dapat diukur
batas normal dan ukuran yang lebih
tinggi,
sehingga
diperoleh
rangkaian pengukuran yang lebih
aman
122
Primer
E pimer
: E sekunder = N primer : N sekunder
PT
Gunanya dihubungkan ketanah
yaitu untuk menghilangkan arus
bocor dari kumparan primer
Sekunder
V
Gambar 2.33 Pelaksanaan pengukuran arus bola-balik untuk tegangan tinggi
Beban
I pimer : I sekunder = I primer : I
Primer
PT
Sekunder
sekunder
Karena arus I sekunder cukup besar , maka hubungan
belitan sekunder dengan beban (amperemeter)
tidak boleh diputus / dilepas , kalau putus maka
transformator akan rusak ⇒ maka kita gunakan
transformator arus (CT)
A
Gambar 2.3 Pelaksanaan pengukuran arus bola-balik untuk arus yang besar
2.15. Macam- macam alat ukur
untuk keperluan
pemeliharaan
Berdasarkan fungsinya pada
kegiatan pemeliharaan alat ukur
yang digunakan antara lain :
2.15.1. Meter Tahanan Isolasi
Biasa
mengukur
tegangan
tegangan
tegangan
disebut Meger, untuk
tahanan isolasi instalasi
menengah
maupun
rendah.Untuk instalasi
menengah digunakan
123
Meger dengan batas ukur Mega
sampai Giga Ohm dan tegangan
alat ukur antara 5.000 Volt sampai
dengan 10.000 Volt arus searah.
Untuk instalasi tegangan rendah
digunakan Meger dengan batas
ukur sampai Mega Ohm dan
tegangan alat ukur antara 500
sampai 1.000 Volt arus searah.
Ketelitian hasil ukur dari meger
juga
ditentukan
oleh
cukup
tegangan baterai yang dipasang
pada alat ukur tersebut.
Gambar 2.34 Meter Tahanan Isolasi
2.15.2. Meter Tahanan
Pentanahan
Biasa disebut dengan Meger
Tanah atau Earth Tester, digunakan
untuk mengukur tahanan
pentanahan kerangka kubikel dan
pentanahan kabel. Terminal alat
ukur terdiri dari 3 ( tiga ) buah,
1 (satu ) dihubungkan dengan
elektroda yang akan diukur nilai
tahanan pentanahannya dan 2
(dua) dihubungkan dengan
elektroda bantu yang merupakan
bagian dari alat ukurnya. Ketelitian
hasil tergantung dari cukupnya
energi yang ada pada baterai.
Gambar.2.35 Meter Tahanan Pentanahan
124
Meter Tahanan Kontak
Biasa disebut dengan Micro
Ohm meter dan digunakan untuk
mengukur tahanan antara terminal
masuk dan terminal keluar pada
alat hubung utama kubikel. Nilai
yang dihasilkan adalah dalam
besaran micro atau sepersatu juta
ohm.
Dua terminal alat ukur yang
dihubungkan
ke
terminal
masuk dan keluar akan
mengalirkan
arus
searah
dengan nilai minimal 200
Amper.
Sebenarnya yang
terukur pada alat ukurnya
adalah jatuh tegangan antara
2 ( dua ) terminal
yang
terhubung dengan alat ukur,
tetapi
kemudian
nilainya
dikalibrasikan menjadi satuan
micro ohm.
Gambar 2.36 Micro Ohm meter.
2.15,3. Tester Tegangan Tinggi Arus Searah ( HVDC Test )
Test terhadap bagian yang bertegangan terhadap kerangka / body kubikel
dengan tegangan listrik arus searah 40 kV selama 1 menit. Kubikel dinyatakan
laik operasi bila arus yang mengalir tidak lebih dari 1 mili amper.
125
Gambar 2. 37 Tester Tegangan Tinggi Arus SearahTester 20 kV
Untuk memeriksa adanya tegangan pada kabel masuk / keluar kubikel
Gambar 2. 38 Tester Tegangan Tingi
Test Keserempakan Kontak Alat Hubung
Alatnya disebut Breaker Analizer , yaitu untuk mengukur waktu
pembukaan atau penutupan Kontak ketiga fasa Alat Hubung.
Gambar 2. 39 Breaker Analizer
126
2.15.4. Test Tegangan Tembus ( Dielectricum Test )
Untuk menguji tegangan tembus minyak isolasi bagi PMT atau LBS yang
menggunakan media peredam berupa minyak. Kemampuan Alat Test minimal
sampai 60 kV arus searah dengan arus minimal 1 mA
Gambar 2. 40 Test Tegangan Tembus
Alat ukur mekanik .
1. Manometer
Untuk mengukur tekanan Gas SF 6 yang berada didalam tabung Alat
Hubung LBS atau PMT. Dapat dilakukan bila disediakan Klep / pentil dan
indikator penunjuk tekanan tidak ada.
Gambar 2. 41 Manometer
127
BAB III.
TRANSFORMATOR TENAGA
Transformator adalah alat yang
digenakan untuk memindahkan
energi listrik arus bolak balik dari
satu rangkaian ke rangkaian yang
lain dengan prinsip kopel magnetik.
Tegangan yang dihasilkan dapat
lebih besar atau lebih kecil dengan
frekuensi yang sama .
3.1. Prinsip Induksi.
Hukum
utama
dalam
transformator adalah hukum induksi
faraday. Menurut hukum ini suatu
gaya listrik melalui garis lengkung
yang tertutup, adalah berbanding
lurus dengan perubahan persatuan
waktu dari pada arus induksi atau
flux yang dilingkari oleh garis
lengkung itu (Lihat gambar 3.1. dan
3.2).
Gambar 3.2. Arus magnitisasi
secara grafis dengan
memperhitungkan rugi-rugi besi.
Selain hukum Faraday,
transformator menggunakan hukum
Lorenz seperti terlihat pada gambar
3.3. berikut ini :
Gambar 3.3. Hukum Lorenz
Gambar 3.1. Arus magnitisasi
secara grafis tanpa
memperhitungkan rugi-rugi besi.
Dasar dari teori transformator
adalah sebagai berikut :
Apabila ada arus listrik bolakbalik yang mengalir mengelilingi
suatu inti besi maka inti besi itu
akan berubah menjadi magnit
(seperti gambar 3.4.) dan apabila
magnit tersebut dikelilingi oleh
suatu belitan maka pada kedua
ujung belitan tersebut akan terjadi
beda tegangan mengelilingi magnit,
128
maka akan timbul gaya gerak listrik
(GGL). Dari prinsip tersebut di atas
dibuat suatu transformator seperti
gambar 3.6. di bawah ini
karena f 1 = f2
maka
E1 : E2 = N1: N2
E1 N2 = E2 N1
Gambar 3.4. Suatu arus listrik
mengelilingi inti besi
maka besi itu menjadi
magnit
Gambar 3.5. Suatu lilitan
E2 = (N2 / N1) x E1
Dimana ;
E1 = tegangan primer
E2 = tegangan sekunder
N1 = belitan primer
N2 = belitan sekunder
VA primer
= VA sekunder
I1 x E1
= I2 x E2
E1 I 2
E
=
maka
I1 = I2 2
E 2 I1
E1
Dimana ;
I1
= Arus primer
I2
= Arus sekunder
E1
= tegangan primer
E2
= tegangan sekunder
Rumus umum menjadi :
a=
E1 N1 I 2
=
=
E 2 N 2 I1
Bagian-bagian Transformator
Transformator terdiri dari :
Bagian Utama.
Gambar 3.6. Prinsip Dasar dari
Transformator.
Rumus tegangan adalah:
E1 =4,44 N1 f 1.Ø max10 – 8
Maka untuk transformator rumus
tersebut sebagai berikut:
E1 =4,44 N1 f 1.Ø max10 – 8
E2 = 4,44 N2 f2 Ø max 10 - 8
Inti besi berfungsi untuk
mempermudah jalan fluksi, yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang
melalui kumparan. Dibuat dari
lempengan-lempengan besi tipis
yang berisolasi, untuk mengurangi
panas (sebagai rugi-rugi besi) yang
ditimbulkan oleh Eddy Current
(gambar 3.7).
129
Gambar 3.7. Inti Besi dan Laminasi yang diikat Fiber Glass
3.2. Kumparan Transformator
Kumparan transformator adalah
beberapa lilitan kawat berisolasi
yang membentuk suatu kumparan.
Kumparan tersebut terdiri dari
kumparan primer dan kumparan
sekunder yang diisolasi baik
terhadap inti besi maupun terhadap
antar kumparan dengan isolasi
padat seperti karton, pertinak dan
lain-lain.
Kumparan
tersebut
sebagai alat transformasi tegangan
dan arus.
Gambar 3.8. Kumparan Phasa RST
130
3.3. Minyak Transformator
Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair
yang dipergunakan sebagai isolasi
dan pendingin pada transformator.
Sebahagian bahan isolasi minyak
harus memiliki kemampuan untuk
menahan
tegangan
tembus,
sedangkan
sebagai
pendingin
minyak transformator harus mampu
meredam panas yang ditimbulkan,
sehingga
dengan
kedua
kemampuan ini maka minyak
diharapkan
akan
mampu
melindungi
transformator dari
gangguan.
Minyak transformator mempunyai
unsur
atau
senyawa
hidrokarbon
yang terkandung
dalam minyak transformator ini
adalah senyawa
hidrokarbon
parafinik, senyawa
hidrokarbon
naftenik dan senyawa hidrokarbon
aromatik. Selain ketiga senyawa
diatas minyak transformator masih
mengandung senyawa yang disebut
zat aditif meskpun kandungan nya
sangat kecil .
Minyak transformator adalah
cairan yang dihasilkan dari proses
pemurnian minyak mentah. Selain
itu minyak ini juga berasal dari
bahan bahan organik, misalnya
minyak piranol dan silikon, berapa
jenis minyak transformator yang
sering dijumpai dilapangan adalah
minyak transformator jenis Diala A,
diala B dan Mectrans.
Kenaikan
suhu
pada
transformator akan menyebabkan
terjadinya proses hidrokarbon pada
minyak, nilai tegangan tembus dan
kerapatan
arus
konduksi
merupakan
beberapa
indikator
atau variable yang digunakan untuk
mengetahui apakah suatu minyak
transformator memiliki ketahanan
listrik yang memahami persyaratan
yang berlaku .
Secara
analisa
kimia
ketahanan listrik suatu minyak
transformator dapat menurun akibat
adanya pengaruh asam dan
pengaruh tercampurnya minyak
dengan air. Untuk menetralisir
keasaman
suatu
minyak
transformator dapat mengunakan
potas hidroksida(KOH). Sedangkan
untuk menghilangkan kandungan
air yang terdapat dalam minyak
tersebut
yaitu
dengan
cara
memberikan
suatu
bahan
higroskopis yaitu selikagel.
Dalam menyalurkan perannya
sebagai
pendingin,
kekentalan
minyak transformator ini
tidak
boleh terlalu tinggi agar mudah
bersikulasi,
dengan
demikian
proses
pendinginan
dapat
berlangsung
dengan
baik.
Kekentalan
relatif
minyak
transformator tidak boleh lebih dari
4,2 pada suhu 200 C dan 1,8 dan
1,85 dan maksimum 2 pada suhu
50 0 C . Hal ini sesuai dengan sifat
minyak
transformator
yakni
semakin lama dan berat operasi
suatu minyak transformator, maka
minyak akan akan semakin kental .
Bila kekentalan minyak
tinggi
maka
sulit
untuk
bersikulasi
sehingga akan menyulitkan proses
pendinginan transformator.
Sebagai bahan isolasi minyak
transformator memiliki beberapa
kekentalan, hal ini sebagai mana
dijelaskna dalam SPLN(49-1:1980)
Adapun persyaratan yang harus
dipenuhi oleh minyak transformator
adalah sebagai berikut:
131
1. Kejernihan
Kejernihan minyak isolasi tidak
boleh mengandung
suspensi
atau endapan (sedimen)
2. Massa jenis.
Massa jenis dibatasi agar air
dapat terpisah dari minyak
isolasi dan tidak melayang
3. Viskositas Kinematika
Viskositas memegang peranan
penting dalam pendinginan,
yakni untuk menentukan kelas
minyak.
4. Titik Nyala .
Titik nyala
yang rendah
menunjukkan
adanya
konstaminasi zat gabar yang
mudah terbakar
5. Titik Tuang.
Titik tuang dipakai untuk
mengidentifikasi dan menentukan jenis peralatan yang akan
menggunakan minyak isolasi .
6. Angka kenetralan .
Angka kenetralan merupakan
angka
yang
menunjukkan
penyusutan asam minyak dan
dapat mendeteksi kontaminasi
minyak,
menunjukkan
kecendrungan perobahan kimia
atau indikasi perobahan kimia
dalam bahan tambahan .
7. Korosi belerang
Korosi belerang kemungkinan
dihasilkan dari adanya belerang
bebas atau senyawa belerang
yang tidak stabil dalam minyak
isolasi .
8. Tegangan tembus
Tegangan tembus yang terlalu
rendah menunjukkan adanya
kontaminasi seperti air, kotoran
atau partikel konduktif dalm
minyak
9.
Kandungan air .
Adanya air dalam dalam isolasi
menyebabkan
menurunnya
tegangan tembus dan tahanan
jenis minyak isolasi akan
mempercepat kerusakan kertas
pengisolasi.
3.4. Bushing.
Hubungan antara kumparan
transformator dan ke jaringan luar
melalui sebuah bussing
yaitu
sebuah konduktor yang diselubungi
oleh isolator yang kontrutruksinya
dapat dilihat pada gambar 3.9.
Bushing
sekaligus
berfungsi
sebagai penyekat antara konduktor
tersebut
dengan
tangki
transformator.
Gambar 3. 9 Bushing
Pada bushing dilengkapi fasilitas
untuk pengujian kondisi bushing
yang sering disebut center tap.
3.5. Tangki Konservator
Tangki Konservator berfungsi
untuk
menampung
minyak
132
cadangan dan uap/udara akibat
pemanasan trafo karena arus
beban. Diantara tangki dan trafo
dipasangkan relai bucholz yang
akan meyerap gas produksi akibat
kerusakan minyak .
Untuk menjaga agar minyak
tidak terkontaminasi dengan air,
ujang masuk saluran udara melalui
saluran pelepasan dan masukanya
udara kedalam konservator perlu
dilengkapi media penyerap uap air
pada udara sering disebut denga
silicagel dan dia tidak keluar
mencemari udara disekitarnya.
Seperti gambar 3.10.
Gambar 3. 10. konservator minyak trafo
3.6. Peralatan Bantu Pendinginan
Transformator
Pada inti besi dan kumparan –
kumpaan akan timbul panas akibat
rugi-rugi tembaga. Maka panas
tersebut mengakibatkan kenaikan
suhu yang berlebihan, ini akan
merusak isolasi, maka untuk
mengurangi kenaikan suhu yang
berlebihan tersebut transformator
perlu dilengkapi dengan alat atau
sistem
pendingin
untuk
menyalurkan
panas
keluar
transformator media yang dipakai
pada sistem pendingin dapat
berupa: Udara/gas, Minyak dan
Air.
Pada cara alamiah, pengaliran
media sebagai akibat adanya
perbedaan suhu media dan untuk
mempercepat pendinginan dari
media-media
(minyak-udara/gas)
dengan
cara
melengkapi
transformator dengan sirip-sirip
(radiator).
Bila
diinginkan
penyaluran panas yang lebih cepat
lagi, cara manual dapat dilengkapi
dengan
peralatan
untuk
mempercepat
sirkulasi
media
pendingin dengan pompa pompa
sirkulasi minyak, udara dan air,
cara ini disebut pendingin paksa
(Forsed). Macam macam sistim
pendingin
transformator
dapat
dilihat pada tabel 3.1.
133
Tabel 3.1. Macam-macam sistem pendingin
No
Macam
sistem
pendingin
1
AN
2
AF
3
MEDIA
Didalam transformator
Diluar transformator
Sirkulasi
Sirkulasi
Sirkulasi
Sirkulasi
alami
Paksa
alami
Paksa
Udara
-
-
-
Udara
ONAN
Minyak
-
Udara
-
4
ONAF
Minyak
-
-
Udara
5
OFAN
-
Minyak
Udara
-
6
OFAF
-
Minyak
-
Udara
7
OFWF
-
Minyak
-
air
8
ONAN/ONAF
Kombinasi 3 dan 4
9
ONAN/OFAN
Kombinasi 3 dan 5
10
ONAN/OFAF
Kombinasi 3 dan 6
11
ONAN/OFWF
Kombinasi 3 dan 7
Contoh sistim pendinginan transformator dapat dilihat pada gambar 3. 11
dibawah ini ;
Gambar 3. 11 pendingin trafo type ONAF
134
3.7. Tap Changer (On Load Tap
Changer)
Kualitas operasi tenaga listrik
jika tegangannya nominal sesuai
ketentuan, tapi pada saat operasi
terjadi
penurunan
tegangan
sehingga
kualitasnya menurun
untuk itu perlu alat pengatur
tegangan agar tegangan selau
pada kondisi terbaik, konstan dan
kontinyu. Untuk itu trafo dirancang
sedemikian
rupa
sehingga
perubahan tegangan pada salah
satu sisi input berubah tetapi sisi
outputnya tetap. Alat ini disebut
sebagai
sadapan
pengatur
tegangan tanpa terjadi pemutusan
beban maka disebut On Load Tap
Cahnger (OLTC). Pada umumnya
OLTC tersambung pada sisi primer
dan jumlahnya tergantung pada
perancang dan perubahan sistem
tegangan pada jaringan, yang
kontruksinya dapat dilihat pada
gambar 3.12
.
Saklar pengubah
(driverter switch)
Tap pemilih
(selector switch)
Gambar 3.12 : On Load Tap Changer (OLTC)
3.8. Alat pernapasan
(Dehydrating Breather)
Sebagai tempat penampungan
pemuaian minyak isolasi akibat
panas yang timbul maka minyak
ditampung pada tangki yang sering
disebut sebagai konservator. Pada
konservator ini permukaan minyak
diusahakan
tidak
boleh
bersinggungan
dengan
udara
karena kelembaban udara yang
135
mengandung
uap
air
akan
mengkontaminasi minyak walaupun
prosesnya
berlangsung
cukup
lama.
Untuk mengatasi hal tersebut
udara yang masuk kedalam tangki
konservator pada saat minyak
menjadi dingin diperlukan suatu
media penghisap kelembaban yang
digunakan
biasanya
adalah
silicagel. Kebalikan jika trafo panas
maka pada saat menyusut maka
akan menghisap udara dari luar
masuk kedalam tangki dan untuk
menghindari terkontaminasi oleh
kelembaban udara maka diperlukan
suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya
adalah silicagel yang secara khusus
direncang untuk maksud tersebut
diatas. Kontruksi alat pernapasan
transformator dapat dilihat pada
gambar 3.13
baik panasnya kumparan primer
dan
sekunder
juga
minyak.
Thermometer ini bekerja atas dasar
air
raksa
(mercuri/Hg)
yang
tersambung
dengan
tabung
pemuaian dan tersambung dengan
jarum indikator derajat panas.
Beberapa
thermometer
dikombinasikan dengan panas dari
resistor khusus yang tersambung
dengan tansformator arus, yang
terpasang pada salah satu fasa
(fasa tengah) dengan demikian
penunjukan yang diperoleh adalah
relatif terhadap kebenaran dari
panas
yang
terjadi.
Gambar
kontruksi Thermometer dapat dilihat
pada gambar 3.14.
Gambar 3. 14 Thermometer
2. Permukaan minyak
Gambar 3.13
Kontruksi
pernapasan transformator
alat
3. 9. Indikator-indikator :
1. Thermometer,
Alat
ini
berfungsi
untuk
mengukur tingkat panas dari trafo
Alat
ini
berfungsi
untuk
penunjukan
tinggi
permukaan
minyak yang ada pada konservator.
Ada beberapa jenis penunjukan
seperti penunjukan lansung yaitu
dengan cara memasang gelas
penduga pada salah satu sisi
konservator sehingga akan mudah
mengetahui
level
minyak.
Sedangkan
jenis
lain
jika
konservator dirancang sedemikian
rupa dengan melengkapi semacam
136
balon dari bahan elastis dan diisi
dengan udara biasa dan dilengkapi
dengan alat pelindung seperti pada
sistem
pernapasan
sehingga
pemuan dan penyusutan minyak
udara yang masuk kedalam balon
dalam kondisi kering dan aman.
Gambar kontruksi nya dapat dilhat
pada gambar 3.15
Gambar 3.15. Alat ukur penunjukan tinggi permukaan minyak
3.10. Peralatan Proteksi Internal.
1. Relai Bucholz
Penggunaan relai deteksi gas
(Bucholtz)
pada
Transformator
terendam minyak yaitu untuk
mengamankan transformator yang
didasarkan pada
gangguan
Transformator
seperti : arcing,
partial discharge, over heating
yang umumnya menghasilkan gas.
Gas-gas
tersebut dikumpulkan
pada ruangan relai dan akan
mengerjakan kontak-kontak alarm.
Relai deteksi gas juga terdiri
dari suatu peralatan yang tanggap
terhadap ketidaknormalan aliran
minyak yang tinggi yang timbul
pada waktu transformator terjadi
gangguan serius.
Peralatan ini
akan menggerakkan kontak trip
yang pada umumnya terhubung
dengan rangkaian trip Pemutus
Arus dari instalasi transformator
tersebut. Ada beberapa jenis relai
buchholtz yang terpasang pada
transformator,
Relai sejenis tapi digunakan
untuk mengamankan ruang On
Load Tap Cahnger (OLTC) dengan
prinsip kerja yang sama sering
disebut dengan Relai Jansen.
Terdapat beberapa jenis antara lain
137
sema seperti relai buhcoltz tetapi
tidak ada kontrol gas, jenis tekanan
ada
yang
menggunakan
membran/selaput timah yang lentur
sehingga bila terjadi perubahan
tekanan kerena gangguan akan
berkerja, disini tidak ada alarm akan
tetapi langsung trip dan dengan
prinsip
yang
sama
hanya
menggunakan pengaman tekanan
atau saklar tekanan. Gambar
kontruksi
Relai Bucholz seperti
gambar 3.16.
Gambar 3.16. Relai Bucholz
2. Jansen membran
Alat ini berfungsi untuk
Pengaman tekanan lebih (Explosive
Membrane) / Bursting Plate yang
kontruksinya seperti gambar 3.17.
Relai ini
bekerja karena
tekanan lebih akibat gangguan
didalam
transformator,
karena
tekanan
melebihi
kemampuan
membran yang terpasang, maka
mamran akan pecah dan minyak
akan
keluar
dari
dalam
transformator yang disebabkan oleh
tekanan minyak
3.
Relai tekanan lebih (Sudden
Pressure Relay)
Suatu flash over atau hubung
singkat yang timbul pada suatu
transformator terendam minyak,
umumnya akan berkaitan dengan
suatu tekanan lebih didalam tangki,
karena gas yang dibentuk oleh
decomposisi dan evaporasi minyak.
Dengan
melengkapi
sebuah
pelepasan tekanan pada trafo maka
tekanan lebih yang membahayakan
tangki
trafo
dapat
dibatasi
besarnya. Apabila tekanan lebih ini
tidak dapat dieliminasi dalam waktu
beberapa millidetik, tangki trafo
akan meledak dan terjadi panas
lebih pada cairan, konsekuensinya
pada dasarnya harus memberikan
suatu
peralatan
pengaman.
Peralatan pengaman harus cepat
bekerja mengevakuasi tekanan
tersebut. Gambar kontruksi relai
tekanan lebih dapat dilihat pada
gambar 3.18.
4. Relai pengaman tangki
Gambar 3.17. Jansen membran
Relai
bekerja
sebagai
pengaman jika terjadi arus mengalir
tangki akibat gangguan fasa ke
tangki atau dari instalasi bantu
seperti motor kipas, srkulasi dan
motor-motor bantu yang lain,
pemanas dll. Arus ini sebagai
pengganti relai diferensial sebab
sistim relai pengaman tangki
138
biasanya dipasang pada trafo yang
tidak dilengkapi trafo arus disisi
primer dan biasanya pada trafo
dengan kapasitas kecil.
Pipa penghubung
Konservator
Tutup tangki
Tangki
Gambar3.18. Relai tekanan lebih
Trafo dipasang diatas isolator
sehingga tidak terhubung ke tanah
kemudian dengan menggunakan
kabel pentanahan yang dilewatkan
melali trafo arus dengan tingkat
isolasi dan ratio yang kecil
kemudian tersambung pada relai
tangki tanah dengan ratio Trafo
arus antara 300 s/d 500 dengan sisi
sekunder hanya 1 Amp.
Gambar 3.19 : Rureele Sudden
pressure
5. Neutral Grounding Resistance
Neutral Grounding Resistance
Adalah tahanan yang dipasang
antara titik neutral trafo dengan
pentanahan dimana berfungsi untuk
memperkecil arus gangguan yang
terjadi sehingga diperlukan proteksi
yang praktis dan tidak terlalu mahal
karena
karakteristik
relai
dipengaruhi
oleh
sistem
pentanahan titik netral.
139
Gambar 3.20. Neutral Grounding Resistance (NGR)
Neutral Grounding Resistance
atau Resistance Pentanahan Trafo,
yaitu resistance yang dipasang
pada titik neutral trafo yang
dihubungkan Y ( bintang ). NGR
biasanya dipasang pada titik netral
trafo 70 kV atau 20 kV, sedangkan
pada titik neutral trafo 150 kV dan
500 kV digrounding langsung (solid)
NILAI NGR
Tegangan 70 kV 40 Ohm
Tegangan 20 kV 12 Ohm,40 Ohm,
200 Ohm dan 500 Ohm
Jenis
Neutral
Resistance
Untuk memperoleh nilai Resistance
yang
diinginkan
ditambahkan
garam KOH .
Resistance Logam, yaitu bahannya
terbuat dari logam nekelin dan
dibuat dalam panel dengan nilai
resistance yang sudah ditentukan.
Cara
pengkuran
resistansi
pentanahan transformator dapat
dilihat
pada
gambar
3.21.
Sedangkan gambar Perlengkapan
Transformator dapat dilihat pada
gambar 3 22 .
Grounding
Resistance Liquit ( Air ), yaitu
bahan resistance adalah air murni .
140
Gambar 3.21. Pengukuran Neutral Grounding Resistance
141
KONSERVATOR
KLEM
BUCHOLTZ RELAI
BUSHING
JANSEN RELAI
RADIATOR
TERMOMETER
SILICAGEL OLTC
MEKANIK OLTC
KIPAS PENDINGIN
KONTROL BOX
SILICAGEL
Gambar 3.22 Perlengkapan Transformator
3.11. Peralatan Tambahan untuk
Pengaman Transformator.
1. Pemadam kebakaran
(transformator - transformator
besar )
Sistem pemadam kebakaran
yang modern pada transformator
saat sekarang sudah sangat
diperlukan. Fungsi yang penting
untuk mencegah terbakarnya trafo.
Penyebab trafo terbakar adalah
karena gangguan hubung singkat
pada sisi sekunder sehingga pada
trafo
akan
mengalir
arus
maksimumnya. Jika prose tersebut
berlangsung cukup lama karena
relai tidak beroperasi dan tidak
beroperasinya relai juga sebagai
akibat salah menyetel waktu
pembukaan PMT, relai rusak, dan
sumber DC yang tidak ada serta
kerusakan sistim pengawatan ..
Sistem pemadam kebakaran
yang modern yaitu dengan sistem
mengurangi
minyak
secara
otomatis sehingga terdapat ruang
yang mana secara paksa gas
pemisah
oksigen
diudara
dimasukan kedalam ruang yang
sudah
tidak
ada
minyaknya
sehingga tidak ada pembakaran
minyak, sehingga kerusakan yang
lebih parah dapat dihindarkan,
walaupun kondisi trafo menjadi
rusak. Gambar aliran minyak
pendingin trafo dapat dilihat pada
gambar 3.23.
Proses pembuangan minyak
secara grafitasi atau dengan
menggunakan motor pompa DC
adalah suatu kondisi yang sangat
berisiko
sebab
hanya
142
menggunakan katup otomatis yang
dikendalikan oleh pemicu dari
saklar akibat panasnya api dan
menutupnya katup otomatis pada
katup pipa minyak penghubung
tanki (konservator) ke dalam trafo
(sebelum relai bucholz) serta
adanya gas pemisah oksigen ( gas
nitrogen yang bertekanan tinggi)
diisikan
melaui
pipa
yang
disambung pada bagian bawah
trafo kemudian akan menuju
keruang yang tidak terisi minyak.
Dengan
demikian
mencegah
terbakarnya minyak didalam trafo
dapat
dihindarkan.
Gambar
kontruksi alat pemadam kebakaran
dapat dilihat pada gambar 3.24.
Gambar 3 24 alat pemadam
kebakaran tranformator
2. Thermometer pengukur
langsung.
Thermometer pengukur langsung
banyak digunakan pada instalasi
tegangan tinggi/Gardu Induk ,
seperti pada ruang kontrol, ruang
relai, ruang PLC dll. Suhu ruangan
dicatat secara periodik pada
formulir yang telah disiapkan
(contoh formulir terlampir) dan
dievaluasi sebagai bahan laporan.
Gambar 3.23 Aliran minyak
pendingin trafo
3. Thermometer pengukur tidak
langsung
Termometer
pengukur
tidak
langsung banyak digunakan pada
instalasi
tegangan
tinggi/
transformator yang berfungsi untuk
mengetahui
perubahan
suhu
minyak
maupun
belitran
transformator. Suhu minyak dan
belitan trafo dicatat secara periodik
pada formulir yang telah disiapkan
(contoh formulir terlampir) dan
dievaluasi sebagai laporan. Skema
peralatan ukur dimaksud dapat
dilihat pada gambar 3.25 dibawah
ini.
143
Keterangan :
1. Trafo arus
2. Sensor suhu
3. Heater
4. Thermometer Winding
5. Thermometer oil
gambar 3.25 Skema peralatan pengukuran tidak langsung
3.12. Relai Proteksi trafo dan
fungsinya .
Jenis relai proteksi pada trafo
tenaga adalah sebagai berikut :
1. Relai arus lebih (over current
relay)
Relai
ini
mengamankan
berfungsi
untuk
transformator
terhadap gangguan hubung singkat
antar fasa didalam maupun diluar
daerah pengaman transformator
Juga
diharapkan
relai
ini
mempunyai sifat komplementer
dengan relai beban lebih. relai ini
berfungsi pula sebagai pengaman
cadangan bagi bagian instalasi
lainnya.bentuk relai ini dapat dilhat
pada gambar 3.26.dan gambar 3.27
indikator
reset
Gambar 3.26: Relai arus lebih dan hubung tanah
(OCR/GFR)
144
+
CT
OCR
Tripping coil
PMT
beban
IND
AU
X
Gambar 3.27: sistem pengawatan OCR.
2. Relai Difrensial
Relai
ini berfungsi untuk
mengamankan
transformator
terhadap gangguan hubung singkat
.
Gambar 3,28 a: Diagram relai
differensial
3. Relai gangguan tanah terbatas
(Restricted Earth fault Relay )
Relai
ini
berfungsi
untuk
mengamankan
transformator
terhadap tanah didalam daerah
yang
terjadi
didalam
daerah
pengaman transformator dapat
dilhat pada gambar 3.28 a.dan
gambar 3.28.b
Gambar 2.28.b: Relai differensial,
REF dan SBEF
pengaman transformator khususnya
untuk gangguan didekat titik netral
yang tidak dapat dirasakan oleh
relai differensial dapat dilhat pada
gambar 3.29
145
x
87N
87N
Gambar 3.29: single line diagram relai differensial dan REF
Gambar 3.30. Restristant earth foult detector
146
4. Relai arus lebih berarah
Directional over current Relai
atau yang lebih dikenal dengan
Relai arus lebih yang mempunyai
arah tertentu merupakan Relai
Pengaman yang bekerja karena
adanya besaran arus dan tegangan
yang dapat membedakan arah arus
gangguan.
Relai ini terpasang pada jaringan
tegangan
tinggi,
tegangan
menengah juga pada pengaman
transformator tenaga dan berfungsi
untuk mengamankan peralatan
listrik akibat adanya gangguan
phasa-phasa
maupun
Phasa
ketanah.
Bus 20 KV
Trippin
g
ZC
PT
+
67 G
Gambar 3.31: Diagram Situasi Pemasangan Relai 67 G
Relai ini mempunyai 2 buah
parameter ukur yaitu tegangan dan
arus yang masuk ke dalam relai
untuk membedakan arah arus ke
depan atau arah arus ke belakang.
Pada pentanahan titik netral trafo
dengan menggunakan tahanan,
relai ini dipasang pada penyulang
20 KV. Bekerjanya relai ini
berdasarkan adanya sumber arus
dari
ZCT
(Zero
Current
Transformer) dan sumber tegangan
dari PT (Potential Transformers).
Sumber tegangan PT umumnya
menggunakan rangkaian OpenDelta,
tetapi
tidak
menutup
kemungkinan
ada
yang
menggunakan koneksi langsung 3
Phasa.
Untuk
membedakan
arah
tersebut maka salah satu phasa
dari arus harus dibandingakan
dengan Tegangan pada phasa
yang lain.
5. Relai connections
Adalah sudut perbedaan antara
arus dengan tegangan masukan
relai pada power faktor satu.
Relai maximum torque angle
Adalah perbedaan sudut antara
arus dengan tegangan pada relai
yang
menghasilkan
torsi
maksimum.
147
Gambar 3. 32. Relai arus lebih berarah.
6. Relai gangguan tanah .
Relai
ini
berfungsi
untuk
mengamankan
transformator
gangguan hubung tanah, didalam
dan diluar daerah pengaman
transformator. Relai arah hubung
tanah memerlukan operating signal
dan polarising signal. Operating
signal diperoleh dari arus residual
melalui
rangkaian
trafo
arus
penghantar (Iop = 3Io) sedangkan
polarising signal diperoleh dari
tegangan residual.
Tegangan
residual
dapat
diperoleh dari rangkaian sekunder
open delta trafo tegangan seperti
pada Gambar 3.32
148
B
C
........
.......
VRES
Gambar 3.33: Rangkaian open delta trafo tegangan
Gambar 3.33. Relai gangguan tanah
6. Relai tangki tanah
Relai
ini
berfungsi
untuk
mengamankan
transformator
terhadap hubung singkat antara
kumparan fasa dengan tangki
transformator dan transformator
yang titk netralnya ditanahkan.
Relai
bekerja
sebagai
pengaman jika terjadi arus mengalir
dari tangki akibat gangguan fasa ke
tangki atau dari instalasi bantu
seperti motor kipas, sirkulasi dan
motor-motor bantu, pemanas dll.
Pengaman
arus
ini
sebagai
pengganti relai diferensial sebab
sistim relai pengaman tangki
biasanya dipasang pada trafo yang
tidak dilengkapi trafo arus disisi
primer dan biasanya pada trafo
dengan kapasitas kecil. Trafo
dipasang diatas isolator sehingga
149
tidak terhubung ke tanah kemudian
dengan
menggunakan
kabel
pentanahan
yang
dilewatkan
melalui trafo arus dengan tingkat
isolasi dan ratio yang kecil
kemudian tersambung pada relai
tangki tanah dengan ratio Trafo
Arus(CT) antara 300 s/d 500
dengan sisi sekunder hanya 1 Amp.
Gambar 3.34 : relai hubung tanah pada trafo
3.13,
Announciator
Sistem
Instalasi Tegangan Tinggi.
Annunciator adalah indikator
kejadian pada saat terjadi ketidak
normalan pada sistem instalasi
tegangan tinggi, baik secara
individu maupun secara bersama.
Annunciator terjadi bersamaan
dengan relai yang bekerja akibat
sesuatu yang terjadi ketidak
normalan pada peralatan tersebut.
Annunciator biasanya berbentuk
petunjuk tulisan yang pada kondisi
normal tidak ada penunjukan, bila
terjadi
ketidaknormalan
maka
lampu didalam indikator tersebut
menyala sesuai dengan kondisi
sistem
pada
saat
tersebut.
Kumpulan
indikator-indikator
tersebut biasanya disebut sebagai
announciator.
Announciator yang terlengkap
pada saat sekarang adalah pada
instalasi gardu induk SF6, sebab
pada system GIS banyak sekali
kondisi yang perlu di pantau seperti
tekanan gas, kelembaban gas SF6
disetiap
kompartemen,
posisi
kontak PMT, PMS baik PMS line,
PMS Rel maupun PMS tanah dll.
Untuk itu pembahasan tentang
annunciator akan diambil dari
sistem annunciatornya gardu induk
SF6. seperti. Annunciator pada bay
penghantar (SUTT maupun SKTT),
Transformator dan Koppel.
150
Pemasangan lampu indikator pada transformator dapat dilihat pada gambar
3.20 .
33L
43L
32L 41L
31L
Q21
31T 32T
T
41T 42T
52L
51L
51T 52T
63L
62L
61T 62T
61L
42L
Q5
21L
23L
24L
22L
26L
27L
25L
83L
T
71T 72T
72L
Q3
71L
81L
82L
Q2
81T 82T
91T 92T
92L
91L
Q3
28L
29L
21C
21T
Gambar 3.35. Pemasangan lampu indikator pada transformator
151
Indikator berupa lampu dapat dilihat pada table 3.2
Tabel 3.2 Indikator berupa lampu
Kode
21LA
22LA
23LA
24LA
25LA
26LA
27LA
28LA
29LA
31LA
32LA
33LA
Kode
41LA
42LA
43LA
51LA
52LA
61LA
62LA
63LA
71LA
72LA
73LA
81LA
82LA
83LA
91LA
92LA
Pasokan Pemanas gagal/trip.
Pasokan Motor PMT gagal/trip.
Pasokan Motor PMS dan PMS Tanah gagal/trip.
Pasokan rangkaian trip 1 gagal/trip
Pasokan rangkaian trip 2 gagal/trip
Pasokan saklar control PMS dan PMS tanah
gagal/trip
Pasokan untuk signaling gagal/trip.
Posisi control remote.
Posisi control Lokal.
Posisi PMS Q21 Membuka/Open.
Posisi PMS Q21 menutup /Close
Tekanan gas SF6 pada kompartemen G1 gangguan.
Indikator
Posisi PMS Q22 terbuka/open
Posisi PMS Q22 menutup/close..
Tekanan gas SF6 pada kompartemen G2 gangguan.
Posisi PMS TANAH Q35 terbuka/open
Posisi PMS TANAH Q35 menutup/close..
Posisi PMT Q50 terbuka/open
Posisi PMT Q50 menutup/close..
Tekanan gas SF6 pada kompartemen G0 gangguan
Posisi PMS TANAH Q30 terbuka/open
Posisi PMS TANAH Q30 menutup/close..
Tekanan gas SF6 pada kompartemen G5 gangguan
(ada PT)
Posisi PMS LINE Q28 terbuka/open
Posisi PMS LINE Q28 menutup/close..
Tekanan gas SF6 pada kompartemen G9 gangguan
Posisi PMS TANAH Q38 terbuka/open
Posisi PMS TANAH Q38 menutup/close..
Bentuk dan kode saklar dan saklar tekan (push button)
Kode
Indikator
21CV
Kunci selektor switch untuk kontrol lokal dan remote.
21TO
Saklar tekan (on/off) untuk mengecek lampu pada
panel kontrol
31TO
Saklar tekan untuk menutup PMS REL Q21.
32TO
Saklar tekan untuk membuka PMS REL Q21.
41TO
Saklar tekan untuk menutup PMS REL Q22.
152
42TO
51TO
52TO
61TO
62TO
71TO
72TO
81TO
82TO
91TO
92TO
Saklar tekan untuk membuka PMS REL Q22.
Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q35.
Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q35.
Saklar tekan untuk menutup PMT Q50.
Saklar tekan untuk membuka PMT Q50.
Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q30.
Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q30.
Saklar tekan untuk menutup PMS LINE Q28.
Saklar tekan untuk membuka PMS LINE Q28.
Saklar tekan untuk menutup PMS TANAH Q38.
Saklar tekan untuk membuka PMS TANAH Q38.
3.14. Parameter/pengukuran transformator.
Parameter/pengukuran transformator dapat dilihat pada tabel 3.3
Tabel 3.3 Parameter/pengukuran transformator
Indikasi
keterangan
Indikasi ini menunjukan bahwa minyak
Oil level transformer
transformator yang ada di dalam tangki trafo
low alarm
berkurang, sehingga alat ukur permukaan
minyak (level ) mengerjakan kontak dan
mengirim alarm ke panel kontral ,dan di
panel kontrol muncul sinyal oil level
transformer low alarm serta membunyikan
bel(kontak penggerak untuk memberikan
sinyal dan alarm bekerja ).
Oil level OLTC low alarm Indikasi ini menunjukan bahwa minyak yang
ada di dalam tangki tap changer berkurang,
sehingga alat ukur permukaan minyak (level)
mengerjakan kontak dan mengirim alarem ke
panel kontral ,dan di panel kontrol muncul
sinyal oil level OLTC low alarm serta
membunyikan bel ( kontak penggerak untuk
memberikan sinyal dan alarm bekerja ).
Indikasi ini menunjukan bahwa kontak relai
Bucholtz Alarm
Bucholtz untuk Alarm bekerja (kontak relai
bucholtz ada dua ,satu alarm dan yang
satunya trip). Bekerjanya disebabkan
beberapa kejadian yaitu : Jika didalam trafo
ada gas yang disebabkan oleh adanya panas
lebih sehingga terjadi gelembung-gelembung
gas yang terakumulasi sampai nilai tertentu
(300 -350 Cm3 ).Gas tersebut menekan
pelampung untuk kontak alarm, dan mengirim
sinyal ke panel kontrol dan dipanel timbul
sinyal Bucholtz alarm dan bel berbunyi .
153
Jika didalam trafo terjadi partial discharge
pada isolasi, maka akan terjadi gelembung
gas (seperti diatas ) maka timbul Bucholtz
alarm dan bel berbunyi.
Jika minyak didalam trafo bocor sehingga
sampai tingkat permukaan relai bucholtz,
maka apabila pelampung atas sudah tidak
terendam minyak, maka kontak bucholtz
alarm akan tertutup dan memberikan sinyal
bucholtz alarm dan bel berbunyi.
Winding temperature
alarm
Winding primer
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu
(temperature ) kumparan primer panas
melebihi setting alarm termometer (misalnya
85 °C) dan sushu trafo mencapai 85 ° C,
maka kontgak alarm pada termometer
(termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal
alarem ke panel kontrol winding primer alarm
serta bel berbunyi.
Winding sekunder
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu
(temperature) kumparan primer panas
melebihi setting alarm termometer (misalnya
85 °C) dan sushu trafo mencapai 85 ° C
,maka kontgak alarm pada termometer
(termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal
alarm ke panel kontrol winding sekunder
alarm serta bel berbunyi.
Winding temperature
alarm
Winding primer
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu
(temperature ) kumparan primer panas
melebihi setting alarm termometer (misalnya
85°C) dan suhu trafo mencapai 85° C ,maka
kontak alarm pada termometer ( termostat)
akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke
panel kontrol winding primer alarm serta bel
berbunyi.
Winding sekunder
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu
(temperature) kumparan primer panas
melebihi setting alarm termometer (misalnya
85°C) dan sushu trafo mencapai 85° C, maka
kontak alarm pada termometer (termostat)
akan tertutup dan mengirim sinyal alarem ke
panel kontrol winding sekunder alarm serta
bel berbunyi.
154
OLTC voltage regulator
alarm
Pengaturan setting tegangan pada peralatan
regulator tidak sesuai dengan tegangan yang
diminta ,maka relai regulator tegangan aklan
memberikan sinyal ke panel kontrol dan
memberi sinyal OLTC voltage regulator alarm
serta bel berbunyi.
Transformer cooling
fault alarem
Indikasi ini menunjukan bahwa sistem
pendingin (kipas atau pompa minyak sirkulasi
ada gangguan) yaitu :
saklar termis untuk pasokan motor kipas
pendingin trip (lepas) sehingga motor tidak
berputar dan saklar termis tersebut kontak
bantunya tertutup dan memberikan sinyal ke
panel kontrol Transformer cooling fault
alarem dan bel berbunyi.
Pompa sirkulasi minyak tidak berputar/bekerja
saklar termis untuk pasokan motor pompa
minyak pendingin trip (lepas) sehingga motor
tidak berputar dan saklar termis tersebut
kontak bantunya menutup dan memberikan
sinyal ke panel kontrol Transformer cooling
fault alarm dan bel berbunyi.
Indikasi tersebut menunjukan terjadi gangguan
sumber arus bolak-balik 220/380 V, yaitu
saklar sumber tegangan AC 220/380 V trip,
sehingga bay tersebut tidak ada pasokan AC,
dan saklar tersebut kontak bantunya menutup
dan mengirim sinyal gangguan ke panel
kontrol sehingga timbul sinyal Marshalling
kios fault alarem dan bel berbunyi.
Indikasi ini menunjukan bahwa sistem
pemadam api transformator tidak siap bekerja
(out of service), yaitu akibat saklar DC 110 V
sumber pasokan untuk sistem instalasi
pemadam api trip (tidak masuk), sehingga
kontak bantunya menutup dan megirim sinyal
ke panel kontrol dengan indikasi Fire
protection out of service alarem dan bel
berbunyi.
a. Indikasi ini menunjukan bahwa relai
bucholtz bekerja menjatuhkan PMT (trip)
yang disebabkan oleh :gangguan yang
serius atau hubung singkat lilitan
trafo/kumparan trafo sehingga terjadi
penguraian minyak dan bahan isolasi lain
serta menimbulkan gas dan aliran minyak
Marshalling kios fault
alarem
Fire protection out of
service alarem
Bucholtz trip
155
Oil temperature trip
winding temperature trip
Protection device OLTC
trip
Pressure relief device
transformer trip
dari trafo ke relai bucholtz, sehingga
kontak relai bekerja mengirim sinyal trip ke
PMT primer dan sekunder, memberi- kan
sinyal alarm bucholtz trip dan membunyikan bel.
b. Gangguan minyak trafo bocor sehingga
terjadi penurunan permukaan minyak
sampai level yang minimum (sebelumnya
terjadi alarm bucholtz) ,sehingga kontak
relai bekerja mengirim sinyal trip ke PMT
primer dan sekunder,memberikan sinyal
alarm bucholtz trip dan bel berbunyi.
c. Terjadi gangguan alam ,misalnya gempa
bumi yang besar ,sehingga terjadi
goncangan minyak didalam terfo maupun
relai bucholtz,dan kontak relai menutup
memberikan sinyal trip PMT primer dan
sekunder dan sinyal bucholtz trip bel atau
klakson bunyi.
Indikasi ini menunjukan bahwa minyak trafo
panas yang melebihi setting pengaman
temperatur, sehingga kontak termometer
untuk trip menutup memberikan sinyal untuk
menjatuhkan PMT primer dan sekunder dan
mengirim sinyal ke panel kontrol bucholtz trip
dan bel bunyi
Indikasi ini menunjukan bahwa winding atau
kumparan trafo panas yang melebihi setting
pengaman temperatur, sehingga kontak
termometer untuk trip menutup memberikan
sinyal guna menjatuhkan PMT primer dan
sekunder dan mengirim sinyal ke panel
kontrol bucholtz trip dan bel bunyi.
Indikasi ini menunjukan relai Jansen dan atau
pengaman OLTC bekerja , akibat terjadi
breakdown isolasi pada wadah tap changer
atau ketidaknormalan operasi tap changer
atau terjadi tahanan pengalih putus , maka
akan memberikan sinyal trip PMT primer dan
sekunder dan sinyal ke panel protection
device OLTC trip dan bel/klakson bunyi.
Indikasi ini menunjukan terjadi gangguan
didalam trafo ,misalnya hubung singkat lilitan
/kumparan sehingga terjadi tekanan hidraulik
di dalam trafo. Tekanan ini didistribusikan ke
semua arah didalam trafo yang akan
mendorong dinding trafo, jika tekanan yang
156
Fire protection operated
trip
Circuit breaker 20 kV
open
DC supply failure
Main protection
operated
Back up protection
operated
Breaker failure operated
terjadi melebihi kemampuan gaya dorong
relai sudden pressure ( misalnya 10 psi)
maka katup piringan akan terdorong dan
mengerjakan limit switch relai, memberikan
sinyal trip ke PMT primer dan sekunder ,
serta sinyal ke panel kontrol pressure relief
device dan bel/klakson bunyi
Indikasi menunjukan ada gangguan fire
protection trafo bekerja, yaitu indikasi ada
kebakaran trafo,dan PMT trafo trip, bucholtz
bekerja, fire detector bekerja ,maka
pemadam api memberikan sinyal untuk
mengerjakan sistem pemadam api bekerja
yaitu membuang sebagian permukaan
minyak, kurang lebih 15 cm dari deksel atas,
menutup shutter,memasukan nitrogen
bertekanan dan mengaduk minyak didalam
tangki trafo, yang akhirnya api yang berkobar
dapat padam.dan mengirim sinyal ke panel
kontrol pemadam atau panel kontrol fire
protection operated bel bunyi.
Indikasi ini menunjukan bahwa pada kubikel
20 kV ada yang trip, PMT yang trip tersebut
memberikan sinyal ke panel kontrol circuit
breaker 20 kV open bel bunyi.
Indikasi menunjukan ada saklar DC 110 V
panel kontrol atau proteksi pada panel trafo
trip , dan kontak bantu saklar DC tersebut
memberikan sinyal DC supply failure dan bel
berbunyi
Indikasi ini menunjukan relai utama
pengaman trafo (diferensial ) bekerja,
sehingga kontak relai diferensial menutup
dan mengirim sinyal untuk mentripkan PMT
primer dan sekunder serta mengirim sinyal ke
panel kontrol Main protection operated bel
/klakson berbunyi.
Indikasi ini menunjukan relai cadangan (back
up ) pengaman trafo (OCR,REF,SBEF )
bekerja ,sehingga kontak relai (OCR,REF,
SBEF) menutup dan mengirim sinyal untuk
mentripkan PMT primer dan sekunder serta
mengirim sinyal ke panel kontrol Back up
protection operated bel / klakson berbunyi.
Indikasi menunjukan relai breaker failure
bekerja,kontak relai breaker menutup
memberi sinyal trip pada PMT dan PMT yang
157
Healty trip 1-2 alarem
Transformer fault alarem
stage
Transformer fault tripping
stage
Auto reclose in progress
lain yang satu rel(bus) dan mengirim sinyal
ke panel kontrol Breaker failure operated dan
b el/klakson berbunyi.
Indikasi menunjukan ada gangguan sistem
pemantau rangkaian trip PMT melihat ada
ketidaknormalan ( coil trip putus,) dan
mengirim alarm ke panel kontrol Healty trip
1-2 alarm dan bel berbunyi
Indikasi menunjukan ada gangguan pada
pengaman trafo ( bucholtz,suhu tinggi,
permukaan minyak) dan kontak relai tersebut
mengirim sinyal alarem ke panel kontrol
Transformer fault alarem stage dan bel
berbunyi.
Indikasi menunjukan ada gangguan pada
pengaman trafo ( bucholtz, suhu tinggi,
permukaan minyak, jansen, sudden pressure
) dan kontak relai tersebut mengirim sinyal
trip ke PMT primer dan sekunder dan sinyal
ke panel kontrol Transformer fault tripping
stage dan bel berbunyi.
Indikasi menunjukan relai recloser bekerja
pada waktu ada gangguan , kontak relai
memberikan indikasi ke panel kontrol Auto
reclose in progress dan bel/klakson berbunyi.
158
BAB IV
SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI
- Gardu Induk
- Saluran Distribusi
Apabila salah satu bagian sistem
transmisi mengalami gangguan
maka akan berdampak terhadap
bagian transmisi yang lainnya,
sehingga Saluran transmisi, Gardu
induk
dan
Saluran
distribusi
merupakan satu kesatuan yang
harus dikelola dengan baik seperti
gambar 4.1
Pembangunan Pusat Pembangkit
dengan kapasitas produksi energi
listrik yang besar: PLTA, PLTU,
PLTGU, PLTG, PLTP memerlukan
banyak
persyaratan,
terutama
masalah lokasi yang tidak selalu
bisa dekat dengan pusat beban
seperti kota, kawasan industri dan
lainnya. Akibatnya tenaga listrik
tersebut harus disalurkan melalui
sistem transmisi yaitu :
- Saluran Transmisi
INDUSTRI
BESAR
PUSAT
PEMBANGKIT
TENAGA LISTRIK
PLTA,PLTU,PLTG
SALURAN
TRANSMISI TT
GARDU INDUK
JARINGAN TEGANGAN
MENENGAH 20 KV
INDUSTRI
SEDANG
TRAFO
DISTRIBUSI
PJU
INDUSTRI KECIL
MALL
RUMAH TANGGA
JARINGAN
TEGANGAN
RENDAH 220 V
Gambar 4.1. Sistem Penyaluran Daya Listrik
Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara
Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI)
adalah sarana di udara untuk
menyalurkan tenaga listrik berskala
besar dari Pembangkit ke pusatpusat beban dengan menggunakan
159
tegangan tinggi maupun tegangan
ekstra tinggi.
4.1. Saluran Udara
SUTT/SUTETI merupakan jenis
Saluran Transmisi Tenaga Listrik
yang banyak digunakan di PLN
daerah Jawa dan Bali karena
harganya
yang
lebih
murah
dibanding jenis lainnya serta
pemeliharaannya mudah.
Pembangunan SUTT/SUTETI
sudah melalui proses rancang
bangun yang aman bagi lingkungan
serta sesuai dengan standar
keamanan internasional, diantara
nya:
- Ketinggian kawat penghantar
- Penampang kawat penghantar
- Daya isolasi
- Medan listrik dan Medan
magnet
- Desis corona
Macam Saluran Udara yang ada di
Sistem Ketenagalistrikan PLN P3B
Jawa Bali seperti gambar4.2 dan
gambar 4.3
a. Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT) 70 kV
b. Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT) 150 kV
c. Saluran Udara Tegangan Ekstra
Tinggi (SUTETI) 500 kV
Gambar 4.3. SUTETI 500 kV
Suralaya - Cilegon
4.2. Saluran Kabel
Pada
daerah
tertentu
(umumnya
perkotaan)
yang
mempertimbangkan
masalah
estetika, lingkungan yang sulit
mendapatkan
ruang
bebas,
keandalan yang tinggi, serta
jaringan antar pulau, dipasang
Saluran Kabel.
a. Saluran Kabel Tegangan Tinggi
(SKTT) 70 kV
b. Saluran Kabel Tegangan Tinggi
(SKTT) 150 kV
c. Saluran Kabel Laut Tegangan
Tinggi (SKLTT) 150 kV
Mengingat bahwa Saluran kabel
biaya pembangunannya mahal
dan pemeliharaannya sulit,
maka
jarang
digunakan,
Kontruksi Kabel dapat dilihat
pada gambar 4.4
Gambar 4.2. SUTT 150 kV Sukolilo
– Kenjeran
160
menggunakan
kawat
telanjang
sehingga mengandalkan udara
sebagai media isolasi antara kawat
penghantar tersebut dengan benda
sekelilingnya.
Tower
adalah
konstruksi
bangunan yang kokoh, berfungsi
untuk menyangga/merentang kawat
penghantar dengan ketinggian dan
jarak yang cukup agar aman bagi
manusia dan lingkungan sekitarnya.
Antara tower dan kawat penghantar
disekat oleh isolator.
Gambar 4. 4.Kabel bawah laut
2. Saluran Isolasi Gas
Saluran Isolasi Gas (Gas
Insulated Line/GIL) adalah Saluran
yang
diisolasi
dengan
gas,
misalnya: gas SF6, seperti gambar
4.5. Karena mahal dan resiko
terhadap lingkungan sangat tinggi
maka saluran ini jarang digunakan
Jenis-jenis tower
Menurut bentuk konstruksinya
jenis-jenis tower dibagi atas macam
4 yaitu;
- Lattice tower
- Tubular steel pole
- Concrete pole
- Wooden pole
Kuntruksi tower dapat dilihat
pada gambar 4.6 dan 4.7.
Gambar 4.5. Saluran Isolasi Gas
4. 3. Perlengkapan SUTT/SUTETI
dan Fungsinya.
4.3.1.Tower:
Tenaga listrik yang disalurkan
lewat sistem transmisi umumnya
Gambar 4. 6. Lattice Tower
161
Gambar 4.7 Steel Pole
Konstruksi tower merupakan
jenis konstruksi SUTT / SUTETI
yang paling banyak digunakan di
jaringan PLN karena mudah dirakit
terutama untuk pemasangan di
daerah pegunungan dan jauh dari
jalan raya. Namun demikian perlu
pengawasan yang intensif karena
besi-besinya
rawan
terhadap
pencurian.
Tower harus kuat terhadap
beban yang bekerja padanya yaitu:
- Gaya berat tower dan kawat
penghantar (gaya tekan)
- Gaya tarik akibat rentangan kawat
- Gaya angin akibat terpaan angin
pada kawat maupun badan tower.
Menurut fungsinya tower dibagi
atas 7 macam yaitu.
- Dead end tower yaitu tiang akhir
yang berlokasi di dekat Gardu
induk,
tower
ini
hampir
sepenuhnya menanggung gaya
tarik
- Section
tower
yaitu
tiang
penyekat antara sejumlah tower
penyangga dengan sejumlah
tower penyangga lainnya karena
alasan
kemudahan
saat
pembangunan (penarikan kawat),
umumnya
mempunyai
sudut
belokan yang kecil.
- Suspension tower yaitu tower
penyangga, tower ini hampir
sepenuhnya menanggung gaya
berat, umumnya tidak mempunyai
sudut belokan
- Tension
tower
yaitu
tower
penegang, tower ini menanggung
gaya tarik yang lebih besar
daripada gaya berat, umumnya
mempunyai sudut belokan
- Transposision tower yaitu tower
tension yang digunakan sebagai
tempat melakukan perubahan
posisi
kawat
fasa
guna
memperbaiki
impendansi
transmisi.
- Gantry
tower
yaitu
tower
berbentuk portal digunakan pada
persilangan antara dua Saluran
transmisi. Tiang ini dibangun di
bawah Saluran transmisi existing.
- Combined tower yaitu tower yang
digunakan oleh dua buah saluran
transmisi yang berbeda tegangan
operasinya
Menurut
susunan/konfigurasi
kawat fasa tower dikelompokkan
atas.
- Jenis delta digunakan pada
konfigurasi horisontal/mendatar
- Jenis piramida digunakan pada
konfigurasi vertikal/tegak.
- Jenis Zig-zag yaitu kawat fasa
tidak berada pada satu sisi lengan
tower.
162
Type tower terdiri dari :
Dilihat dari type tower dibagi atas beberapa tipe seperti tabel 4.1 dan tabel 4.2
TYPE TOWER
Aa
Tabel 4.1 Tower 150 kV
FUNGSI
Suspension
SUDUT
0˚ – 3˚
Bb
Tension / section
3˚ – 20˚
Cc
Tension
20˚ – 60˚
Dd
Tension
60˚ – 90˚
Ee
Tension
> 90˚
Ff
Tension
> 90˚
Gg
Transposisi
Kontruksi towernya dapat dilihat pada gambar 4.8, 4.9, 4.10 dan 4.11.
Gambar 4.8 Tower 4 sirkit tipe suspensi
tipe tension
Gambar 4.9 Tower 4 sirkit
163
Tabel 4.2 Tower 500 kV
TIPE TOWER
SIRKIT
SIRKIT GANDA
TUNGGAL
A
AA
FUNGSI
SUDUT
Suspension
0˚ – 2˚
AR
AA R
Suspension
0˚ – 5˚
B
BB
Tension
0˚ – 10˚
C
CC
Tension
10˚ – 30˚
D
DD
Tension
30˚ – 60˚
E
EE
Tension
60˚ – 90˚
F
FF
Dead end
0˚ – 45˚
G
GG
Transposisi
Gambar 4.10 Tower 2 sirkit tipe
suspensi
Gambar 4.11 Tower 2 sirkit tipe
tension
164
ditanggung oleh tower. Pondasi
tower yang menanggung beban
tarik dirancang lebih kuat/besar
daripada tower tipe suspension.
Jenis pondasi:
- Normal dipilih untuk daerah
yang dinilai cukup keras
tanahnya, seperti gambar 4.12
4. 3.2. Bagian-bagian tower:
Pondasi:
Pondasi adalah konstruksi
beton bertulang untuk mengikat
kaki tower (stub) dengan bumi.
Jenis pondasi tower beragam
menurut kondisi tanah tempat tapak
tower berada dan beban yang akan
chimney
Stub tower
Pad
Tanah
Tanah
Urug
Tanah
Urug
pad
Gambar 4.12 pondasi tower untuk tanah keras
-
Spesial: Pancang ( fabrication dan cassing) dipilh untuk daerah yang
lembek/tidak keras sehingga harus diupayakan mencapai tanah keras
yang lebih dalam seperti gambar 4.13
Stub tower
Chimney
Tanah
li
Tanah
Urug
Tanah
Urug
Pad
Tiang Pancang
Gambar 4.13 Pondasi tower untuk daerah yang lembek
165
-
Raft dipilih untuk daerah berawa / berair
Auger dipilh karena mudah pengerjaannya dengan mengebor dan
mengisinya dengan semen
Rock: drilled dipilih untuk daerah berbatuan
Gambar 4.14 pemasangan pondasi untuk tower lattice dan tower pole
Gambar 4.15 Pondasi tower (lattice) SUTET
500 kV Gresik - Krian
Stub:
Stub adalah bagian paling
bawah dari kaki tower, dipasang
bersamaan dengan pemasangan
pondasi dan diikat menyatu dengan
pondasi.
Gambar 4. 16 Pondasi steel pole 500 kV
dead end Suralaya
Bagian
atas
stub
muncul
dipermukaan tanah sekitar 0,5
sampai 1 meter dan
dilindungi
semen serta dicat agar tidak mudah
berkarat.
166
Pemasangan
stub
paling
menentukan mutu pemasangan
tower, karena harus memenuhi
syarat:
- Jarak antar stub harus benar
- Sudut kemiringan stub harus
sesuai dengan kemiringan
kaki tower
- Level titik hubung stub
dengan kaki tower tidak boleh
beda 2 mm (milimeter)
Apabila pemasangan stub sudah
benar dan pondasi sudah kering
maka kaki-kaki tower disambung ke
lubang-lubang yang ada di stub.
Leg.
Leg adalah kaki tower yang
terhubung antara stub dengan body
tower. Pada tanah yang tidak rata
perlu dilakukan penambahan atau
pengurangan tinggi leg. Sedangkan
body harus tetap sama tinggi
permukaannya.
Pengurangan leg ditandai: -1; -2; -3
Penambahan leg ditandai: +1; +2;
+3
Stub
(normal)
Stub
(extension)
Kaki B
Kaki A
Gambar 4.17 Leg Extension kaki
tower
167
Common Body.
Bridge
Common body adalah badan
tower
bagian
bawah
yang
terhubung antara leg dengan badan
tower bagian atas (super structure).
Kebutuhan tinggi tower dapat
dilakukan dengan pengaturan tinggi
common
body
dengan
cara
penambahan atau pengurangan.
Pengurangan common body
ditandai: -3
Penambahan common body
ditandai: +3; +6; +9; +12; +15
Bridge adalah penghubung
antara cross arm kiri dan cross arm
tengah. Pada tengah-tengah bridge
terdapat kawat penghantar fasa
tengah. Bridge tidak dikenal di
tower jenis pyramida
Super structure
Super structure adalah badan
tower bagian atas yang terhubung
dengan common body dan cross
arm kawat fasa maupun kawat
petir. Pada tower jenis delta tidak
dikenal istilah super structure
namun digantikan dengan “K” frame
dan bridge.
Rambu tanda bahaya.
Rambu
tanda
bahaya
berfungsi untuk memberi peringatan
bahwa
instalasi
SUTT/SUTETI
mempunyai resiko bahaya. Rambu
ini bergambar petir dan tulisan
AWAS BERBAHAYA TEGANGAN
TINGGI. Rambu ini dipasang di kaki
tower lebih kurang 5 meter diatas
tanah sebanyak dua buah disisi
yang mengahadap tower nomor
kecil dan sisi yang menghadap
nomor besar.
Rambu identifikasi tower dan
penghantar/jalur
6). Cross arm
Cross arm adalah bagian
tower yang berfungsi untuk tempat
menggantungkan atau mengaitkan
isolator kawat fasa serta clamp
kawat petir. Pada umumnya cross
arm berbentuk segitiga kecuali
tower
jenis
tension
yang
mempunyai sudut belokan besar
berbentuk segi empat.
K frame
K frame adalah bagian tower
yang terhubung antara common
body dengan bridge maupun cross
arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan
kanan yang simetri.
K frame tidak dikenal di tower
jenis pyramid
Rambu identifikasi tower dan
penghantar/jalur berfungsi untuk
memberitahukan identitas tower:
- Nomor tower
- Urutan fasa
- Penghantar/Jalur
- Nilai tahanan pentanahan
kaki tower
Rambu ini dipasang di kaki
tower lebih kurang 5 meter diatas
tanah sebanyak dua buah disisi
yang mengahadap tower nomor
kecil dan sisi yang menghadap
nomor besar dan bersebelahan
dengan Rambu tanda bahaya.
168
Pada daerah super stucture juga
dipasang rambu penghantar/jalur
agar petugas bisa mengenali
Gambar 4.18.a Rambu tanda bahaya
tower
penghantar/jalur
dikerjakan.
yang
boleh
Gambar 4.18.b Rambu identitas
dan jalur
Anti Climbing Device (ACD)
Step bolt
ACD disebut juga penghalang
panjat berfungsi untuk menghalangi
orang yang tidak berkepentingan
untuk naik tower. ACD dibuat
runcing, berjarak 10 cm dengan
yang lainnya dan dipasang di setiap
kaki tower dibawah Rambu tanda
bahaya.
Step bolt adalah baut yang
dipasang dari atas ACD ke
sepanjang badan tower hingga
super structure dan arm kawat petir.
Berfungsi untuk pijakan petugas
sewaktu naik maupun turun dari
tower.
Gambar 4.19 Baut Panjat (step bolt)
Gambar 4.20 Penghalang Panjat
169
Halaman tower
Halaman tower adalah daerah tapak tower yang luasnya diukur dari
proyeksi keatas tanah galian pondasi. Biasanya antara 3 hingga 8 meter di luar
stub tergantung pada jenis tower .
Patok
batas
tanah
As
tower
Tapak
kaki
menara
Gambar 4.21 Halaman tower
4.4. Konduktor
Konduktor
adalah
media
untuk tempat mengalirkan arus
listrik dari Pembangkit ke Gardu
induk atau dari GI ke GI lainnya,
yang terentang lewat tower-tower.
Konduktor pada tower tension
dipegang oleh tension clamp,
sedangkan pada tower suspension
dipegang oleh suspension clamp.
Dibelakang
clamp
tersebut
dipasang rencengan isolator yang
terhubung ke tower.
a. Bahan konduktor
Bahan
konduktor
yang
dipergunakan untuk saluran energi
listrik perlu memiliki sifat sifat
sebagai berikut :
1).
2)
3)
4)
5)
konduktivitas tinggi.
kekuatan tarik mekanikal tinggi
titik berat
biaya rendah
tidak mudah patah
Konduktor jenis Tembaga
(BC : Bare copper) merupakan
penghantar yang baik karena
memiliki konduktivitas tinggi dan
kekuatan mekanikalnya cukup baik.
Namun karena harganya mahal
maka konduktor jenis tembaga
rawan pencurian.
Aluminium harganya lebih
rendah dan lebih ringan namun
konduktivitas
dan
kekuatan
mekanikalnya
lebih
rendah
dibanding tembaga.
170
Pada
umumnya
SUTT
maupun SUTETI menggunakan
ACSR (Almunium Conductor Steel
Reinforced).
Bagian dalam kawat berupa
steel
yang
mempunyai
kuat
mekanik tinggi, sedangkan bagian
luarnya mempunyai konduktifitas
tinggi. Karena sifat electron lebih
menyukai bagian luar kawat
daripada bagian sebelah dalam
kawat maka ACSR cocok dipakai
pada SUTT/SUTETI. Untuk daerah
yang udaranya mengandung kadar
belerang
tinggi
dipakai
jenis
ACSR/AS, yaitu kawat steelnya
dilapisi dengan almunium.
Pada saluran transmisi yang
perlu
dinaikkan
kapasitas
penyalurannya
namun
SUTT
tersebut berada didaerah yang
rawan longsor, maka dipasang
konduktor jenis TACSR (Thermal
Almunium
Conductor
Steel
Reinforced)
yang mempunyai
kapasitas besar tetapi berat kawat
tidak mengalami perubahan yang
banyak.
Konduktor pada SUTT/SUTET
merupakan kawat berkas (stranded)
atau serabut yang dipilin, agar
mempunyai kapasitas yang lebih
besar dibanding kawat pejal.
b. Urutan fasa
Pada sistem arus putar,
keluaran dari generator berupa tiga
fasa, setiap fasa mempunyai sudut
pergerseran fasa 120º. Pada SUTT
dikenal fasa R; S dan T yang urutan
fasanya selalu R diatas, S ditengah
dan T dibawah. Namun pada
SUTETI urutan fasa tidak selalu
berurutan karena selain panjang,
karakter
SUTETI
banyak
dipengaruhi oleh faktor kapasitansi
dari bumi maupun konfigurasi yang
tidak
selalu
vertikal.
Guna
keseimbangan
impendansi
penyaluran maka setiap 100 km
dilakukan transposisi letak kawat
fasa.
c. Penampang
konduktor.
dan
jumlah
Penampang
dan
jumlah
konduktor disesuaikan
dengan
kapasitas
daya
yang
akan
disalurkan, sedangkan jarak antar
kawat fasa maupun kawat berkas
disesuaikan
dengan
tegangan
operasinya.
Jika kawat terlalu kecil maka
kawat akan panas dan rugi
transmisi
akan
besar.
Pada
tegangan yang tinggi (SUTETI)
penampang kawat , jumlah kawat
maupun jarak antara kawat berkas
mempengaruhi besarnya corona
yang ditengarai dengan bunyi desis
atau berisik.
d. Jarak antar kawat fasa:
Jarak kawat antar fasa SUTT
70kV idealnya adalah 3 meter,
SUTT= 6 meter dan SUTETI=12
meter. Hal ini karena menghindari
terjadinya efek ayunan yang dapat
menimbulkan flash over antar fasa.
e. Perlengkapan kawat
penghantar
Perlengkapan atau fitting kawat
penghantar
adalah:
Spacer,
vibration damper.
Untuk
keperluan
perbaikan
dipasang repair sleeve
maupun
171
armor rod. Sambungan
disebut mid span joint.
kawat
Repair Sleeve
Repair
sleeve
adalah
selongsong
almunium
yang
terbelah menjadi dua bagian dan
dapat ditangkapkan pada kawat
penghantar,
berfungsi
untuk
memperbaiki konduktifitas kawat
yang rantas,
Cara pemasangannya dipress
dengan hydraulic tekanan tinggi
Bola Pengaman
Bola pengaman adalah rambu
peringatan terhadap lalu lintas
udara, berfungsi untuk memberi
tanda kepada pilot pesawat terbang
bahwa terdapat kawat transmisi.
Bola pengaman dipasang pada
ground wire pada setiap jarak 50m
hingga
75
meter
sekitar
lapangan/bandar udara.
Lampu Aviasi
Lampu aviasi adalah rambu
peringatan berupa lampu terhadap
lalu lintas udara, berfungsi untuk
memberi
tanda
kepada
pilot
pesawat terbang bahwa terdapat
kawat transmisi. Jenis lampu aviasi
adalah sebagai berikut.
- Lampu aviasi yang terpasang
pada tower dengan supply dari
Jaringan tegangan rendah
- Lampu aviasi yang terpasang
pada kawat penghantar dengan
sistem induksi dari kawat
penghantar
Arching Horn
Arcing horn adalah peralatan
yang dipasang pada sisi Cold
(tower) dari rencengan isolator.
Fungsi arcing horn:
- Media pelepasan busur api dari
tegangan lebih antara sisi Cold
dan Hot (kawat penghantar)
- Pada jarak yang diinginkan
berguna
untuk
memotong
tegangan lebih bila terjadi:
sambaran
petir;
switching;
gangguan,
sehingga
dapat
mengamankan peralatan yang
lebih mahal di Gardu Induk
(Trafo)
Media semacam arcing horn
yang terpasang pada sisi Hot
(kawat penghantar) adalah:
- Guarding ring : berbentuk oval,
mempunyai peran ganda yaitu
sebagai arcing horn maupun
pendistribusi tegangan pada
beberapa isolator sisi hot.
Umumnya dipasang di setiap
tower
tension
maupun
suspension
sepanjang
transmisi.
Arcing ring :
berbentuk lingkaran, mempunyai
peran ganda yaitu sebagai arcing
horn
maupun
pendistribusi
tegangan pada beberapa isolator
sisi hot. Umumnya hanya terpasang
di tower dead end dan gantry GI
4. 5. Kawat Tanah
Kawat Tanah atau Earth wire
(kawat petir / kawat tanah) adalah
media untuk melindungi kawat fasa
dari sambaran petir. Kawat ini
dipasang di atas kawat fasa dengan
sudut perlindungan yang sekecil
172
mungkin, karena dianggap petir
menyambar dari atas kawat.
Namun jika petir menyambar dari
samping maka dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar dan
dapat mengakibatkan terjadinya
gangguan.
Kawat pada tower tension
dipegang oleh tension clamp,
sedangkan pada tower suspension
dipegang oleh suspension clamp.
Pada tension clamp dipasang kawat
jumper yang menghubungkannya
pada tower agar arus petir dapat
dibuang ke tanah lewat tower.
Untuk keperluan perbaikan mutu
pentanahan maka dari kawat
jumper ini ditambahkan kawat lagi
menuju ketanah yang kemudian
dihubungkan
dengan
kawat
pentanahan.
4.5.1. Bahan Kawat Tanah
Bahan ground wire terbuat
dari steel yang sudah digalvanis,
maupun sudah dilapisi dengan
almunium. Pada SUTETI yang
dibangun mulai tahun 1990an,
didalam ground wire difungsikan
fibre
optic
untuk
keperluan
telemetri, tele proteksi
maupun
telekomunikasi
yang
dikenal
dengan OPGW (Optic Ground
Wire),
sehingga
mempunyai
beberapa fungsi.
4.5.2. Jumlah dan posisi Kawat
Tanah
Jumlah Kawat Tanah paling
tidak ada satu buah diatas kawat
fasa, namun umumnya di setiap
tower
dipasang
dua
buah.
Pemasangan yang hanya satu buah
untuk
dua
penghantar
akan
membuat
sudut
perlindungan
menjadi besar sehingga kawat fasa
mudah tersambar petir.
Jarak antara ground wire
dengan kawat fasa di tower adalah
sebesar jarak antar kawat fasa,
namun
pada
daerah
tengah
gawangan dapat mencapai 120%
dari jarak tersebut.
4.5.3. Pentanahan Tower
Pentanahan Tower adalah
perlengkapan pembumian sistem
transmisi,
berfungsi
untuk
meneruskan arus listrik dari badan
tower kebumi.
1. Nilai pentanahan tower
Nilai pentanahan tower harus
dibuat sekecil mungkin agar tidak
menimbulkan tegangan tower yang
tinggi yang pada akhirnya dapat
mengganggu sistem penyaluran:
Sistem 70kV : maksimal 5 Ohm
Sistem 150kV : maksimal 10 Ohm
Sistem 500kV : maksimal 15 Ohm
2. Jenis pentanahan
-
Electroda bar: suatu rel logam
yang ditanam di dalam tanah.
Pentanahan
ini
paling
sederhana dan efektif,dimana
nilai tahanan tanah adalah
rendah
Electroda plat : plat logam
yang ditanam di dalam tanah
secara horisontal atau vertikal.
Pentanahan ini umumnya untuk
pengamanan terhadap petir.
Counter
poise
electroda:
suatu konduktor yang digelar
secara horisontal di dalam tanah.
Pentanahan ini dibuat pada daerah
yang nilai tahanan tanahnya tinggi.
Atau untuk memperbaiki nilai
173
tahanan
pentanahan.
Mesh
electroda: yaitu sejumlah konduktor
yang digelar secara horisontal di
tanah yang umumnya cocok untuk
daerah kemiringan.
-
3. Jenis sambungan pada tower
-
-
Penyambungan langsung pada
stub bagian bawah
Penyambungan dibagian atas
stub
Gambar 4. 22 Penyambungan pada
bagian bawah stub
-
Klem
pentanahan
atau
sepatu
kabel:
bahan
tembaga yang tebal
Batang pentanahan: terbuat
dari pipa tembaga atau besi
galvanis
Klem sambungan kawat
pentanahan terbuat dari
tembaga.
4. 6. Isolator
Isolator adalah media penyekat
antara bagian yang bertegangan
dengan
bagian
yang
tidak
bertegangan. Fungsi isolator pada
SUTT/SUTETI
adalah
untuk
mengisolir kawat fasa dengan
tower. Pada umumnya isolator
terbuat dari porselen atau kaca dan
berfungsi sebagai isolasi tegangan
listrik antara kawat penghantar
dengan tiang.
Macam-macam isolator yang
dipergunakan pada Saluran Udara
Tegangan Tinggi (SUTT) adalah
sebagai berikut :
4.6.1. Isolator Piring
Gambar 4.23 Penyambungan pada
bagian atas stub
4. Komponen pentanahan tower
-
Kawat pentanahan: terbuat
dari
bahan
yang
konduktifitasnya
besar:
tembaga.
Dipergunakan untuk isolator
penegang dan isolator gantung,
dimana jumlah piringan isolator
disesuaikan
dengan
tegangan
sistem
pada
Saluran
Udara
Tegangan Tinggi (SUTT) tersebut
(lihat gambar 4.24 dan 4.25).
Isolator tonggak saluran vertikal
(lihat
gambar
4.26).
Isolator
tonggak saluran horisontal (lihat
gambar 4.27)
Pada isolator gantung pada
umumnya diperlengkapi dengan :
Tanduk busur berfungsi untuk
melindungi isolator dari tegangan
Surja. bagian E pada gambar 4.28.
174
Cincin perisai (grading ring)
Fungsi dari cincin perisai yaitu
untuk meratakan (mendistribusikan)
medan
listrik
dan
distribusi
tegangan yang terjadi pada isolator,
bagian F gambar 4.24
Gambar 4.24 : Susunan Isolator Piring.
175
Gambar 4.25 : Isolator Tonggak Saluran Horisontal
176
Gambar 4.26 : Isolator Tonggak Saluran Vertikal
177
4.6.2. Nilai isolasi
Besarnya
isolasi
pada
umumnya 3 hingga 3,3 kali
tegangan sistem, dimaksudkan
akan
tahan
terhadap
muka
tegangan petir pada waktu 1,2
mikro detik. Apabila nilai isolasi
menurun akibat dari polutan
maupun kerusakan pada isolasinya,
maka akan terjadi kegagalan isolasi
yang akhirnya dapat menimbulkan
gangguan.
4.6.3. Jenis isolator
Isolator terbagi atas beberapa
jenis yaitu:
Menurut bentuknya:
-
Piringan yaitu isolator yang
berbentuk piring, salah satu sisi
dipasang semacam mangkuk
logam dan sisi lainnya dipasang
pasak. Antara pasak dengan
mangkuk
diisolasi
dengan
semen khusus.
Ada dua macam model
sambungannya: Ball & socket;
clevis &eye. Pemasangan isolator
jenis
piring
ini
digandenggandengkan
dengan
piringan
lainnya. Jumlahnya disesuaikan
dengan kebutuhan isolasi terhadap
tegangan yang bekerja di transmisi
tersebut. Jenis ini mempunyai
fleksibelitas yang tinggi, karena bisa
dipakai sebagai isolator gantung
maupun isolator tarik.
- Long rod adalah isolator yang
berbentuk batang panjang, di
kedua
ujungnya
dipasang
-
sarana
penghubung
yang
terbuat dari logam. Sirip-sirip
isolator berada di antara kedua
ujung tersebut. Isolator jenis ini
dipakai
sebagai
isolator
gantung.
Pin isolator tidak digunakan di
SUTT/SUTETI.
Post isolator adalah isolator
berbentuk batang panjang, di
kedua
ujungnya
dipasang
sarana
penghubung
yang
terbuat dari logam. Isolator ini
dipakai sebagai isolator yang
didudukkan.
Menurut bahannya
Bahan isolator terbuat dari:
- Keramik: mempunyai keunggulan
tidak
mudah
pecah,
tahan
terhadap cuaca, harganya relatif
mahal. Pada umumnya isolator
menggunakan bahan ini.
- Gelas/kaca:
Mempunyai
kelemahan mudah pecah namun
harganya
murah.
Digunakan
hanya untuk isolator jenis piring.
Sambungan
isolator
yaitu
batang pasak dan mangkuknya
terbuat dari logam digalvanis. Pada
daerah yang banyak mengandung
uap garam maupun zat kimia
tertentu dapat membuat batang
pasak karatan dan putus. Akhirakhir ini dikembangkan teknik untuk
melapisi batang pasak tersebut
dengan zink.
Menurut bentuk pasangannya
-
“I” string
“V” string
178
- Horisontal string
- Single string
- Double string
- Quadruple
Pada daerah yang rawan
lingkungan maupun kemampuan
mekanik yang belum mencukupi
harus
dilakukan
penguatan
rencengan
isolator,
sebagai
contoh:dibuat double string.
Gambar 4.29 Konfigurasi Isolator
tower Suspensi SUTET 500 kV
Gambar 4.27
Isolator renceng untuk
suspension
(“I” type)
tower
Gambar 4.30 Isolator renceng
untuk tower tension (Horizontal type
Gambar 4. 28
Isolator renceng untuk tower
tension SUTETI (“V” type)
179
1. Karakteristik listrik Isolator
Bahan Isolator yang diapit
oleh
oleh
logam
merupakan
kapasitor.
Kapasitansinya
diperbesar oleh polutan maupun
kelembaban
udara
dipermukaannya. Bagian ujung
saluran
mengalami
tegangan
permukaan yang paling tinggi,
sehingga dibutuhkan arcing horn
untuk membagi tegangan tersebut
lebih merata ke beberapa piring
isolator lainnya.
2. Karakteristik mekanik
Gambar 4.31
Isolator yang terpasang pada
tension tower type DD
Isolator harus memiliki kuat
mekanik guna menanggung beban
tarik kawat maupun beban berat
isolator dan kawat penghantar.
Umumnya
mempunyai
Safety
faktor .
3. Perlengkapan/fitting isolator
4.6.4. Speksifikasi isolator
-
Setiap isolator harus mempunyai
speksifikasi dari fabrikan yang
mencantumkan:
Standar mutu, misalnya dari
IEC
Type
Model sambungan
Panjang creepage atau alur
(mm)
Kuat mekanik (kN)
Panjang antar sambungan (mm)
Berat satuan (kg)
Diameter (mm)
Tegangan
lompatan
api
frekwensi rendah kondisi basah
(kV)
Tegangan lompatan impuls
kondisi kering (kV)
Tegangan tembus (kV)
Berfungsi untuk menghubungkan
rencengan isolator dengan arm
tower maupun kawat penghantar,
diantaranya: U bolt; shackle; ball
eye; ball clevis; socket eye; socket
clevis; link; extension link; double
clevis, dan lain sebagainya, Bahan
terbuat dari baja digalvanis dan
mempunyai kuat mekanik sesuai
beban yang ditanggungnya.
4. Tension clamp
Tension clamp adalah alat
untuk memegang ujung kawat
penghantar,
berfungsi
untuk
menahan tarikan kawat di tower
tension.
Pemasangan
tension
clamp harus benar-benar sempurna
agar kawat penghantar tidak
terlepas. Sisi lain dari tension clamp
180
dihubungkan dengan perlengkapan
isolator.
agar
tidak
terjadi
pemanasan yang akhirnya dapat
memutuskan
hubungan
kawat
jumper .
Pada tower tension dibutuhkan
kawat penghubung antara kedua
ujung kawat penghantar di kedua
sisi cross arm, kawat ini disebut
jumper. Bagian bawah tension
clamp terdapat plat berbentuk lidah
untuk
menghubungkan
kawat
jumper tersebut. Sambungan ini
harus kuat dan kencang
memegang kawat penghantar pada
tower
suspension.
Kawat
penghantar
sebelum
dipasang
suspension clamp pada harus
dilapisi armor rod agar mengurangi
kelelahan bahan pada kawat akibat
dari adanya vibrasi atau getaran
pada kawat penghantar.
Pada kondisi tertentu yaitu
letak tower yang terlalu rendah
dibanding tower-tower sebelahnya
maka dipasang pemberat atau
counter weight agar rencengan
isolator tidak tertarik ke atas.
6. Compression joint
Gambar 4.32 Tension clamp
Gambar 4.33 . Tension clamp
5. Suspension clamp
Suspension clamp adalah alat
yang dipasangkan pada kawat
penghantar
ke
perlengkapan
isolator gantung, berfungsi untuk
Karena masalah transportasi,
panjang konduktor dan GSW dalam
satu gulungan (haspel) mengalami
keterbatasan.
Oleh
karenanya
konduktor dan GSW tersebut harus
disambung,
sambungan
(joint)
harus
memenuhi
beberapa
persyaratan antara lain :
- konduktivitas listrik yang
baik
- kekuatan
mekanis
dan
ketahanan yang tangguh
Compression joint adalah
material untuk menyambung
kawat penghantar yang cara
penyambungannya dengan
alat press tekanan tinggi.
Compression joint kawat
penghantar terdiri dari dua
komponen yang berbeda
yaitu:
- Selongsong steel berfungsi
untuk menyambung steel
atau bagian dalam kawat
penghantar ACSR
- Selongsong
almunium
berfungsi
untuk
menyambung
almunium
181
atau bagian luar kawat
penghantar ACSR
Penyambungan kawat didahului
dengan
penyambungan
kawat
steel,
dilanjutkan
dengan
penyambungan kawat almunium.
.Penempatan compression joint
harus
memperhatikan
hal-hal
sebagai berikut:
- Diusahakan agar berada di
tengah-tengah
gawangan
atau
bagian
terrendah
daripada andongan kawat.
- Tidak boleh berada di dekat
tower tension (sisi kawat
yang melengkung ke bawah
terhadap tengah gawang).
- Tidak boleh di atas jalan
raya, rel KA, SUTT lainnya
7. Spacer
Spacer adalah alat perentang
kawat penghantar terbuat dari
bahan logam dan berengsel yang
dilapisi karet. Pada SUTETI spacer
ini merangkap sebagai vibration
damper.
Fungsi spacer adalah:
- Memisahkan kawat berkas
agar tidak beradu
- Pada jarak yang diinginkan
dapat mengurangi bunyi
desis / berisik corona
Penempatan yang dipandu dari
fabrikan dapat mengurangi getaran
kawat
Gambar 4.33 Spacer untuk konduktor berkas
2 kawat (twin conductors)
Gambar 4.34 Spacer untuk
konduktor berkas 4 kawat
(quadruple)
8. Damper
Damper atau vibration damper
adalah alat yang dipasang pada
kawat penghantar dekat tower,
berfungsi untuk meredam getaran
agar kawat tidak mengalami
kelelahan bahan.
Bentuk damper menyerupai
dua buah bandul yang dapat
membuang getaran kawat.
Gambar 4.35 Damper
9. Armor Rod
Armor rod adalah alat berupa
sejumlah urat kawat yang dipilin,
berfungsi untuk melindungi kawat
dari kelelahan bahan maupun
akibat adanya kerusakan. Bahan
armor rod adalah almunium keras,
sehingga dapat menjepit kawat
denga erat.
182
Arching
horn
Armour
rod
Damper
kondukt
or
Gambar 4.36. Pemasangan pelindung kawat tranmisi
183
BAB V
GARDU INDUK
Gardu induk adalah merupakan
alat penghubung
listrik dari
jaringan tranmisi ke jaringan
distribusi perimer yang kuntruksinya
dapat dilihat pada gambar 5.I,
bahan bahan yang ada pada gardu
induk meliputi.
Gambar 5.1 Gardu induk
5.1. BUSBAR
Busbar atau rel adalah titik
pertemuan/hubungan
trafo-trafo
tenaga, SUTT, SKTT dan peralatan
listrik lainnya untuk menerima dan
menyalurkan tenaga listrik/daya
listrik. Berdasarkan jenis isolasi
busbar gardu induk dibagi menjadi :
5.1.1 .Jenis Isolasi Busbar
Gardu induk seperti ini sangat
hemat tempat sebab menggunakan
gas SF 6 sebagai isolasi antara
bagian yang bertegangan dan
ditempatkan
didalam
suatu
selubung besi. Sering disebut
Gardu Induk SF 6 atau disingkat
GIS.
5.1.2. Sistem Busbar (Rel)
Busbar atau rel adalah titik
pertemuan/hubungan
trafo-trafo
tenaga, SUTT, SKTT dan peralatan
listrik lainnya untuk menerima dan
menyalurkan tenaga listrik/daya
listrik. Berdasarkan busbar gardu
induk dibagi menjadi :
Gardu Induk dengan system
ring busbar adalah gardu induk
yang busbar berbentuk ring yaitu
semua
rel/busbar
yang
ada
tersambung satu sama lain dan
membentuk
seperti
ring/cicin,
seperti gambar 5.2
184
Gambar 5.2 sistem rel busbar
5.1.3. Gardu Induk dengan single
busbar.
Adalah gardu induk yang
mempunyai satu / single busbar .
pada umumnya gardu dengan
sistem ini adalah gardu induk
diujung atau akhir dari suatu
transmisi, seperti gambar 5.3
PMS
SEKSI
Rel A
Rel B
PMS Rel B
PMS Rel A
CT
PT
LA
TRAFO
Gambar 5.3. gardu induk single busbar
185
sistem ini karena sangat efektif
untuk mengurangi pemadaman
beban pada saat melakukan
perubahan
sistem
(maneuver
system).seperti gambar 5.4
5.1.4.Gardu Induk dengan double
busbar.
Adalah gardu induk yang
mempunyai dua / double busbar .
Sistem ini sangat umum, hampir
semua gardu induk menggunakan
Rel I
Rel II
PMS Rel
PMT KOPPEL
PMT PHT
CT
PMS Line
LA
PT
CT
CT
PT
LA
PT
LA
Gambar 5.4. gardu induk double busbar
5.1.5. Gardu Induk dengan satu
setengah / one half busbar
Adalah gardu induk yang
mempunyai dua / double busbar .
Gardu induk Pembangkitan dan
gardu induk yang sangat besar
menggunakan sistem ini karena
sangat
efektif
dalam
segi
operasional dan dapat mengurangi
pemadaman beban pada saat
melakukan
perubahan
sistem
(maneuver system). Sistem ini
menggunakan 3 buah PMT didalam
satu diagonal yang terpasang
secara seri, seperti gambar 5.5
186
REL A
PMT A1
PMT A2
CT
LA
PT
PMT AB2
PMT AB1
PMT B2
PMT B1
REL B
Gambar 5.5. gardu induk satu setengah CB
5.2. Arrester
Sambaran
petir
pada
koynduktor
hantaran
udara
merupakan suntikan muatan listrik.
Suntikan muatan ini menimbulkan
kenaikan tegangan pada jaringan,
sehingga pada jaringan timbul
kenaikan tegangan atau tegangan
lebih yang berbentuk gelombang
impulse dan merambat sepanjang
penghantar.
Jika tegangan lebih akibat surja
petir atau surja pemutusan tiba
digardu induk, maka tegangan lebih
tersebut akan merusak isolasi
peralatan gardu induk. Oleh sebab
itu perlu suatu alat yang melindungi
peralatan sebab tegangan lebih
187
akibat sambaran petir dan atau
surja pemutusan akan merusak
isolasi peralatan. Pelindung ini
dalam keadaan normal bersifat
isolasi dan jika terjadi tegangan
lebih
akan
berubah
menjadi
penghantar
dan
mengalirkan
muatan surja tsb ke tanah. Sistem
pentanahan harus dipisahkan dari
pentanahan untuk pentanahan dari
pengaman petir atau swtching.
Ligthning Arrester / LA yang
biasa di sebut Arrester, di Gardu
Induk berfungsi sebagai pengaman
instalasi (peralatan listrik pada
instalasi) dari gangguan tegangan
lebih
akibat
sambaran
petir
(ligthning Surge)
maupun oleh
surja hubung ( Switching Surge ).
5.3. Tranformator instrumen .
Untuk proses pengukuran digardu
induk
diperlukan
tranformator
instrumen. Tranformator instrumen
ini dibagi atas dua kelompok yaitu .
5.3.1. Tranformator Tegangan
Transformator tegangan adalah
trafo satu fasa yang menurunkan
tegangan tinggi menjadi tegangan
rendah yang dapat diukur dengan
Voltmeter yang berguna untuk
indikator, relai dan alat sinkronisasi.
Ada dua macam trafo tegangan
yaitu :
a. Tranformator tegangan
magnetik.
Tranformator ini pada umumnya
berkapasitas kecil yaitu antara 10 –
150 VA.
Faktor ratio dan sudut 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 belitan pengukuran,
biasanya dilengkapi lagi dengan
belitan tambahan yang digunakan
untuk mendeteksi arus gangguan
tanah. Belitan tambahan dari ketiga
trafo tegangan dihubungkan secara
serie seperti pada gambar :5.6
Vab
188
Gambar 5.6 Tranformator tegangan
Pembagi tegangan kapasitif dapat
Pada kondisi normal tidak
digambarkan
seperti
gambar
muncul tegangan pada terminal
dibawah ini.
Vab, tetapi jika terjadi gangguan
Oleh
pembagi
kapasitor,
tanah pada salah satu fasanya,
tegangan pada C2 atau tegangan
maka
tegangan
yang
tidak
primer trafo penengah V1 diperoleh
terganggu naik sebesar √3 dari
tegangan semula sehingga pada
dalam orde puluhan kV, umumnya
terminal Vab akan dibangkitkan
5, 10, 15 dan 20 kV. Kemudian oleh
tegangan sebesar 3 Vn. Tegangan
trafo magnetik tegangan primer
diturunkan
menjadi
tegangan
ini akan memberi penguatan pada
sekunder standar 100 atau 100√3
relai gangguan fasa ke tanah.
Volt. Jika terjadi tegangan lebih
Tegangan
pengenal
belitan
pada jaringan transmisi, tegangan
gangguan tanah baisanya dipilih
pada kapasitor C2 akan naik dan
sedemikian rupa sehingga saat
gangguan tanah Vab mencapai
dapat menimbulkan kerusakan
pada kapasitor tersebut. Untuk
harga yang sama dengan tegangan
mencegah
kerusakan
tersebut
sekunder fasa-fasa.
dipasang sela pelindung (SP). Sela
pelindung ini dihubung serie
b. Trafo Tegangan Kapasitip
dengan
resistor
R
untuk
Karena alasan ekonomis maka
membatasai
arus
saat
sela
tarfo
tegangan
menggunakan
pelindung bekerja untuk mencecah
pembagi
tegangan
dengan
efek feroresonansi
memnggunakan kapasitor sebagai
pengganti trafo tegangan induktif.
Vu
C1
R
C1
V2
V1
S
SP
HF
Z
Gambar 5. 7 Pemasangan Tranformator tegangan
189
Rancangan
trafo
tegangan
kapasitor adalah gulungan kertas
yang dibatasi oleh lembaran
aluminium yang merupakan bentuk
kapasitor
(dua
plat
paralel)
sehingga bentuknya 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 signyalnya
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
diingikan pada inti magnetik dan
belitan
sehingga
menimbulkan
panas yang akan mempengaruhi
hasil
penunjukan
tegangan.
Diperlukan elemen peredam yang
akan mengahsilkan tidak ada efek
terhadap
hasil
pengukuran
walaupun kejadian tersebut hanya
sesaat.
5.3.2. Tranformator arus.
Trafo arus digunakan untuk
pengukuran arus yang besarnya
ratusan amper lebih yang mengalir
pada jaringan tegangan tinggi. Jika
arus hendak diukur mengalir pada
tegangan rendah dan besarnya
dibawah
5
amper,
maka
pengukuran dapat dilakukan secara
langsung sedangkan arus yang
besar tadi harus dilakukan secara
tidak
langsung
dengan
menggunakan trafo arus sebutan
trafo pengukuran arus yang besar.
Disamping untuk pengukuran
arus, trafo arus juga dibutuhkan
untuk pengukuran daya dan energi,
pengukuran jarak jauh dan rele
proteksi. Kumparan primer trafo
arus dihubungkan secara serie
dengan jaringan atau peralatan
yang
akan
diukur
arusnya,
sedangkan kumparan sekunder
dihubungkan dengan peralatan
meter dan rele proteksi.
Trafo arus bekerja sebagai trafo
yang terhubung singkat. Kawasan
kerja trafo arus yang digunakan
untuk pengukuran biasanya 0,05
sampai 1,2 kali arus yang akan
diukur. Trafo arus untuk tujuan
proteksi baisanya harus mampu
bekerja lebih dari 10 kali arus
pengenalnya.
190
I2 : 1 – 5 A.
I1>>
inti
Kumparan
Primer.
Alat Ukur
Atau relai
Kumparan
Sekunder.
Gambar 5.8 Tranformator Arus
Prinsip kerja tansformator ini
sama dengan trafo daya satu fasa.
Jika
pada
kumparan
primer
mengalir arus I1, maka pada
kumparan primer akan timbul gaya
gerak magnet sebesar N1 I1. gaya
gerak magnet ini memproduksi fluks
pada inti. Fluks ini membangkitkan
gaya gerak listrik pada kumparan
sekunder. Jika kumparan sekunder
tertutup, maka pada kumparan
sekunder mengalir arus I2. arus ini
menimbulkan gaya gerak magnet
N2I2 pada kumparan sekunder.
Perbedaan utama trafo arus
dengan trafo daya adalah: jumlah
belitan primer sangat sedikit, tidak
lebih dari 5 belitan. Arus primer
tidak mempengaruhi beban yang
terhubung
pada
kumparan
sekundernya, karena arus primer
ditentukan oleh arus pada jaringan
yang diukur. semua beban pada
kumparan sekunder dihubungkan
serie. terminal sekunder trafo tidak
boleh terbuka, oleh karena itu
terminal kumparan sekunder harus
dihubungkan dengan beban atau
dihubung singkat jika bebannya
belum dihubungkan.
5.3.3. TRANSFORMATOR BANTU
(AUXILLIARY)
Transformator bantu adalah
trafo
yang
digunakan
untuk
membantu beroperasinya secara
keseluruhan gardu induk tersebut.
Jadi merupakan pasokan utama
untuk alat-alat bantu seperti motormotor 3 fasa yang digunakan
sebagai motor pompa sirkulasi
minyak trafo beserta motor-motor
kipas pendingin. Yang paling
penting adalah sebagai pasokan
sumber tenaga cadangan seperti
sumber DC yang merupakan
sumber utama jika terjadi gangguan
dan sebagai pasokan tenaga untuk
proteksi sehingga proteksi tetap
bekerja
walaupun
tidak
ada
pasokan arus AC.
Transformator bantu sering
disebut sebagai trafo pemakaian
191
sendiri sebab selain fungsi utama
sebagai pemasuk alat-alat bantu
dan sumber/penyimpan arus DC
(baterai) juga digunakan untuk
penerangan, sumber untuk sistim
sirkulasi pada ruang baterai,
sumber
pengggerak
mesin
pendingin (Air Conditioner) karena
beberapa
proteksi
yang
menggunakan
elektronika/digital
diperlukan temperatur ruangan
dengan temperatur antara 20ºC 28ºC.
Untuk
mengopimalkan
pembagian sumber tenaga dari
transformator
bantu
adalah
pembagian beban yang masingmasing mempunyai proteksi sesuai
dengan
kapasitasnya
masingmasing. Juga diperlukan pembagi
sumber DC untuk kesetiap fungsi
dan bay yang menggunakan
sumber DC sebagai penggerak
utamanya. Untuk itu disetiap gardu
induk tersedia panel distribusi AC
dan DC.
5.3.4. Indikasi Unjuk kerja transformator ukur
Untuk mengetahui Indikasi Unjuk kerja transformator ukur dapat dilihat
pada tabel 5.1
Tabel 5.1 Indikasi Unjuk kerja transformator ukur
Indikasi
keterangan
Indikasi ini menunjukan bahwa saklar tegangan
VTBO (Voltage
dari VT trip,dan kontak bantunya mengirim sinyal
transformer breaker
ke panel kontrol VTBO (Voltage transformer
open)
breaker open) dan bel berbunyi
MCB PT failure,
Indikasi ini menunjukan bahwa saklar tegangan
dari VT trip,dan kontak bantunya mengirim sinyal
ke panel kontrol MCB VT failure,dan bel berbunyi
Keteraturan stranded
Rusaknya uliran stranded konduktor akan
konduktor/ kawat
menyebabkan
korona
&
ketidakteraturan
terpasang.
distribusi arus listrik yang mengalir pada lokasi
tersebut. Efek korona akan menyebabkan
timbulnya
ionisasi
udara
sekitar
yang
menghasilkan gas yang bersifat elektrolis.
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kondisi keteraturan stranded konduktornya
adalah dengan pemeriksaan visual secara
langsung dengan mata telanjang atau dengan
teropong.
Ketahanan tegangan
Pada kondisi tertentu, polutan tersebut akan
string set/post
menyebabkan flash over dipermukaan insulator
insulator pemegang
dari sisi konduktor phasa ke ground. Polutan ada
konduktor
yang bersifat isolator & konduktor/semi
konduktor. Pada polutan yang bersifat isolator,
terkadang secara fisik terlihat nyata/kotor (misal
polutan semen) akan tetapi pada polutan jenis ini
pengaruhnya terhadap ketahanan tegangan
192
Kesiapan peralatan
yang tersambung
langsung dengan busbar.
Kekuatan sistem
isolasi bus-bar GIS.
Kekuatan mekanik &
elektrik Clamp-clamp
konduktor & peralatan
insulator hanya signifikan pada kondisi
basah/hujan dan permukaan polutan membentuk
alur air/embun yang tidak terputus.
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bas-bar terhadap
pengaruh polutan yang menempel pada
permukaan
insulatornya
adalah
dengan
pengamatan visual & pendengaran. Pada kondisi
malam/dini hari jika sudah terjadi bunyi hizing
yang keras akibat korona dan sesekali sudah
terjadi partial discharge/loncatan bunga api
secara bergantian merata di seluruh permukaan
keping/sirip insulator terpasang, maka bus-bar
secara teknis tidak laik lagi untuk dioperasikan
dan harus sesegera mungkin dilaksanakan
pembersihan permukaan insulatornya.
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kesiapan peralatan yang tersambung langsung
denganya adalah sesuai dengan deteksi unjuk
kerja masing-masing peralatan terpasang (PMS
bus bay Pht/trf, PMS/PMT/CT Bay Couple daan
CVT/PT).
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kondisi sistem isolasinya pada GIS adalah
dengan pembacaan tekanan Gas SF6 pada
density monitor yang terpasang pada masing
masing kompartemen (dibandingkan dengan
acuan standart manual operasinya).
pemuaian clamp & konduktor atau clamp dengan
terminal peralatan akibat pembebanan lebih
sesaat/arus gangguan sesaat pada kondisi
tertentu akan menurunkan/ menghilangkan
kekuatan elektriknya yang selanjutnya akan
menyebabkan kegagalan kekuatan mekaniknya
(PG Clamp/T Clamp sambungan bus-bar ke PMS
melorot/lepas dll)
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kondisi kekuatan elektrik clamp-camp konduktor
& peralatan adalah dengan pemeriksaan visual
secara langsung pada malam hari (lampu
penerangan switch yard dipadamkan) atau
berdasarkan hasil deteksi dengan peralatan
thermovision. Sedangkaan kondisi kekuatan
mekanik clamp-clamp dapat diperiksa secara
visual pada siang hari dengan memakai teropong
atau mata telanjang.
193
Kekuatan mekanik &
elektrik clamp
grounding serandang
bus-bar.
Hilangnya kekuatan elektrik & mekanik clamp
grounding serandang bus-bar (akibat korosi,
kawat terlepas dari sepatunya dll) akan sangat
berbahaya terhadap keselamatan personil.
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kondisi kekuatan elektrik & mekanik clamp
grounding serandang bus-bar adalah dengan
pemeriksaan visual secara langsung.
Kekuatan kawat tanah Menurunnya kekuatan kawat tanah & clampnya
& clamp pengikatnya. biasanya disebabkan oleh korosi. Kondisi
tersebut sangat rawan putus baik akibat terpaan
angin atau pada saat kawat tersebut teraliri
rambatan gelombang/arus petir.
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bus-bar terhadap
kondisi kekuatan kawat tanah & clamp
pengikatnya adalah dengan pemeriksaan visual
secara langsung dengan mata telanjang atau
dengan teropong.
Area Bus-bar terbebas Area bus-bar harus terbebas dari benda-benda
dari benda-benda
asing baik yang bersifat konduktor (layangasing
layang dengan benang terbuat kawat tembaga
dll) atau yang bersifat isolator (layang-layang
dengan benang nylon/plastik/katun, terpal plastik
dll). Pada kondisi normal kemungkinan benda
asing
yang
bersifat
konduktor
tidak
membahayakan (hanya menempel di ujung
serandang post),
Deteksi unjuk kerja kesiapan Bas-bar terhadap
terbebasnya dari benda benda asing adalah
dengan pengamatan visual secara langsung
dengan mata telanjang.
5.4. Pemisah
Pemisah adalah suatu alat
untuk memisahkan tegangan pada
peralatan instalasi tegangan tinggi.
Ada dua macam fungsi PMS, yaitu :
- Pemisah Tanah (Pisau
Pentanahan ) ;
Berfungsi untuk menghilangkan/
mentanahkan tegangan induksi .
- Pemisah Peralatan ;
Berfungsi untuk mengisolasikan
peralatan listrik dari peralatan lain
atau
instalasi
lain
yang
bertegangan.
Pms ini boleh
dibuka atau ditutup hanya pada
rangkaian yang tidak berbeban.
194
Gambar 5. 9 Pemisah.
Parameter PMS yang harus
diperhatikan adalah :
- Kemampuan mengalirkan arus
(Arus Nominal = Ampere )
- Kemampuan mengalirkan arus
ditentukan
oleh
besarnya
penampang
dua
batang
kontaktor,
dengan
demikian
permukaan sentuh dari keduanya
sangat
menentukan.
Apabila
sebagian
permukaan
kontak
terdapat kotoran (berkarat) akan
sangat mempengaruhi luasnya
penampang dan dalam batas
tertentu kontaktor akan menjadi
panas.
- Kemampuan tegangan ( Rating
Tegangan = kV )
- Tegangan operasi PMS dapat
dilihat dari kekuatan isolasinya.
Semakin tinggi tegangan akan
semakin panjang/tinggi isolator
penyangga yang dipergunakan.
- Kemampuan
menahan
Arus
Hubung Singkat ( kA : Kilo
Ampere )
Apabila terjadi hubung singkat,
dimana
arus
hubung-singkat
berlipat kali arus nominalnya, dalam
waktu singkat ( detik ) PMS harus
mampu menahan dalam batas yang
diijinkan.
Besaran parameter tersebut
dapat dibaca pada name plat yang
terpasang pada PMS.
Disamping itu parameter yang
berkaitan
dengan
mekanik
penggerak adalah :
- Tekanan udara kompresor (bila
menggunakan tenaga penggerak
pneumatik )
- Tekanan minyak hydrolik (bila
menggunakan tenaga penggerak
hydrolik ).
Menurut gerakan lengannya,
pemisah dapat dibedakan menjadi :
5.4.1. Pemisah Engsel
Dimana
pemisah
tersebut
gerakannya seperti engsel
PMS ini biasa dipakai untuk
tegangan menengah (20 kV, 6 kV )
5.4.2. Pemisah Putar
Dimana terdapat 2(dua) buah
kontak diam dan 2(dua) buah
kontak gerak yang dapat berputar
pada sumbunya.
5.4.3. Pemisah Siku.
Pemisah ini tidak mempunyai
kontak diam, hanya terdapat 2(dua)
kontak gerak yang gerakannya
mempunyai sudut 90°.
195
Dua kontak gerak
Mekanik penggerak
Tenaga penggerak PMS PMS ini dapat
dari motor maupun pneumatik (tekanan udara )
dan dapat dioperasikan dari panel kontrol.
Gambar 5. 10 Pemisah Siku
5.4.4. Pemisah Luncur.
PMS ini gerakan kontaknya keatas-kebawah ( vertikal) atau kesamping
(mendatar) Banyak dioperasikan pada instalasi 20 kV. Pada PMT 20 kV type
draw-out setelah posisi Off dan dilepas/dikeluarkan dari Cubicle maka pisau
kontaktor penghubung dengan Busbar adalah berfungsi sebagai PMS.
Kontaktor berfungsi sebagai PMS
Tabung PMT
Untuk keperluan pemeliharaan,
PMT ini dapat dikeluarkan dari
kubikel/sel 20 kV dengan
cara menarik keluar secara manual
(draw-out).
Gambar 5. 11 Pemisah Luncur
Selesai pemeliharaan, PMT dapat
dimasukkan kem-bali ( draw-in )
dan pada posisi tertentu kontaktor
(berfungsi PMS) akan
berhubungan langsung dengan
Busbar 20 kV. Namun harus
dipastikan terlebih dulu sebelumnya
bahwa PMT dalam posisi Off.
196
PMT 20 kV draw-out
Pemisah Pantograph.
PMS ini mempunyai kontak diam yang terletak pada rel dan kontak gerak yang
terletak pada ujung lengan pantograph. Jenis ini banyak dioperasikan pada
sistem tegangan 500 kV.
PMS 500 kV posisi masuk (On)
PMS 500 kV posisi lepas (Off)
Lengan
pantograph
Gambar 5. 12 Pemutus
Tenaga penggerak PMS.
Jenis tenaga penggerak PMS dapat dibedakan :
Secara Manual
Pengoperasian PMS ini (mengeluarkan / memasukkan) secara manual dengan
memutar/menggerakkan lengan yang sudah terpasang permanen.
PMS 150 kV posisi masuk
Tenaga penggerak dengan motor
Motor penggerak ini terpasang pada box mekanik dimana box harus
dalam keadaan bersih. Secara periodik dilakukan pemeliharaan kebersihan
pada terminal kabel wiring, kontaktor-kontaktor dan dilakukan pelumasan pada
poros/roda gigi. Pintu box harus tertutup rapat agar semut atau binatang kecil
lainnya tidak bisa masuk kedalamnya.
197
Motor penggerak mekanik
Gambar 5. 13. Mekanik PMS dengan penggerak motor
Tenaga penggerak pneumatik (tekanan udara)
Tekan udara dapat diperoleh dari kompresor udara sentral yang terpasang
dalam rumah kompresor.
Silinder udara penggerak
mekanik
Gambar 5. 14. Mekanik PMS tekanan udara
melekat dengan normal. Untuk itu
Indikasi Unjuk Kerja.
diperlukan pemeriksaan secara
Dalam pengoperasian PMS
visual (pandangan mata) yang
terutama pada saat memasukkan,
menyatakan
kepastian
bahwa
yang harus diperhatikan adalah
kedua kontaktor sudah melekat
posisi melekatnya kontak gerak
sempurna.
dengan kontak diam. Ada kalanya
terjadi bahwa bila PMS tersebut
Untuk mempertahankan unjuk
dioperasikan secara remote dari
kerjanya yang optimal, PMS secara
panel kontrol, lampu indikator
periodik
tahunan
dilakukan
sudah menyatakan masuk (lampu
pemeliharaan bersamaan dengan
menyala merah) namon kondisi
pemeliharaan
peralatan
yang
diluar kedua kontaktor belum
terpasang dalam satu bay.
198
Dalam
pemeliharaan
dilaksanakan pembersihan pada
kontaktor
dari
kotoran-kotoran
(karat) dan setelah itu diberikan
pelumasan (greese). Pelumasan
juga diberikan pada peralatan
mekanik PMS yang terdapat rodagigi, tuas dsb.
5.5. Pemutus Tenaga.
Pemutus tenaga adalah alat
yang terpasang di Gardu Induk
yang
berfungsi
untuk
menghubungkan
dan memutus
arus beban atau arus gangguan.
Pada waktu menghubungkan
atau memutus beban akan terjadi
tegangan recovery yaitu suatu
fenomena tegangan lebih dan busur
api.
Jenis media pemadam busur
api pada pemutus tenaga yaitu :
Gas, vaccum,minyak dan udara.
- PMT jenis gas ,menggunakan gas
SF6 (hexafluoride)
- Sifat-sifat gas SF 6: tidak berbau,
tidak berwarna,tidak beracun
- Sifat gas SF 6 sebagai bahan
pemadam busur : cepat kembali
sebagai dielektrik,Tidak terjadi
karbon selama terjadi busur,tidak
mudah
terbakar
thermal
conductivitnya yang baik, tidak
menimbulkan bunyi berisik.
5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus
Tenaga
Pemadaman busur api listrik
saat
pemutusan
atau
penghubungan arus beban atau
arus gangguan dapat dilakukan
oleh beberapa macam bahan, yaitu
diantaranya : Gas, Udara, Minyak
atau
dengan
(Vacum).
hampa
udara
PMT dengan media pemutus
dengan Gas. Media gas yang
digunakan pada tipe PMT ini adalah
Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride).
Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak
berwarna, tidak berbau, tidak
beracun dan tidak mudah terbakar.
Pada temperatur diatas 150 o C
gas SF6 mempunyai sifat tidak
merusak
metal,
plastik
dan
bermacam-macam bahan yang
umumnya
digunakan
dalam
pemutus tenaga tegangan tinggi.
Sebagai isolasi listrik, gas SF6
mempunyai kekuatan dielektrik
yang tinggi ( 2,35 kali udara ) dan
kekuatan dielektrik ini bertambah
dengan pertambahan tekanan.
Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu
mengembalikan kekuatan dielektrik
dengan .
Pada masa lalu PMT dengan
media pemutus menggunakan SF6
ada 2 tipe, yaitu :
- Tipe tekanan ganda ( Double
Pressure Type ), dimana pada
saat ini sudah tidak diproduksi
lagi.
- Pada tipe tekanan ganda, gas
dari
sistem
tekanan
tinggi
dialirkan melalui nozzle ke gas
sistem tekanan rendah selama
pemutusan busur api.
- Pada sistem gas tekanan tinggi
tekanan gas ± 12 kg/cm2 dan
pada sistem gas tekanan rendah,
tekanan gas ± 2 kg/cm2.
- Gas pada sistem tekanan rendah
kemudian dipompakan kembali ke
sistem tekanan tinggi. cepat,
setelah arus bunga api listrik
melalui titik nol.
199
GAMBAR 5.15 PMT Dengan Gas SF6 Bertangki Ganda
Satu Katup PMT Dengan Gas SF6 Bertangki Ganda Dalam Tanki Tertutup
Keterangan :
Sambungan terminal-terminal (Connection Terminals).
Isolator-isolator atas (Upper Insulators).
Jalan masuknya gas SF6 : 14 kg/cm2 ( SF6 inlet 14 kg/cm2 ).
Jalan keluarnya gas SF6 : 2 kg/cm2 ( SF6 outlet 2 kg/cm2 ).
Tipe tekanan tunggal ( single pressure type ).
Pada PMT tipe tekanan tunggal, PMT diisi dengan gas SF 6 dengan
tekanan kira-kira 5 kg/ cm2. Selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6
ditekan kedalam suatu tabung/cylinder yang menempel pada kontak
bergerak. Pada waktu pemutusan gas SF6 ditekan melalui nozzle dan
tiupan ini yang mematikan busur api.
200
GAMBAR 5.16 PMT Satu Katup 245 kV dengan Gas SF6
PMT Satu Katup 245 kV dengan Gas SF6
Keterangan :
1. Mekanisme penggerak ( operating mechanism ).
2. Pemutus ( Interupter )
3. Isolator penyangga dari porselen rongga (hollow support insulator
porcelen ).
4. Batang penggerak berisolasi glass Fibre (Fibre Glass Insulating Operating
Rod ).
5. Penyambung diantara no. 4 dan no. 12 ( Linkages Between 4 and 12 ).
6. Terminal - terminal.
7. Saringan ( filters ).
8. Silinder bergerak ( movable cylinder ).
9. Torak tetap ( fixed piston ).
10. Kontak tetap ( Fixed contact ).
tinggi dihembuskan ke busur api
5.5.2. PMT dengan Media
melalui
nozzle
pada
kontak
pemutus menggunakan
pemisah ionisasi media antara
udara;
kontak dipadamkan oleh hembusan
udara. Setelah pemadaman busur
PMT ini menggunakan udara
api dengan udara tekanan tinggi,
sebagai pemutus busur api dengan
udara ini juga berfungsi mencegah
menghembuskan udara ke ruang
restriking voltage (tegangan pukul ).
pemutus. PMT ini disebut PMT
Kontak PMT ditempatkan didalam
Udara Hembus ( Air Blast Circuit
isolator, dan juga katup hembusan
Breaker ) Pada
PMT udara
udara.
hembus ( juga disebut compressed
air circuit breaker), udara tekanan
201
Gambar 5.17 : PMT Udara Hembus
Gambar 5.18 : Ruangan Pemadam Busur Api Ganda Pada
Pmt Udara Hembus
202
Keterangan Gambar 5.17. dan 5.18
1. Tangki persediaan udara dari plat
baja.
2. Isolator berongga dari steatite/
porselin.
3. Ruangan pemadam busur api
ganda
4. Mekanis penggerak pneumatik.
5. Batang penggerak dari baja.
6. Katup pneumatik
7. Kontak tetap dari tembaga
8. Kontakbergerak dari tembaga
9. Terminal dari tembaga atau perak
10. Pegas penekan dari campuran
baja
11. Pelepas udara keluar adalah:
12. Tanduk busur api dari tembaga
13. Unit tahanan
14. Penutup dari porslain
15. Saluran
Pada PMT kapasitas kecil
isolator ini merupakan satu kesatuan
dengan
PMTnya
tetapi
untuk
kapasitas besar tidak demikian
halnya.
Bagian – Bagian Utama dari
PMT Udara Hembus ( Air Blast
Circuit Breaker ) untuk kapasitas
besar seperti gambar 5-19.
Gambar 5.19 : Ruangan Pemadam Busur Api Ganda Pada Pmt Udara Hembus
Bagian – Bagian PMT Udara Hembus
Keterangan :
1. Ruangan pemutus tenaga (circuit breaker compartment).
2. Kontak – Kontak (contact).
3. Pengatur Busur Api (arc control device).
4. Bagian penyangga( supporting compartment.
5. Katub hembus dan katub pembuangan (blast valve and exhaust valve).
6. Tangki (tank).
7. Mekanisme penggerak (operating mechanism).
8. Sistem udara tekan (comppressed air system).
203
5.5.3. PMT dengan Hampa Udara
(Vacuum Circuit Breaker )
Kontak-kontak pemutus dari
PMT ini terdiri dari kontak tetap dan
kontak bergerak yang ditempatkan
dalam ruang hampa udara. Ruang
hampa udara ini mempunyai
kekuatan
dielektrik
(dielektrik
strength) yang tinggi dan sebagai
media pemadam busur api yang
baik.
PMT jenis vacuum kebanyakan
digunakan
untuk
tegangan
menengah dan hingga saat ini
masih
dalam
pengembangan
sampai tegangan 36 kV.
Jarak (gap) antara kedua
katoda adalah 1 cm untuk 15 kV
dan bertambah 0,2 cm setiap
kenaikan tegangan 3 kV. Untuk
pemutus vacuum tegangan tinggi,
digunakan PMT jenis ini dengan
dihubungkan secara serie.
Ruang kontak utama (breaking
chambers) dibuat dari bahan antara
lain porcelain, kaca atau plat baja
yang kedap udara. Ruang kontak
utamanya tidak dapat dipelihara
dan umur kontak utama sekitar 20
tahun.
Karena
kemampuan
ketegangan dielektrikum yang tinggi
maka bentuk pisik PMT jenis ini
relatip kecil.
Gambar 5.20 PMT dengan Hampa Udara
204
Gambar 5.21 Pemutus dan PMT hampa udara
Pemutus dan PMT hampa udara
Keterangan gambar 5.21 :
1. Plat-plat penahan – bukan bahan magnet
2. Rumah pemutus dari bahan berisolasi
3. Pelindung dari embun uap
4. Kontak bergerak
5. Kontak tetap
6. Penghembus dari bahan logam
7. Tutup alat penghembus
8. Ujung kontak
Kurva uji tegangan untuk mengetahui arus bocor pada breaking chamber
PMT Vacuum.
kV
30
1
0
1
3
t.[=sec ]
Arus bocor yang diijinkan ( HITACHI ) adalah = ≤ 1 mili Ampere.
Gambar 5.22 Kurva uji tegangan
205
Gambar 5.23. Sketsa ruang kontak utama (breaking chambers) PMT jenis
vaccum.
5.5.4. PMT dengan Media
pemutus menggunakan
Minyak.
Pemutus
tenaga
(circuit
breaker) jenis minyak adalah suatu
pemutus tenaga atau pemutus arus
menggunakan
minyak
sebagai
pemadam busur api listrik yang
timbul pada waktu memutus arus
listrik. Jenis pemutus minyak dapat
dibedakan menurut banyak dan
sedikit minyak yang digunakan
pada ruang pemutusan yaitu :
pemutus menggunakan banyak
minyak (bulk oil) dan menggunakan
sedikit minyak (small oil). Pemutus
minyak digunakan mulai dari
tegangan menengah 20 kV sampai
tegangan ekstra tinggi 425 kV
dengan arus nominal 400 A sampai
1250 A dengan arus pemutusan
simetris 12 kA sampai 50 kA.
Pada
PMT
ini
minyak
berfungsi
sebagai
perendam
loncatan bunga api listrik selama
pemutusan
kontak-kontak
dan
bahan isolasi antara bagian-bagian
yang bertegangan dengan badan.
PMT dengan media pemutus
menggunakan banyak minyak (bulk
oil). PMT tipe ini ada yang
mempunyai alat pembatas busur
api listrik dan ada pula yang yang
tidak memakai seperti terlihat pada
gambar 5.24 dan 5.25.
206
gambar 5.24
PMT dengan Banyak
Menggunakan Minyak (Plain
Break Bulk Oil Circuit Breaker)
gambar 5.25
PMT Banyak Menggunakan
Minyak Dengan Pengatur Busur
Api (Bulk Oil Circuit Breaker With
Arc Control Device)
Keterangan gambar 5.24 dan 5.25 :
1. Tangki
2. Minyak dielektrik
3. Kontak yang bergerak
4. Gas yang terbentuk oleh dekomposisi minyak dielektrik ( hydrogen 70 % )
5. Alat pembatas busur api listrik
6. Kontak tetap
7. Batang penegang ( dari fiberglass )
8. Konduktor dari tembaga
9. Bushing terisi minyak atau tipe kapasitor
10.Konduktor ( tembaga berlapis perak )
11.Inti busur api listrik
12.Gas hasil ionisasi
13.Gelembung-gelembung gas
5.5. 5. PMT dengan Sedikit
Minyak (Low Oil Content
Circuit Breaker)
bertegangan digunakan porselen
atau material isolasi dari jenis
organik.
PMT dengan sedikit minyak ini,
minyak
hanya
dipergunakan
sebagai perendam loncatan bunga
api, sedangkan sebagai bahan
isolasi dari bagian-bagian yang
Pemutusan arus dilakukan
dibagian dalam dari pemutus.
Pemutus ini dimasukkan dalam
tabung yang terbuat dari bahan
isolasi. Diantara bagian pemutus
207
dan tabung diisi minyak yang
berfungsi
untuk
memadamkan
busur api waktu pemutusan.
Gambar potongan PMT tipe ini
dapat dilihat pada gambar 4.26
dibawah ini.
Keterangan :
1. Kontak tetap
2. Kontak bergerak
3. Ruangan pemutus aliran
4. Ruangan penyangga
5. Ruangan atas ( puncak )
6. Alat pemadam busur api
7. Kontak tetap
8. Penutup dari kertas bakelit
9. Batang penggerak
10.Katup pelalu
11.Terminal
12.Katup pembantu
13.Lobang gas
Gambar 5.26 PMT Sedikit Menggunakan Minyak
Pada jaringan PLN (persero)
P3B dijumpai beberapa merk dan
tipe pemutus minyak yaitu: Alsthom,
Asea, Magrini, Galileo, Merlin Gerin
dan Westinghouse. Pada prinsipnya
pemutus minyak tersebut sama
namun
pada
bahasan
ini
dikemukakan pemutus minyak merk
ASEA tipe HLR yang sekarang
masih
banyak
dioperasikan
diwilayah kerja PLN P3B.
1. Fungsi Minyak Isolasi
Ketika
kontak
yang
menyalurkan
arus
terpisah
didalam kompartemen yang berisi
minyak,
panas
menyebabkan
penguraian minyak. Gas-gas yang
terbentuk
karena
penguraian
(decomposition),
menyebabkan
tahanan bertambah. Tekanan yang
dibangkitkan oleh gas ,dipengaruhi
oleh desain pengendali busur api
(Arc control device), kecepatan
kontak bergerak dan energi oleh
busur api tersebut. Gas yang
mengalir pada daerah kontak akan
didinginkan dan dipecah. Kontak
akan diisi minyak yang dingin pada
waktu arus melalui titik nol.
Pengendali
busur
api
didasarkan pada prinsip axial flow /
cross flow. Axial flow untuk arus
sampai 15 kA dan cross flow > 25
kA.
Panas
dari
busur
api
menyebabkan penguraian minyak
dan hasil dari penguraian adalah
gas hidrogen dan gas lain misalnya
Acytilene. Gas yang dihasilkan
didalam ruang control menaikan
tahanan. Gas yang dihasilkan pada
208
ruang penahanan busur adalah
fungsi dari panas busur api, waktu
busur sebagai fungsi dari langkah
kontak.
Pada waktu gelombang arus
menuju nol, diameter busur api
adalah kecil, dan gas yang mengalir
akan dapat memadamkan busur,
pemutusan busur api berhenti,
membangkitkan gas dan aliran
minyak.
5.6. Jenis Penggerak Pemutus
Tenaga
5.6.1. Mekanik Jenis Spering.
Mekanis
penggerak
PMT
dengan
menggunakan
pegas
(spring) terdiri dari 2 macam :
Pegas pilin ( helical spring )
Pegas gulung ( scroll spring )
Proses
pengisian
pegas
(Spring charger )
Biasanya untuk penggerak
pengisian pegas PMT dilengkapi
motor penggerak (7) Motor akan
menggerakkan roda pengisi (5)
pada batang pegas melalui (13)
roda perantara yang dihubungkan
dengan dua buah rantai.
Berputarnya roda pengisi (5),
mengakibatkan pegas penutup (3)
menjadi terisi (meregang). Pada
saat pegas penutup (3) terisi
(meregang)
pada
batas
maximumnya, maka motor (7) akan
berhenti.
Untuk meregangkan pegas
penutup ini juga dapat dilakukan
dengan cara manual
menggunakan engkol (6).
dengan
Proses penutupan PMT(Closing
of Breaker). Dengan diberinya arus
penguat pada kumparan penutup
(16)_ atau dengan menekan “push
button”, maka hubungan antara
lengan interlock (1) dan pawl (2)
akan terlepas, sehingga batang
pegas (13) juga akan terlepas dan
pegas
penutup
(3)
menjadi
mengendor.
Penghubung (12) pada batang
pegas (13) menggerakkan pawl
(11) sehingga berputar sepanjang
sektor penunjang (14) dengan
sudut 120o dan menutup PMT
melalui batang pemutus tenaga
(15). Dan bersamaan dengan itu
pegas pen-trip (4) akan terisi,
kemudian secara otomatis motor (7)
akan menggerakkan roda pengisi
(5)
kembali
untuk
tenaga
pemasukkan selanjutnya.
Proses
pembukaan
PMT
(Tripping of Breaker). Dengan
diberinya arus penguatan pada
kumparan tripping (8) atau dengan
“push botton” akan melepas
hubungan antara tuas pengunci (9)
dan sektor penunjang (14) dan
akhirnya masuk ke dalam alur stop
groove (10). Pawl (11) didorong
oleh sektor penunjang (14) dan
menyebabkan terlepasnya pegas
pen-trip (4), menggerakkan batang
PMT (15) sehingga PMT trip dan
sektor penunjang (14) kembali pada
posisi semula.
209
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Gambar : 5.27 Mekanik PMT dengan sistem pegas pilin
Keterangan Gambar : 5.27
Lengan interlock (interlocking arm) 9. Lengan interlock Interlocking arm)
10. Alur pemberhentian (Stop groove)
Pawl
11. Pawl
Pegas penutup (closing spring)
12. Penghubung (cam)
Pegas pembuka (tripping spring)
13. Batang pegas (spring shaft)
Roda pengisi (charging whell)
14. Sektor penunjang (guiding sector)
Engkol (crank)
15. Batang PMT (circuit breaker shaft)
Motor (electric motor)
16. Kumparan penutup (closing coil)
Kumparan pembuka (triping coil)
Jika rumah pegas penutup (2)
berputar 360o , maka pegas
penutup (1) akan terputar penuh,
dan selanjutnya sakelar pembatas
putaran motor (30) secara otomatis
akan memutuskan aliran listrik ke
motor. Sakelar pembatas putaran
motor (30) ini dikerjakan oleh tuas
pemindah
(21)
dan
sistem
gabungan dari bingkai penggulung
pemindah (22) yang terpasang
pada rumah pegas penutup (2).
Pegas penutup (1) dapat juga
digerakkan secara manual dengan
menggunakankan
engkol
(25)
searah jarum jam. Penghubung
interlock (19) mencegah putaran
lebih lanjut dari engkol (25) jika
pegas penutup (1) telah berputar
penuh.
Penunjuk
posisi
pegas
penutupan
(27)
akan
memungkinkan
kita
untuk
mengetahui apakah penutup (1)
terputar
atau
tidak,
dimana
digerakkan oleh batang (20) yang
dihubungkan ke tuas pemindah
(21).
Proses
penutupan
PMT
(Closing of Breaker). Bila kumparan
penutup (16) mendapat impulse
listrik, maka bagian penahan (4)
akan terlepas atau dapat juga
dilepaskan dengan menggunakan
tuas pembuka penutupan (24).
210
Batang pegas penutup (3) akan
berputar searah jarum jam melalui
sudut 360o karena gaya terlepasnya
pegas penutupan (1) dan akan
bertumpu lagi dengan gigi jentera
penutup (7).
melalui kopling pergeseran (5)
meredam torsi dan energi yang
berlebihan. Sekarang penunjuk
posisi PMT (28) menunjukkan “ON”
(closed) dan pegas penutup tidak
berputar.
Penghubung
(8)
yang
disambungkan ke bagian penahan
(4) menumbuk bingkai penggulung
(10) pada tuas bingkai penggulung
(11) dan menyebabkan berputarnya
batang penggerak (12) melalui
sudut 60o ke posisi “ON” (I), artinya
sampai tuas penggulung (11)
berputar melalui grendel pen-trip
(15) yang menjaga tuas bingkai
penggulung (11) tersebut jangan
sampai kembali lagi.
Proses
pembukaan
PMT
(Tripping of Breaker) Dengan
diberikannya arus penguatan pada
kumparan pen-trip (14) maka tuas
bingkai penggulung (11) akan
melepas atau digerakkan oleh tuas
pembuka pen-trip (23) melalui
grendel pen-trip (15), sehingga
batang penggerak (12) akan
berputar (karena gaya pegas pentrip yang dipasang pada base) kirakira 60o dan akan kembali ke posisi
“OFF” (0)
Roda
berat
(6)
yang
tersambung ke bagian penahan (4)
Gambar: 5.28 Mekanik PMT dengan sistem pegas gulung
211
Keterangan Gambar:
1. Pegas penutup (closing coil)
2. Rumah pegas penutup (closing spring housing)
3. Batang pegas penutup (closing spring shaft)
4. Bagian penahan (drag-piece)
5. Kopling pergeseran (fraction clutch)
6. Roda berat (flywheel)
7. Gigi jentera penutup (closing sprocket)
8. Penghubung (cam)
9. Bagian interlock (interlocking segment)
10. Bingkai penggulung (roller)
11. Tuas bingkai penggulung (roller lever)
12. Batang penggerak (operating shaft)
13. Roda gigi reduksi (reduction gear)
14. Kumparan pen-trip (trip magnet/tripping coil)
15. Grandel pen-trip (trip latch)
16. Kumparan penutup (closing magnet/closing coil)
17. Roda gigi reduksi (reduction gear)
19. Motor penggulung pegas (spring winding motor)
21. Penghubung interlock (interlocking cam)
22. Batang (shaft)
23. Tuas pemindah (change-over lever)
24. Bingkai penggulung pemindah (change-over roller)
25. Tuas pembuka pen-trip (trip release lever)
26. Tuas pembuka penutup (closing release lever)
27. Engkol (crank)
28. Roda gigi reduksi (reduction gear)
29. Penunjuk posisi pegas penutup (closing spring position indicator dial)
30. Penunjuk posisi (breaker position indicator dial)
31. Penghubung (link)
32. Sakelar pembatas putaran (motor run limit switch)
33. Sakelar pembantu (auxiliary switch)
34. Penghubung ke sakelar pembantu (linkage for auxiliary switch)
5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik
1. Penggerak mekanik hydraulic
Penggerak
mekanik
PMT
hydraulic
adalah
rangkaian
gabungan dari beberapa komponen
mekanik,elektrik dan hydraulic oil
yang dirangkai sedemikian rupa
sehingga dapat berfungsi sebagai
penggerak untuk membuka dan
menutup PMT. Sebagai gambaran
dasar dapat dilihat pada gambar A
dan gambar B.
Prinsip
kerja
penggerak
mekanik hydraulic PMT FX 12 dan
FX 22 buatan GEC ALSTHOM
adalah sebagai berikut : Energi
yang dihasilkan dengan bantuan
media minyak hydraulic bertekanan
dan berstabilitas tinggi.
Sebuah pompa akan memompa
minyal hydraulic dan dimasukan
212
kedalam akumulator (1) , dimana di
dalam tabung akumulator terdapat
gas N2 yang berfungsi sebagai
stabilisasi. Pilot valve solenoid
meneruskan minyak menuju valve
utama dan dari sini akan menuju
tabung actuator ( hydraulic RAM
(3) ) dan mendorong piston (2)
kearah atas , maka moving kontak
(5) akan masuk.
Diagram fungsi hydraulic tipe
FX 12 / FX 22. Peralatan seperti
tersebut diatas dapat berfungsi
baik, jika dilakukan pemeliharaan
secara rutin sesuai prosedur yang
telah
ditentukan
oleh
pabrik
pembuatnya.
Penyimpangan fungsi peralatan
terhadap standard yang dikeluarkan
pabrik pembuat PMT, dapat
dimonitor dengan cara melakukan
pengujian / pengukuran pada tiap
fungsi dari peralatan system
hydraulic.
.
2. Penggerak
Hidraulic
Mekanik
PMT
a. Bagian utama ( power part )
Peralatan/komponen
terpasang pada bagian ini adalah RAM,
Akumulator, Valve utama dan lain –
lain, yang terpasang dibagian
bawah iterupting chamber pada
masing – masing fasa, seperti
gambar 5.29
b. Bagian pemicu (pilot part )
Peralatan
/
komponen
terpasang pada bagian ini adalah
closing
elektrovalve
,
triping
elektrovalva , intermediate valve
dan lain – lain , yang terpasang
dibagian bawah iterupting chamber
tiap fasa pada PMT single pole dan
PMT Three pole terpasang pada
fasa tengah ( S ). seperti gambar
5.30
Gambar 5.29 Bagian utama penggerak PMT
Keterangan :
1. : RAM
17: Main valve
12
18
Expansion Receiver
Storage accumulator
213
Keterangan :
10 : Closing eletrovalve
13
: Intermediate valve
19 : Triping electro valve
Gambar
E
: Closing electro magnet
D
: Triping electromagnet
4.30 Bagian pemicu ( pilot part )
c. Bagian pendukung ( aux part )
Peralatan / komponen terpasang pada bagian ini adalah pompa ,
indicator RAM . pressure switch , main oil reccive ( tangki utama ) dan lain –lain
, yang terpasang pada box control tiap – tiap fasa untuk PMT single pole dan
untuk Three pole terpasang pada fasa tengah ( S).
Gambar
Keterangan :
17 : Storage accumulator
18 : Indicator RAM
20 : Motor pompa
21 : Emergency Hand lever
22 : Oil receiver
25 : Non return valve
26 : Safety valve
5.31
pendukung PMT
27 : Distribution Blok
28 : Plug
29 : Presure Switch
Ketiga bagian seperti tersebut
pada butir 1 s/d 3 diatas , saling
berkaitan satu sama lainya dan
saling mendukung. Jika salah satu
214
komponen/bagian
tertentu
mengalami kerusakan, maka sistem
hydraulic secara keseluruhan tidak
dapat berfungsi baik.
Gambar
3. Skematik Diagram Hydraulic
Dan Electrical
Skematik
diagram
sistem
hydraulic dan elektrik berikut,
merupakan schematic sederhana
untuk memudahkan pemahaman
cara kerja system hydraulic dan
keterkaitannya
dengan
system
elektrik.
.5. 32 Skematik diagram hydraulic
215
Cara Kerja :
Pada kondisi PMT membuka/
keluar, sistem
hidrolik tekanan
tinggi tetap pada posisi seperti pada
gambar piping diagram, dimana
minyak
hidrolik tekanan rendah
(warna biru ) bertekanan sama
dengan
tekanan
Atmosfir.dan
(warna merah) bertekanan tinggi
hingga 360 bar.
Berikut ini akan di jelaskan
langkah – langkah kerja sistem
hidrolik PMT di maksud.
5.6.3. Penutupan PMT
Pada saat diberikan perintah
close/penutupan, Elektromagnet (E)
bekerja dan closing pilot valve (10)
membuka.
Hal
tersebut
mengakibatkan minyak hidrolik
bertekanan tinggi masuk dan
mengalir melalui pipa saluran (1),(2)
dan (7)
Minyak hidrolik pada pipa
saluran (1) mendorong piston (3)
dan menutup saluran minyak pada
pipa (11) menuju tangki (12). Disisi
lain membuka valve (13). Kemudian
minyak hidrolik tekanan tinggi
masuk ke pipa saluran (4).
Minyak hidrolik pada pipa
saluran (4) mendorong piston (5)
dan menutup saluran minyak pada
pipa (14) menuju tangki (15). Disisi
lain , membuka valve (16) dan
mengakibatkan minyak
hidrolik
tekanan tingggi mengalir dari tangki
akumulator (17) melalui pipa (6)
dan mendorong piston (8),akibatnya
stang piston bergerak ke atas dan
PMT masuk.
Setelah PMT masuk sempurna ,
closing valve (10) menutup. Valve
(13) dan (16) tetap berada pada
posisi membuka sehingga minyak
hidrolik tekanan tinggi pada pipa
(1),(2) dan (7) mempertahankan
posisi piston (3) dan piston (8).
Selama PMT dalam kondisi
masuk , posisi auc kontak (I) , pada
posisi sebaliknya , Sehingga closing
Elektromegnet (E) tidak kerja dan
sementara opening electromagnet
(D) siap kerja.
5.6.4. Pembukaan PMT
Pada saat diberikan perintah
open (pembukaan) , Elektromagnet
(D) kerja dan opening pilot valve
(19) membuka, lalu minyak hidrolik
yang berada pada pipa saluran (1) ,
(2) dan (7) mengalir menuju tangki
(12) ,akibatnya piston (3) kembali
pada posisi awal, sehingga minyak
pada pipa saluran (4) mengalir
minyak menuju tangki (12).
Valve (13) menutup dan piston
(15) kembali pada posisi awal ,
mengakibatkan Valve utama (16)
menutup dan minyak hirolik tekanan
tinggi mengalir menuju tangki (15)
melalui pipa saluran (14).
Minyak hidrolik pada ruang (F1)
berubah
menjadi
bertekanan
rendah,
piston
(8)
bergerak
kebawah dan PMT membuka.
Setelah PMT membuka ,
Triping pilot valve (19) menutup
.Valve (13) dan (16) tetap pada
posisi menutup. Selama PMT
dalam kondisi keluar , posisi aux
kontak (I) berada pada posisi
seperti pada gambar sehingga
opening elektomagnet (D) tidak
kerja dan sementara closing
elektomagnet (E) siap kerja.
1.Mekanik jenis pneumatik.
Pada
umumnya
pemeliharaan peralatan
tujuan
adalah
216
untuk mempertahankan kondisi
optimal dari peralatan tersebut,
sehingga pada gilirannya dapat
mempertahankan keandalan dan
nilai ekonomis dari peralatan
tersebut.
Bila membicarakan system
pnuematic pada PMT, maka harus
juga dibahas mulai dari kompressor
unitnya sampai kepada bagian yang
menggerakkan rod untuk fixed dan
moving contactnya.
Dalam pelaksanaan pengujian
konsumsi udara pada PMT dengan
media
penggerak
mekanis
(operating mechanism) pnuematic
harus dilakukan percobaan OpenClose – Open (O-C-O) dengan
energi yang tersimpan (storage
energy) dalam sistem pnuematic
PMT tersebut, sehingga PMT
tersebut mampu melaksanakan
fungsi auto reclose.
Bila melakukan pembukaan
atau pengerasan posisi mur – baut
agar
memperhatikan
tingkat
kekerasan
moment
(lihat
rekomendasi
pabrikan)
tidak
disarankan menggunakan kunci
yang tidak dilengkapi dengan
pengukur moment.
Gambar 5.32 proses drainase air yang terkondensasi dari dalam tangki udara
2. Mekanik jenis air blast.
PMT dengan sistem udara
hembus atau disebut juga dengan
Air Blast Circuit Breaker, dalam
operasinya
PMT
jenis
ini
memerlukan udara tekanan tinggi
dengan sistem tekanan 180 bar,
150 bar dan 30 bar , fungsi dari
udara tekan tersebut adalah
sebagai media pemadam busur api
pada saat pemutusan arus dan juga
217
sebagai penyedia energi
mekanik penggerak PMT.
masing PMT, dan pada MK tersebut
udara tekan 180 bar diturunkan
menjadi 150 bar melalui reducing
valve, PMT udara hembus bekerja
dengan system tekanan 150 bar
dan 30 bar, Untuk operasi PMT
pada masing-masing pole PMT
disediakan botol reservoir untuk
tekanan 150 bar, udara tekanan 30
bar didapat dari reducing valve dari
150 bar menjadi 30 bar yang
ditempatkan pada control block
PMT yang ditempatkan pada pole
tengah.
untuk
a. Sistem Udara Tekan
Udara tekan dihasilkan
oleh
sistem kompresor sentral tekanan
tinggi dengan output tekanan 180
bar yang ditampung dengan
reservoir berbentuk bola dan botol,
jumlah kompresor dan reservoir
adalah tergantung dari jumlah PMT
yang dilayani, Udara tekan 180 bar
dari reservoir didistribusikan ke
semua Marshalink Kiosk di masingRESERVO IR
M
K OM PR ES O R
SIST EM 180 BAR
MK
MK
MK
MK
SIST EM 150 B AR
Gambar 5.33 Proses drainase air yang terkondensasi dari dalam tangki udara
Untuk mengetahui Indikasi gas SF 6 dapat dilihat pada tabel 5.2
Tabel 5.2 Indikasi gas SF 6
Indikasi
SF 6 low presure alarm
keterangan
Indikasi ini menunjukan tekanan gas SF6 pada
PMT berkurang ,sehingga kontak desity meter
akan menutup dan mengirim sinyal ke panel
kontrol
SF 6 low presure alarm dan bel
berbunyi
219
SF 6 low presure triping
Circuit breaker poles
discrepancy
Breaker failure operated
Healty trip 1-2 alarem
SF6 low pressure
alarem
Auto reclose in progress
CB hydraulik pump
failure
CB pressure SF6 failure
step 1
CB pressure SF6 failure
step 2
Indikasi ini menunjukan tekanan gas SF6 pada
PMT berkurang ,sehingga kontak desity meter
akan menutup dan mengirim sinyal trip PMT
primer atau sekunder dan mengirim sinyal ke
panel kontrol SF 6 low presure triping dan bel
berbunyi .
Indikasi
menujukan
bahwa
ada
ketidakserempakan
fasa
–fasa
menutup,
sehingga rele discrepancy bekerja mengirim
sinyal trip ke PMT dan mengirim sinyal ke panel
kontrol . Circuit breaker poles discrepancy dan
bel berbunyi.
Indikasi menunjukan rele breaker failure
bekerja,kontak rele breaker menutup memberi
sinyal trip pada PMT dan PMT yang lain yang
satu rel(bus) dan mengirim sinyal ke panel
kontrol Breaker failure operated dan bel/ klakson
berbunyi.
Indikasi menunjukan ada gangguan sistem
pemantau rangkaian trip PMT melihat ada
ketidaknormalan ( coil trip putus,) dan mengirim
alarm ke panel kontrol Healty trip 1-2 alarem
dan bel berbunyi
Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau
kerapatan
gas
didalam
tabung
PMT
berkurang,karena bocor atau suhunya turun
drastis ,maka kontak menometer atau density
menutup dan mengirim sinyal ke panel kontrol
SF6 low pressure alarm bel berbunyi
Indikasi menunjukan rele recloser bekerja ,kontak
rele mengirim sinyal ke panel kontrol dengan
indikasi Auto reclose in progress bel berbunyi
Indikasi menunjukan
motor pompa hidraulik
untuk pengisi tekanan hidraulik tidak bekerja,
kontak rele /aux .rele mengirim sinyal ke panel
kontrol mengiri CB hydraulik pump failure dan
bel berbunyi.
Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau
kerapatan
gas
didalam
tabung
PMT
berkurang,karena bocor atau suhunya turun
drastis ,maka kontak menometer atau density
menutup dan mengirim sinyal ke panel kontrol
CB pressure SF6 failure step 1 bel berbunyi
Indikasi ini menujukan bahwa tekanan atau
kerapatan
gas
didalam
tabung
PMT
219
berkurang,karena bocor atau suhunya turun
drastis ,maka kontak menometer atau density
menutup dan mengirim sinyal blok ke PMT dan
mengirim sinyal ke panel kontrol CB pressure
SF6 failure step 2 bel berbunyi.
Indikasi menunjukan PMT trip ,dan kontak bantu
PMT mengirim sinyal ke panel kontrol CB trip dan
bel berbunyi
CB trip
5.7. Kompensator
Kompensator didalam sisitim
Penyaluran tenaga Listrik disebut
pula alat pengubah fasa yang
dipakai untuk mengatur jatuh
tegangan pada saluran transmisi
atau
transformator
dengan
mengatur daya reaktif atau dapat
pula dipakai untuk menurunkan rugi
daya dengan memperbaiki faktor
daya, alat tersebut ada yang
berputar dan ada yang stationer
yang berputar adalah kondensator
sinkron dan kondensator asinkron
sedang yang stationer adalah
kondensator statis dan reaktor
shunt, yang berputar baik yang
dipakai fasa terdahulu ( Leading )
atau terbelakang (logging) dapat
diatur secara kintinyu, tetapi alat ini
sangat mahal dan pemeliharaannya
rumit sedangkan di PLN belum
terpasang sehingga dalam tulisan
ini tidak dibahas lebih lanjut, alat
yang stationer sekarang banyak
dipakai , tegangannya mudah diatur
dengan penyetelan daya reaktif
secara
bertingkat
mengikuti
perluasan sistem tenaga listrik. Alat
yang stationer adalah kapasitor
shunt dan reaktor shunt.
½
½
V2
Xc
Gambar 5.34. Kompensator
Kapasitor Terdapat beberapa
kompensator yang dihubungkan
secara serie antara capasitor
dengan transmisi, hal ini bertujuan
untuk melawan arah dari effek
hubungan serie dari raktansi
induktif dari pada transmisi
Peningkatan kualitas tegangan
atau faktor daya disisi pemakai
tenaga listrik dapat dilakukan baik
dari sisi pembangkit dengan
pengaturan arus medan magnit
maupun dari sisi pemakai yaitu
dengan pengaturan daya reaktif.
Pengaturan arus medan magnit
sangat dibatasi oleh kapasittas
nominal pembangkit itu sendiri , jika
beban
mempunyai
komponen
induktif yang relatif lebih besar
dibandingkan dengan komponen
kapasitif maka untuk memperbaiki
faktor kerja dibutuhkan daya reaktif
220
kapasitif , sedangkan untuk beban
komponen kapasitif reaktif lebih
besar dibandingkan dengan
komponen induktif maka untuk
memperbaiki faktor kerja diperlukan
daya
reaktif
induktif
untuk
menkompensir
daya
reaktif
kapasitif.
5.7.1. Kapasitor Shunt
Sebagai unit, ada kapasitor 1
phasa dan kapasitor 3 phasa. Pada
saluran distribusi dipakai kapasitor
3 phasa, sedangkan pada sistem
tegangan tinggi dan kapasitasnya
besar dipakai kapasitor 1 phasa
yang dihubungkan secara bintang.
Gambar 5.35 menunjukkan suatu
susunan kapasitor yang terdiri dari
kapasitor itu sendiri , reaktor seri
yang berfungsi untuk menjaga agar
susunan kapasitor tetap induktif.
Dan komponen pelepas yang
berfungsi menghilangkan muatan
listrik pada susunan kapasitor saat
kapasitor dilepas untuk
maksut
pemeliharaan.
Gambar 5.35 Pemasangan Kapasitor Shunt
Gambar 5.36 : Kapasitor Shunt.
222
DC
CB
SC
DC
SR
CB : Pemutus tenaga.
DC : Kumparan pelepas.
SC : Reaktor seri.
Gambar 5.37 Pemasangan Kapasitor pada sistem
1. Parameter unjuk kerja kapasitor.
Untuk mengetahui Parameter unjuk kerja kapasitor dapat dilihat pada
tabel 5.3
Tabel 5.3 Parameter unjuk kerja kapasitor
MVAR Meter
KV Meter
Ampere Meter
Indikator Unbalance
rele
berfungsi untuk mengukur daya reaktif.
berfungsi untuk mengukur tegangan kapasitor.
berfungsi untuk mengukur arus kapasitor
indikasi ini akan muncul apabila unbalance rele
bekerja yang disebabkan terjadinya kerusakan
salah satu unit kapasitor.
5.7.2. Reaktor
Ada dua macam reactor,
Reaktor shunt dipasang untuk
kompensator transmisi dan Reaktor
netral
untuk
kompensator
transformator,
dibandingkan
dengan tarnsformator getaran dan
suara dengungnya lebih besar oleh
karena
itu
pada
umumnya
kepadatan flux inti besinya dibuat
rendah , dengan tidak mengabaikan
segi ekonomisnya. Selain itu
dipakai tangki tahan suara yang
berdinding
rangkap,
Untuk
pendinginan
pada
umumnya
dipakai dengan minyak yang
dipaksa dan udara yang ditiup.
Untuk mengetahui Indikasi relai dapat dilihat pada tabel 5.4
Tabel 5.4 Indikasi gas SF 6
MVAR Meter
Buchholz relai.
berfungsi untuk mengukur daya reaktif.
Berfungsi untuk mengamankan reactor timbulnya
gas didalam minyak isolasi, sebagai pengaman
reaktor relai ini dilengkapi dua tingkat monitor yaitu
222
Magnetik Oil Level.
Presure Relief
Device.
Oil temperature
indicator
Winding
temperature
indicator
Gas collecting
divice
Silicagel breather
for conservator
tingkat pertama warning dan tingkat kedua
mentripkan PMT.
Berfungsi untuk memonitor ketinggian minyak,
pada minimum atau maksimum oil level akan
muncul tanda peringatan (warning ).
Berfungsi mengamankan tangki reactor apabila
terjadi tekanan lebih didalam tangki, alat ini akan
mentripkan pemutus tenaga pada tekanan 0.7 bar
untuk mengukur suhu minyak rector , pada suhu 95
ºC warning dan pada suhu 130 ºC mentripkan
pemutus tenaga
untuk mengukur suhu lilitan , pada suhi 115 ºC
warning dan pada suhu 130 ºC mentripkan
pemutus tenaga
untuk mengetahui apabila terjadi produksi gas
didalam minyak isolasi
apabila silicagel sudah berubah berwarna merah
muda maka sudah berubah berwarna merah muda
maka sudah tidak dapat lagi menyerap
kelembaban dan silicagel harus diganti
5.8. Peralatan Scada dan
Telekomunikasi.
Sejarah Sistem Power Line
Carrier (PLC). Sistem Power Line
Carrier (PLC) mulai ditetapkan di
Amerika Serikat sejak tahun 1920an dan pada tahun 1919 pertama
kali didemonstrasikan penggunaannya oleh General Electric Co.
Pertama kali PLC digunakan hanya
untuk komunikasi suara saja dan
baru pada tahun 1930 digunakan
pula untuk mengatur relai-relai
proteksi. Setelah empat puluh lima
tahun masa pengoperasiannya,
PLC
dapat
digunakan
untuk
penyediaan kanal-kanal transmisi
data.
Di Indonesia sistim PLC mulai
dioperasikan di Jawa Timur,
selanjutnya di Jawa Barat, Jawa
Tengah, Sumatera Barat dan
Sumatera Utara. Sejak tahun 1975
sistem PLC di Indonesia mulai
dikembangkan
penggunaannya
untuk pengoperasian relai-relai
proteksi dan tahun 1980-an mulai
digunakan untuk transmisi data
yang
dihubungkan
perangkat
komputer.
5.8.1. Prinsip Dasar PLC
Sistem PLC yang digunakan
oleh suatu perusahaan listrik
menggunakan
Saluran
Udara
Tegangan Tinggi (SUTT) dan
Saluran Udara Ekstra Tinggi
(SUTET)
sebagai
media
transmisinya. Dalam PLC, sinyal
yang dikirimkan atau disalurkan
adalah komunikasi suara dan
komunikasi data serta tele proteksi.
Sistem
PLC
menggunakan
frekuensi 50 KHz sampai dengan
500 KHz.
Pada dasarnya sistim PLC
adalah
jaringan
radio
yang
223
dihubungkan oleh jaringan listrik
yang bertindak sebagai antenanya.
Yang diperlukan dalam PLC adalah
hantarannya dan bukan tegangan
yang terdapat pada penghantar
tersebut.
Oleh sebab itu bila penghantar
tak bertegangan maka PLC akan
tetap berfungsi asalkan penghantar
tersebut tidak terputus. Dengan
demikian diperlukan peralatan yang
berfungsi
memasukkan
dan
mengeluarkan sinyal informasi dan
energi
listrik
di
ujung-ujung
penghantar. Gambar blok diagram
PLC seperti terlihat pada gambar
4.38.
Gambar 5.38. Blok Diagram PLC
5.8.2. Peralatan Kopling
Untuk
memungkinkan
konduktor saluran tegangan tinggi
digunakan
sebagai
media
perambatan sinyal informasi, maka
dibutuhkan suatu peralatan kopling
yang berfungsi: Melalukan suatu
bidang frekuensi pembawa dari
terminal PLC kesaluran tegangan
tinggi dan sebaliknya, dengan
mengusahakan rugi-rugi redaman
sinyal serendah mungkin.
Melindungi
peralatan
komunikasi dari tegangan yang
yang
berlebihan.
Memberikan
impedansi tinggi terhadap frekuensi
pembawa yang berfrekuensi tinggi
agar
tidak
dipengaruhi
oleh
peralatan yang terdapat pada gardu
induk
224
Gambar 5.39. Coupling Device
5.8.3. Kapasitor Kopling
Kapasitor
kopling
tegangan
tinggi
adalah
sebagai
alat
penghubung antara peralatan sinyal
pembawa yang berfrekuensi tinggi
dengan konduktor kawat fasa yang
bertegangan tinggi, serta untuk
keperluan
pengukuran
yang
bertegangan rendah.
Secara fisik alat ini terdiri atas
susunan beberapa elemen
kapasitor mika/kertas yang
dihubungkan secara seri serta
dicelupkan/direndam kedalam
minyak. Sebagai tempat kedudukan
elemen dan minyak tadi, dibuat dari
bahan dielektrik porcelin yang
berbentuk silinder dan bagian
porcelin tadi dibuat semacam
sayap-sayap yang tersusun untuk
mencegah mengalirnya secara
langsung curah hujan dari sisi
tegangan tinggi kesisi tegangan
rendah atau ke tanah yang bias
mengakibatkan terjadinya
hubungan singkat.
Penampang
dari
kapasitor
kopling yang mendekati bentuk
fisiknya dengan susunan kapasitor
didalamnya dihubungkan dengan
peralatan potensial transformer.
Kapasitor jenis ini dikenal dengan
sebutan
Capasitor
Voltage
Transformer (CVT) yang digunakan
untuk
keperluan
pengukuran
tegangan
yang
dihubungkan
dengan voltmeter di panel kontrol.
Besarnya tegangan output yang
dihasilkan dari lilitan sekunder trafo
adalah
220 V yang merupakan
konversi dari besaran tegangan
tingginya. Untuk keperluan PLC
hanya kondensatornya saja yang
diperlukan sedangkan peralatan
potensial
transformer
untuk
keperluan tenaga listrik.
Suatu kapasitor memiliki sifat
berimpedansi
rendah
untuk
225
frekuensi tinggi dan berimpedansi
tinggi untuk frekuensi rendah. Atas
dasar itulah maka kapasitor kopling
disini
berfungsi
meneruskan
frekuensi tinggi yang dihasilkan dari
terminal
PLC
dan
bemblok
frekuensi jala-jala 50 Hz yang
membawa energi listrik. Jika masih
ada frekuensi 50 Hz yang melalui
kapasitor kopling akan dibuang
ketanah
melalui
peralatan
pengaman. Besar kapasitas dari
kapasitor tersebut tergantung dari
kelas tegangan saluran transmisi
tenaga listrik yang digunakan.
5.8.4. Wave Trap
Tugas utama dari alat ini adalah
kebalikan dari kapasitor kopling
yaitu untuk meredam sedemikian
rupa sehingga frekuensi tinggi yang
membawa
informasi
tidak
disalurkan
atau
mengalir
ke
peralatan gardu induk.
Untuk
dapat
melaksanakan
tugas tersebut maka impedansi
wave trap harus dapat melewatkan
frekuensi rendah 50-60 Hz yang
membawa arus listrik dan harus
mempunyai
sifat
berimpedansi
tinggi terhadap frekuensi tinggi
yang membawa sinyal informasi.
Karena wave trap dipasang seri
dengan kawat saluran udara
tegangan tinggi, maka harus
mampu dialiri arus listrik yang
sesuai dengan kemampuan arus
dari kawat tersebut. Selain itu juga
harus tahan terhadap tekanantekanan baik berupa panas maupun
mekanis yang timbul karena
mengalirnya arus kerja yang besar
atau karena adanya arus hubung
singkat yang mungkin terjadi.
Berdasar kelas arusnya wave
trap ini mempunyai kapasitas arus
yang bermacam-macam diantaranya : 200 A, 400 A, 600 A, 800 A,
1250 A, 2000 A, dan 3500 A.
Gambar 5.40. Wave Trap 150 kV
226
Gambar 5.41. Wave Trap 500 kV
5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave Trap
Prinsip kerja dasar yang digunakan adalah suatu rangkaian L–C paralel,
yang terdiri dari tiga macam komponen seperti terlihat pada gambar berikut:
Kumparan Utama
Arrester
Kapasitor Penala
Gambar 4.42 Diagram Rangkaian Wave Trap
227
Dari rangkaian di atas akan
dapat
suatu
bentuk
kurva
impedansi
terhadap
fungsi
frekuensi.
Untuk
menentukan
frekuensi resonansi agar dapat
meredam frekuensi dari terminal
PLC yang sudah tertentu, maka
dapat menggunakan rumus sebagai
berikut:
F0 =
1
2.π .L.C.
dimana: F0 = Frekuensi kerja
PLC
L = Induktansi (Henry)
C = kapasitansi (Farad)
Untuk membentuk frekuensi
resonansi tersebut, maka suatu nilai
dari
kapasitor
penala
dapat
diketahui berdasarkan rumus di
atas. Jadi dalam hal ini yang
dilakukan
penyetelan
hanya
kapasitornya
saja,
sedangkan
kumparannya mempunyai harga
tetap.
Nilai induktansi tergantung dari
kebutuhan lebar bidang frekuensi
yang akan diredam. Nilai induktansi
yang banyak dipakai adalah 0,2
mH, 0,3 mH, 0,4 mH, 0,5 mH, dan 1
mH.
Tegangan
tembus
dari
kapasitor penala biasanya cukup
tinggi yaitu antara 7.000 V dan
20.000 V, sedangkan kapasitor
penala terdiri dari elemen yang
berbeda-beda nilainya : 1,2 nF, 3,5
nF, 7 nF, 10 nF, 16 nF dan
24
nF. Dari keenam nilai elemen ini
dapat membuat bermacam-macam
kapasitas sesuai yang dikehendaki
dengan cara merangkainya secara
seri atau paralel.
Sebagai pengaman kapasitor
penala
dan
kumparan
dari
pengaruh
adanya
petir
dan
gangguan hubung singkat ke tanah
pada saluran, maka dipasang
arrester yang dihubungkan secara
paralel. Fakto-faktor lain yang harus
diperhitungkan
adalah
nilai
impedansi dan resistansi wave trap
harus lebih besar dari impedansi
saluran yaitu antara 300 sampai
dengan 600 ohm agar tidak terjadi
rugi–rugi sinyal pada saluran
228
Gambar 5.43. Wave Trap
Gambar 5. 44. Wave trap
229
1. Main coil
2. Tuning device
3. Protective device
4. Corona caps
5. Corona rings
5.8.6. Line Matching Unit (LMU)
Pada dasarnya penggunaan
line matching unit adalah untuk
menghubungkan kapasitor kopling
yang berimpedansi 300-600 Ohm
dengan
terminal
PLC
yang
berimpedansi 75 Ohm.
Fungsi line matching unit yaitu:
a
Menyesuaikan karateristik
impedansi
saluran
dengan
impedansi coaxial yang menuju
terminal PLC.
b
Mengatur agar reaktansi
kapasitif dari kapasitor kopling
memberikan beban resistif bagi
6. Bird barries
7. Terminal
8. Lifting eye
9. Pedestal
alat pemancar sinyal pembawa
tersebut.
c
Untuk dapat melaksanakan
fungsi di atas, peralatan line
matching
unit
dilengkapi
dengan komponen sebagai
berikut:
- Transformator penyeimbang.
- Kumparan.
- Peralatan pengaman.
- Kondensator.
- Hybrid.
Sebagai salah satu contoh,
berikut
ini
gambar
yang
memperlihatkan type LMU
Gambar 5.45. LMU Untuk 1 Macam Frekuensi
230
Transformator
T
berfungsi
sebagai transformator penyeimbang
impedansi saluran tegangan tinggi
(Zo) dan kabel coaxial. Kumparan
induktansi L dan kapasitor frekuensi
tinggi Cs adalah untuk memberikan
beban resistif terhadap gelombang
pembawa. Besarnya induktansi L
dapat diatur sedemikian rupa
sehingga reaktansi induktif dari L
(XL) akan saling meniadakan
dengan reaktansi kapasitif yang
diberikan oleh kapasitor kopling
(Xc). Kapasitor Cs berfungsi pula
meredam frekuensi 50 Hz dari
kopling agar tidak mengalir melalui
kumparan L.
Gambar 5.46. Line Matching Unit
5.9 . Peralatan Pengaman
(Protection Device)
Protection device terdiri dari
komponen sebagai berikut:
a. Drain Coil
Berfungsi untuk menyalurkan ke
tanah atau membuang ke tanah
arus 50 Hz yang masih
terdapat di bagian bawah atau
tegangan rendah dari kapasitor
b. Kopling.
Karena Frekuensi tinggi dari
terminal PLC tidak boleh
dibuang ke tanah oleh drain coil
ini maka, alat ini harus
mempunyai karateristik sebagai
berikut:
Resistansi untuk arus DC harus
lebih kecil dari 6 Ω.
Resistansi 50 Hz harus lebih
kecil dari 15 Ω.
Resistansi pada frekuensi 40 s/d
500 kHz harus lebih besar dari
5 kΩ.
Mampu dialiri arus permanen
1 A dan arus hubung singkat
sebesar 50 A selama 0,2 detik.
231
Gambar 5.47 Kurva Impedansi Drain Coil
5.8.1. Lightning Arester
Untuk pengamanan terhadap
gangguan petir, tegangan lebih
yang tiba-tiba, maka dipasang
arrester dengan batas kerja 350V.
a. Pemisah Tanah
Untuk pengaman bila petugas
akan melakukan pemeliharaan.
b.
Peralatan Power Line Carrier
Indoor (Terminal PLC)
Disebut peralatan PLC indoor
karena perangkat ini terpasang
didalam
ruangan
khusus
telekomunikasi
pada
gardu
induk/pembangkit.
Pada prinsipnya terminal PLC
merupakan perangkat radio yang
terdiri dari rangkaian pemancar dan
penerima serta rangkaian penguat.
Sistem catu daya yang digunakan
pada umumnya 48 VDC dengan
kutub positif diketanahkan. Sesuai
dengan
kebutuhan
komponen
elektroniknya yang bertegangan
kerja
berbeda-beda,
maka
diperlukan pengubah tegangan
searah dari 48 V ke 24 V dan 12 V,
sedangkan
tegangan
48
V
digunakan
untuk
rangkaian
penguat.
Daya pancar PLC umumnya
terdiri dari 10 W, 20 W, dan 40 W.
Dalam hal khusus untuk saluran
yang panjang sekali sehingga
redaman cukup besar, maka
dipasang terminal PLC dengan
daya pancar 160 W.
Sistem modulasi yang digunakan
adalah single side band dengan
dua kali modulasi yaitu frekuensi
perantara sebesar 16 kHz, 17 kHz,
atau 20 kHz dan modulasi kedua
yaitu frekuensi pembawanya sesuai
dengan frekuensi kerja PLC antara
50-500 kHz.
Lebar bidang frekuensi yang
diperlukan untuk satu kanal PLC
adalah 8 kHz, dimana 4 kHz untuk
pemancar dan sisanya untuk
penerima. Bidang 4 KHz adalah
bidang frekuensi standard untuk
mengirimkan
informasi
suara
manusia.
232
5.10. Aplikasi PLC
Penerapan sistim PLC digunakan sebagai media dari:
Komunikasi suara (telepon).
Teleproteksi.
Tele informasi data.
Gambar 5.48. Pengiriman Sinyal Suara
5.10.1. Komunikasi Suara
a. Sistem Pengiriman Sinyal
Apabila
handset
pesawat
telepon diangkat, maka akan
terdengar tone sebagai tanda
bahwa pemakai telepon siapuntuk
melaksanakan penekanan nomor
ke gardu induk yang dituju, dimana
pengaturannya diatur oleh PABX
(Private
Automatic
Branch
Exchange) Keluar dari PABX
diteruskan ke SSB PLC yang
berfungsi sebagai medianya yang
selanjutnya ke terminal lawan
setelah melalui LMU dan
SUTT
.
233
Sistem Penerimaan Sinyal
Gambar 4.49 Penarimaan Sinyal Suara
Sinyal akan diterima oleh SSB
PLC yang sebelumnya melalui
jaringan SUTT dan LMU. Oleh SSB
PLC diteruskan ke PABX, yang
berfungsi mengevaluasi ke pesawat
telepon yang dituju dari gardu induk
lawan.
5.10.2. Penggunaan Kanal Suara
Dengan lebar bidang pada kanal
suara sebesar 1.700 Hz yaitu
diantara 300 Hz sampai 1.200 Hz,
masih
cukup
baik
untuk
menstransmisikan informasi suara
manusia sehingga tidak akan
merubah nada si pembicara.
Karena suara manusia tidak
tetap, maka sinyal amplitude akan
berubah-ubah pula. Agar amplitude
tidak tidak melewati batas pada
bagian pemancarnya, maka pada
kanal suara dilengkapi dengan
pembatas amplitudo yang biasa
disebut limitter.
5.10.3. Teleproteksi
Protection
Signalling
Peralatan
teleproteksi
PLC
adalah merupakan alat bantu untuk
dapat
memberikan
percepatan
(transfer time) secara selektif pada
peralatan proteksi rele jarak. Pada
dasarnya prinsip kerja teleproteksi
PLC ini adalah memberikan kontak
yang diterima dari rele jarak suatu
gardu induk untuk diteruskan ke
rele jarak gardu induk lawannya
dengan melalui jaringan PLC.
Percepatan yang diperoleh pada
perangkat ini adalah maximum 20
milidetik dengan pengertian bahwa
diharapkan terjadi tripping dikedua
lokasi secara bersamaan.
Kontak-kontak dari peralatan
teleproteksi
PLC
ini
dapat
234
digunakan
tergantung
pada
kebutuhan sistim proteksi, apakah
untuk sistim intertripping atau
blocking scheme. Kontak-kontak
tersebut dapat dibuat sebagai
normaly open (kontak kerja),
normaly closed (kontak lepas) atau
change over (kontak tukar).
Media
transmisi
mengambil
tempat didalam frekuensi telepon
(suara).
PLC
adalah
media
transmisi spesifik yang cocok untuk
tele
proteksi,
dimana:
PLC
menggunakan SUTT sebagai media
transmisinya,
pembagian
menggunakan bandwidth 4 KHz
nya digunakan untuk perangkat
telepon dan sinyal. Suatu sinyal
dengan
daya
cukup
besar
memungkinkan dapat dipancarkan
PLC
(SSB)
selama
instruksi
berlangsung. Secara objektifitas,
instruksi yang ditransmisikan dalam
suatu alokasi band dengan tingkat
keandalan dan keamanan yang
tinggi, kriteria-kriterianya adalah
sebagai berikut:
Bebas dari pengaruh instruksi
palsu yang disebabkan noise level
dan berubahnya tingkat atenuasi
pada link, presentase yang rendah
terhadap instruksi yang tidak
sempurna pada saat noise link,
kecepatan pendeteksian penerima
terhadap
gangguan.
Hal
ini
dimaksudkan agar tercapainya
keadaan terbaik antara keperluan
bandwidth dan transfer time disatu
pihak, keamanan dan keandalan
dilain pihak.
5.10.4.Remute terminal unit (RTU)
Tipe EPC 3200.
Pada keadaan hidup / ON tipe
RTU ini diindikasikan dengan bunyi
suara berdercik ( seperti suara
Jangkkrik
).
Pada
keadaan
berkomunikasi
dengan
Master
Station di RCC / JCC ( Regional
Control Center /
Java Control
Center ) pada Modem MD 50, LED
Indikator TX dan RX menyala
secara bergantian. Pada keadaan
TIDAK
berkomunikasi
dengan
Master Station di RCC / JCC
(Regional Control Center / Java
Control Center ) Modem MD 50,
LED Indikator TIDAK menyala
secara bergantian. ( biasanya
hanya LED RX saja yang menyala.
Bila RTU tidak menerima sinyal
RX dari media komunikasi ( PLC /
FO ) maka pada modem MD 50,
LED Indikator warna merah akan
menyala. ( LED warna kuning
mengindikasikan bahwa MD 50
pada kondisi normal )
Bila pada RTU tidak ada satu
indicator pun yang menyala, maka
dapat dipastikan pasokan daya dari
DCDB atau dari MCB pada kubikel
RTU, jatuh / putus.
a. Tipe S-900.
Pada keadaan berkomunikasi
dengan Master Station di RCC /
JCC ( Regional Control Center /
Java Control Center ) pada Modem
MD 50, LED Indikator TX dan RX
menyala secara bergantian. (
Modem pada tipe S900 terletak
pada bagian paling atas RTU ).
Pada
keadaan
TIDAK
berkomunikasi
dengan
Master
Station di RCC / JCC
(Regional
235
Control Center /
Java Control
Center ) pada Modem MD 50, LED
Indikator TIDAK menyala secara
bergantian. ( biasanya hanya LED
RX saja yang menyala.
Bila RTU tidak menerima sinyal
RX dari media komunikasi ( PLC /
FO ) maka pada modem MD 50,
LED Indikator warna merak akan
menyala.
Langkah-langkah
yang
diperlukan sesuai perintah dan
dapat dilakukan oleh operator GI
/Gitet adalah :
- Check Power Supply 48 Vdc
pada terminal DC.
- Check tahanan isolasi
Reset RTU secara program
dengan cara : Pada Card tipe MP
49 ( terletak pada paling kiri atas
), posisi micro switch berwarna
BIRU
dikeataskan
dan
dikebawahkan kembali.
- Check tegangan Output pada
Card AI 01 dan Card AI 02 yang
terletak pada sebelah kanan
setiap rak RTU. Pada Card-card
ini masing-masing terdapat 2
(dua) LED indicator yang dalam
keadaan normal keduanya akan
menyala.
Reset RTU secara manual
dengan cara : melakukan switch
off
atau
mematikan
dan
menghidupkan kembali melalui
MCB yang terdapat di kubikel
RTU atau pada MCB pada DCDB
yang memasok RTU.
5.11. Simbul-simbul yang ada
pada Gardu Induk.
Bagan
kutub
tunggal
di
gambarkan dengan simbol-simbol
yang mewakilkan bentuk dan fungsi
setiap peralat yang tersedia seperti
dijelaskan sbb:
Single line diagram gardu induk
adalah bagan kutub tunggal yang
menjelaskan sistem kelistrikan pada
gardu induk secara sederhana
sehingga memudahkan mengetahui
kondisi dan fungsi dari setiap
bagian peralatan instalasi yang
terpasang, untuk operasi maupun
pemeliharaan
236
Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk
Untuk mengetahui Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk dapat
dilihat pada tabel 5.1
Tabel 5.1 Simbul-simbul yang ada pada Gardu induk
No simbol
1
keterangan
Pemutus Tenaga (PMT) berfungsi
sebagai alat untuk memutus dan
menyambung arus beban baik pada
kondisi normal maupun gangguan.
2
Pemisah (PMS) berfungsi sebagai alat
untuk memisahkan peralatan dari
tegangan. Terdiri dari pemisah
tegangan (PMS REL & PMS Line) dan
pemisah pentanahan.
3
Transformator Tenaga adalah
Transformator yang berfungsi untuk
menyalurkan tenaga listrik dari
tegangan tinggi ke tegangan rendah
atau sebaliknya.
4
Transformator Arus (CT) adalah trafo
instrument yang berfungsi untuk
merubah arus besar menjadi arus kecil
sehingga dapat diukur dengan Amper
meter.
5
Transformator Tegangan/Potensial
(PT) adalah trafo instrument yang
berfungsi untuk merubah tegangan
tinggi menjadi tegangan rendah
sehingga dapat diukur dengan Volt
meter.
237
6
NGR
7
5.11. Rele Proteksi dan
Annunsiator
Rele proteksi yaitu alat yang
bekerja secara otomatis untuk
mengamankan suatu peralatan
listrik dari akibat gangguan, atau
dengan kata lain yaitu untuk:
Netral Grounding Resistor (NGR)
adalah alat bantu untuk pengaman
peralatan Trafo tenaga, bila terjadi
hubung singkat pada sistem sekunder.
Vektor group adalah hubungan
kumparan tiga fasa sisi primer,
sekunder dan tertier yang dijelaskan
dengan angka pada jam.
Menghindari atau mengurangi
terjadinya kerusakan peralatan
akibat gangguan.
Membatasi daerah yang terganggu
sekecil mungkin.
Memberikan pelayanan
penyaluran tenaga listrik dengan
mutu dan keandalan yang tinggi.
Simbul dan kode rele Proteksi
Untuk mengetahui Simbul dan kode rele Proteksi dapat dilihat pada
tabel 5.2
Tabel 5.2 Simbul dan kode rele Proteksi
NO
.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
NAMA RELE
SIMBOL
KODE
RELE jarak ( Distance relai )
RELE tegangan kurang
( Under voltage relai )
RELE suhu ( Thermis relai )
Z<
21
U<
27
Over current RELE instantaneous
RELE arus lebih dengan waktu tunda
( Time over current relai )
RELE tegangan lebih
( Over voltage relai )
RELE waktu tunda
( Time auxillirary relai )
RELE tekanan gas
( Gas pressure relai )
RELE hubung tanah
( Ground fault relai )
RELE arus lebih berarah
( Directional over current relai )
I>
I>
50
51
U>
59
49
62
P
63
64
-
67
238
11.
12.
13.
14.
RELE penutup balik
( Reclosing relai )
RELE frekwensi
( freqwency relai )
RELE differensial ( Diffrential relai )
RELE bucholtz ( Bucholtz relai )
79
f
81
∆ I
87
96
239
Proteksi Penyaluran Tenaga Listrik
Peralatan listrik yang perlu diamanakan ( diproteksi ) antara lain sebagai berikut
: Trafo tenaga.
P51N
NP51G
96T
26
87T
63
S51-1
S51-2
PU
64V
Gambar 5.50 : single line diagram trafo lengkap dengan system proteksi
Bay Penghantar dan koppel.
240
44S
51
Gambar 5.51 : single line diagram bay pengahantar dan bay Koppel lengkap
dengan system proteksi
Peralatan Kontrol dan Proteksi.
Panel Kontrol.
Bay Koppel dengan manual/synchrochek.
241
Nama panel bay
Ampermeter P111-P112-P113
Volt meter busbar P101
Volt meter busbar P101
A A A V V
Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 :
•
mematikan suara alarm AAC/PB (white).
•
pengakuan. AC/PB (black).
•
rangkaian pereset R/PB (Red).
•
Tombol peuji nyala lampu LT/PB (Green
1.
2.
3.
4.
5.
1
2
3
4
saklar tekan membuka PMT S1350
saklar pemilih remote dan supervise S2501
saklar tekan reset rele pembuka PMT S1701
saklar ON/OFF signal yang muncul. S2502
saklat tekan mematikan klakson/buzzer S19
5
saklar control dan ketidaksesuaian, S2242S2243-S2221-S2222.
signalling ketidaksesuaian, S2235-S2234
saklar control dan ketidaksesuaian, S2250.
annunciator penormalan H121-H122.
kunci saklar sinkronisasi S2550
saklar ketidaksesuaian 20 kV
S2251-S2252-S2253
C
V
V
Gambar 5.52. Peralatan Kontrol dan Proteksi
242
Nama panel bay
Ampermeter P111-P112V Volt meter
busbar P10
W Indikator
A A A
W V
ar
V
Alarm annunciator H10 dan saklar
tekans H100 :
• mematikan suara alarm AAC/PB
(white).
• pengakuan. AC/PB (black).
1
2 3
4
1. saklar tekan membuka PMT S1350
2. saklar pemilih remote dan
supervise S2501
3. saklar tekan reset rele pembuka
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2221-S2222.
signalling ketidaksesuaian, S2234
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2250.
signalling ketidaksesuaian, S2235
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2228
signalling ketidaksesuaian, S2238
annunciator penormalan H121H122.
kunci saklar sinkronisasi S2550
C V
Gambar 5.53. Peralatan Kontrol dan Proteksi
243
Nama panel bay
Ampermeter P111-P112-P113
A
A
V Volt meter busbar P10
A
V
Alarm annunciator H10 dan saklar tekans H100 :
•
mematikan suara alarm AAC/PB (white).
•
pengakuan. AC/PB (black).
•
rangkaian pereset R/PB (Red).
•
Tombol peuji nyala lampu LT/PB (Green
1
2
4
3
1.
2.
3.
4.
saklar tekan membuka PMT S1350
saklar pemilih remote dan supervise S2501
saklar tekan reset rele pembuka PMT S1701
saklar ON/OFF signal yang muncul. S2502
saklar control dan ketidaksesuaian, S2221S2222.
signalling ketidaksesuaian, S2234
saklar control dan ketidaksesuaian, S2250.
signalling ketidaksesuaian, S2235
saklar control dan ketidaksesuaian, S2228
signalling ketidaksesuaian, S2238
annunciator penormalan H121-H122.
Test Block X22-X11 untuk arus ( C ) dan
Tegangan ( V )
C
V
Gambar 5.54. Peralatan Kontrol dan Proteksi
244
Nama panel bay
Ampermeter P111-P112-P113
A
A
A
W V
V
ar
V Volt meter busbar
P10
W Indikator
Alarm annunciator H10 dan saklar
tekans H100 :
• mematikan suara alarm AAC/PB
(white).
• pengakuan. AC/PB (black).
1
2
3
6. saklar tekan membuka PMT S1350
7. saklar pemilih remote dan supervise
S2501
8. saklar tekan reset rele pembuka PMT
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2221-S2222.
signalling ketidaksesuaian, S2234
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2250.
signalling ketidaksesuaian, S2235
saklar control dan ketidaksesuaian,
S2228
signalling ketidaksesuaian, S2238
annunciator penormalan H121-H122.
saklar kontrol PMT 20 kv dan ketidak
sesuaian, S2251.
C V
annunciator posisi PMS 20 kV H221H222.
Gambar 5.55. Peralatan Kontrol dan Proteksi
245
BAB VI
SISTIM PENTANAHAN TITIK NETRAL
6. 1. Sistem pentanahan titik
netral
Pada saat sistem tenaga listrik
masih dalam skala kecil, gangguan
hubung singkat ke tanah pada
instalasi
tenaga
listrik
tidak
merupakan suatu masalah yang
besar. Hal ini dikarenakan bila
terjadi gangguan hubung singkat
fasa ke tanah arus gangguan masih
relatif kecil (lebih kecil dari 5
Amper), sehingga busur listrik yang
timbul pada kontak-kontak antara
fasa yang terganggu dan tanah
masih dapat padam sendiri. Tetapi
dengan semakin berkembangnya
sistem tenaga listrik baik dalam
ukuran jarak (panjang) maupun
tegangan,
maka
bila
terjadi
gangguan fasa ke tanah arus
gangguan yang timbul akan besar
dan busur listrik tidak dapat lagi
padam
dengan
sendirinya.
Timbulnya gejala-gejala “busur
listrik ke tanah (arching ground)”
sangat
berbahaya
karena
menimbulkan
tegangan
lebih
transient yang dapat merusak
peralatan.
Apabila hal diatas dibiarkan,
maka
kontinuitas
penyaluran
tenaga listrik akan terhenti, yang
berarti dapat menimbulkan kerugian
yang cukup besar. Oleh karena itu
sistem-sistem tenaga listrik tidak
lagi dibuat terapung (floating) yang
lajim disebut sistem delta, tetapi titik
netralnya
ditanahkan
melalui
tahanan, reaktor dan ditanahkan
langsung
(solid
grounding).
Pentanahan itu umumnya dilakukan
dengan menghubungkan netral
transformator daya ke tanah,
seperti dicontohkan pada gambar
6.1. berikut.
Sistem tegangan primer Trafo
Sistem tegangan sekunder Trafo
TRAFO
TENAGA
RESISTOR
Gambar 6.1. Contoh Pentanahan Titik Netral Sistem.
246
6.2. Tujuan Pentanahan Titik
Netral Sistem
Adapun tujuan pentanahan titik
netral sistem adalah sebagai
berikut :
1. Menghilangkan
gejala-gejala
busur api pada suatu sistem.
2. Membatasi tegangan-tegangan
pada fasa yang tidak terganggu
(pada fasa yang sehat).
3. Meningkatkan
keandalan
(realibility) pelayanan dalam
penyaluran tenaga listrik.
4. Mengurangi/membatasi
tegangan lebih transient yang
disebabkan oleh penyalaan
bunga api yang berulang-ulang
(restrike ground fault).
5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta
memudahkan dalam menentukan lokasi gangguan.
6.2.1.Sistem Yang Tidak Ditanahkan (Floating Grounding)
Suatu sistem dikatakan tidak
diketanahkan (floating grounding)
atau sistem delta. Jika tidak ada
hubungan galvanis antara sistem itu
dengan tanah, untuk jelasnya dapat
dilihat pada gambar 6. 2 berikut :
Sistem tegangan primer
Tidak ada hubungan
Sistem tegangan sekunder
TRAFO
TENAGA
Tidak ada hubungan
Tanah
Tanah
Gambar 6. 2 Contoh Sistem yang Tidak ditanahkan
6.2.2. Metoda Pentanahan Titik
Netral

Metoda-metoda pentanahan titik
netral sistem tenaga listrik adalah
sebagai berikut

Pentanahan melalui tahanan
(resistance grounding)
Pentanahan melalui reaktor
(reactor grounding)
Pentanahan langsung (effective
grounding)
Pentanahan melalui reaktor
yang impedansinya dapat
berubah-ubah (resonant
grounding) atau pentanahan
dengan kumparan Petersen
(Petersen Coil).
247
6.3. Pentanahan Titik Netral
Tanpa Impedansi
(Pentanahan Langsung/Solid
Grounding)
dihubungkan langsung dengan
tanah, tanpa memasukkan harga
suatu
impedansi
(perhatikan
gambar 6.3
Sistem pentanahan langsung
adalah dimana titik netrral sistem
R
N
S
T
ZR
Zs
ZT
Gambar 6.3 Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral Tanpa Impedansi
(Pentanahan Langsung/Solid Grounding)
Pada sistem ini bila terjadi
gangguan phasa ke tanah akan
selalu mengakibatkan terganggunya saluran (line outage), yaitu
gangguan harus di isolir dengan
membuka pemutus daya. Salah
satu tujuan pentanahan titik netral
secara langsung adalah untuk
membatasi tegangan dari fasa-fasa
yang tidak terganggu bila terjadi
gangguan fasa ke tanah.
Keuntungan :
- Tegangan lebih pada phasaphasa yang tidak terganggu
relatif kecil
- Kerja pemutus daya untuk
melokalisir lokasi gangguan
dapat dipermudah, sehingga
letak gangguan cepat diketahui
- Sederhana dan murah dari segi
pemasangan
Kerugian :
-
6.4
setiap gangguan phasa ke
tanah selalu mengakibatkan
terputusnya daya
arus gangguan ke tanah besar,
sehingga
akan
dapat
membahayakan makhluk hidup
didekatnya
dan
kerusakan
peralatan listrik yang dilaluinya
Pentanahan Titik Netral
Melalui Tahanan (resistance
grounding)
Pentanahan titik netral melalui
tahanan (resistance grounding)
dimaksud adalah suatu sistem yang
mempunyai titik netral dihubungkan
dengan tanah melalui tahanan
(resistor), sebagai contoh terlihat
pada gambar 6.3 dan rangkaian
pengganti
ditunjukkan
pada
gambar6.4
248
R
S
Grounding
Resistor
T
Gambar 6.4 Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral melalui
Tahanan
(Resistor)
Pada umumnya nilai tahanan
pentanahan lebih tinggi dari pada
reaktansi sistem pada tempat
dimana tahanan itu dipasang.
Sebagai akibatnya besar arus
gangguan fasa ke tanah pertamatama dibatasi oleh tahanan itu
sendiri. Dengan demikian pada
tahanan itu akan timbul rugi daya
selama terjadi gangguan fasa ke
tanah.
Secara umum harga tahanan
yang ditetapkan pada hubung netral
adalah :
R
=
menentukan besarnya arus
gangguan tanah.
Besarnya tahanan pentanahan
pada sistem tenaga listrik
(contohnya di PLN P3B Jawa Bali
Region Jabar), adalah sebagai
berikut :
- Sistem 70 kV sebesar 62 Ohm
- Sistem 20 kV sebesar 12 Ohm
atau 42 Ohm.
Jenis pentanahan (Resistor)
yang dipakai adalah jenis logam
(metalic resistor) atau jenis cairan
(liquid resistor), perhatikan gambar
6. 5, 6.6, 6.7 dan 6. 8
Vf
Ohm
I
dimana :
R = Tahanan ( Ohm )
Vf = Tegangan fasa ke netral
I = Arus beban penuh dalam
Ampere dari transformator.
Dengan memilih harga tahanan
yang tepat, arus gangguan ketanah
dapat dibatasi sehingga harganya
hampir sama bila gangguan terjadi
disegala tempat didalam sistem bila
tidak terdapat titik pentanahan
lainnya. Dalam menentukan nilai
tahanan pentanahan akan
Gambar 6.5. Pentanahan
249
Gambar 5.6 Resistor Jenis Logam
(metalic resistor)
Gambar 5.8. Resistor Jenis Cairan
(liquid resistor)
Pentanahan titik netral melalui
tahanan (resistance grounding)
mempunyai keuntungan dan
kerugian yaitu :
- Keuntungan :

Besar arus gangguan tanah
dapat diperkecil
Bahaya gradient voltage lebih
kecil karena arus gangguan
tanah kecil.
Mengurangi
kerusakan
peralatan listrik akibat arus
gangguan yang melaluinya.
- Kerugian :
Gambar 5.7 Resistor Jenis

Timbulnya rugi-rugi daya pada
tahanan pentanahan selama
terjadinya gangguan fasa ke
tanah.
Karena arus gangguan ke tanah
relatif kecil, kepekaan rele
pengaman menjadi berkurang
dan lokasi gangguan tidak cepat
diketahui.
250
6.5.Pentanahan
Titik
Netral
Melalui Kumparan Petersen
Sistem pentanahan dengan
kumparan Petersen adalah dimana
titik netral dihubungkan ke tanah
melalui
kumparan
Petersen
(Petersen
Coil).
Kumparan
Petersen ini mempunyai harga
reaktansi (XL) yang dapat diatur
dengan menggunakan tap gambar
6.9. memperlihatkan petersen coil
yang terpasang di PT PLN
(Persero) P3B Region Jawa Barat,
yaitu pada sistem 30 kV PlenganLamajan. Rangkaian pengganti
sistem
pentanahan
dengan
kumparan Petersen ditunjukkan
pada gambar 6.10.
Sistem tegangan 70 kV
Sistem tegangan 30 kV Plengan-Lamajan
RESISTOR
TRAFO
TENAGA
Kumparan
Petersen
Gambar 6. 9. Contoh Pemasangan Pentanahan Titik Netral dengan Kumparan
Petersen.
R
S
Kumparan
Petersen
T
Gambar 6 10 .Rangkaian Pengganti Pentanahan Titik Netral dengan
Kumparan Petersen
Pada hakekatnya tujuan dari
pentanahan dengan kumparan
Petersen adalah untuk melindungi
sistem dari gangguan hubung
singkat fasa ke tanah yang
sementara
sifatnya
(temporary
fault), yaitu dengan membuat arus
gangguan yang sekecil-kecilnya
251
dan pemadaman busur api dapat
terjadi
dengan
sendirinya.
Kumparan Petersen berfungsi untuk
memberi arus induksi (IL) yang
mengkonpensir arus gangguan,
sehingga arus gangguan itu kecil
sekali dan tidak membahayakan
peralatan listrik yang dilaluinya.
Arus gangguan ke tanah yang
mengalir pada sistem sedemikian
kecilnya sehingga tidak langsung
mengerjakan relai gangguan tanah
untuk membuka pemutusnya (PMT)
dari bagian yang terganggu.
Dengan
demikian
kontinuitas
penyaluran tenaga listrik tetap
berlangsung untuk beberapa waktu
lamanya walaupun sistem dalam
keadaan gangguan hubung singkat
satu fasa ke tanah, yang berarti
pula dapat memperpanjang umur
dari pemutus tenaga (PMT).
Sebaliknya sistem pentanahan
dengan kumparan Petersen ini
mempunyai kelemahan, yaitu sulit
melokalisir gangguan satu fasa ke
tanah yang bersifat permanen dan
biasanya memakan waktu yang
lama. Gangguan hubung singkat
yang
permanen
itu
dapat
mengganggu bagian sistem yang
lainnnya. Oleh karena itu hubung
singkat
tersebut
tetap
harus
dilokalisir dengan menggunakan
relai hubung singkat ke tanah
(Ground fault relai).

Kerusakan peralatan sistem
dimana arus gangguan mengalir
dapat dihindari.
Sistem dapat terus beroperasi
meskipun terjadi gangguan fasa
ke tanah.
Gejala
busur
api
dapat
dihilangkan.
- Kerugian :

Relai gangguan tanah (ground
fault relai) sukar dilaksanakan
karena arus gangguan tanah
relatif kecil.
Tidak dapat menghilangkan
gangguan fasa ke tanah yang
menetap
(permanen)
pada
sistem.
Operasi kumparan Petersen
harus selalu diawasi karena bila
ada perubahan pada sistem,
kumparan
Petersen
harus
disetel (tuning) kembali.
6.6. Transformator Pentanahan
Bila pada suatu sistem tenaga
listrik tidak terdapat titik netral,
sedangkan
sistem
itu
harus
diketanahkan, maka sistem itu
dapat
ditanahkan
dengan
menambahkan
“Transformator
Pentanahan”
(grounding
transformer),
contoh
gambar
pemasangan Trafo Pentanahan
seperti ditunjukkan pada gambar
6.11. berikut :
Pentanahan titik netral melalui
kumparan Petersen
mempunyai
keuntungan dan kerugian yaitu :
- Keuntungan :

Arus gangguan dapat dibuat
kecil sehingga tidak berbahaya
bagi mahluk hidup.
252
Sistem tegangan 70 kV
TRAFO
TRAFO
RESISTOR
Gambar 6.11 Contoh Pemasangan Trafo Pentanahan
Transformator pentanahan itu
dapat terdiri dari transformator Zigzag atau transformator bintangsegitiga (Y-∆). Trafo pentanahan
yang paling umum digunakan
adalah transformator zig-zag tanpa
belitan sekunder.
6.7. Penetapan Sistem
Pentanahan di Indonesia
Sistem 150 KV
Pentanahan netral sistem 150 KV
beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut:
1. Pentanahan netral untuk sistem
ini adalah pentanahan efektif.
Penambahan reaktansi pada
netral sistem ini dimungkinkan
selama persyaratan pentanahan
efektif dipenuhi (X0/X1 ≤ 3)
2. Pengaman sistem dilaksanakan
dengan pemutus cepat dan
penutup cepat
Sistem 66 KV
Pentanahan netral sistem ini
beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut :
1. Pentanahan netral untuk sistem
ini adalah pentanahan dengan
tahanan
2. Pengamanan sistem
dilaksanakan dengan pemutus
cepat dan penutup cepat
Sistem 20 KV
Pentanahan netral sistem 20 KV
beserta pengamannya ditetapkan
sebagai berikut :
1. Pentanahan netral untuk sistem
ini adalah pentanahan dengan
tahanan Pengaman Sistem
Dilaksanakan Sebagai Berikut :
a. Bagi saluran udara maupun
saluran dalam tanah dipakai
pemutus dengan rele arus
lebih
untuk
gangguan
hubung singkat fasa ke fasa
dan rele tanah untuk
gangguan hubung singkat
fasa ke tanah. Pada gardu
distribusi dipasang penunjuk
gangguan.
b. Bagi saluran udara dipakai
pula penutup cepat atau
lambat, sedang bagi saluran
253
dalam tanah tidak dipakai
penutup kembali.
c. Selanjutnya
berdasarkan
SPLN
26:1980
telah
ditetapkan besar tahanan
pentanahan sebagai berikut
dilakukan
dengan
sistem
pentanahan Solid Grounding (tanpa
impedansi).
1). Tahanan rendah 12 ohm dan
arus
gangguan
tanah
maksimum
1000
ampere
dipakai pada jaringan kabel
tanah.
2). Tahanan rendah 40 ohm dan
arus gangguan maksimum 300
ampere dipakai pada jaringan
saluran udara dan campuran
saluran udara dengan kabel
tanah
3). Tahanan tinggi 500 ohm dan
arus gangguan maksimum 25
ampere dipakai pada saluran
udara
1. Pengertian Pentanahan
Peralatan
Pentanahan peralatan adalah
pentanahan bagian dari peralatan
yang pada kerja normal tidak dilalui
arus. Bila terjadi hubung singkat
suatu penghantar dengan suatu
peralatan, maka akan terjadi beda
potensial
(tegangan),
yang
dimaksud peralatan disini adalah
bagian-bagian
yang
bersifat
konduktif yang pada keadaan
normal tidak bertegangan seperti
bodi trafo, bodi PMT, bodi PMS,
bodi motor listrik, dudukan Baterai
dan sebagainya. Bila seseorang
berdiri ditanah dan memegang
peralatan yang bertegangan, maka
akan ada arus yang mengalir
melalui tubuh orang tersebut yang
dapat
membahayakan.
Untuk
menghindari hal ini maka peralatan
tersebut
perlu
ditanahkan.
Pentanahan yang demikian disebut
Pentanahan peralatan, sebagai
contoh pemasangan ditunjukkan
seperti pada gambar 6.12 berikut :
Khusus untuk sistem fasa tiga,
empat
kawat,
pengetanahan
dilakukan tanpa impedansi dan
banyak titik (multiple grounding).
Sistem 275 kV PT Inalum dan
Sistem 500 kV
Walaupun belum diatur dalam
SPLN, tetapi pentanahan Sistem
275 kV PT Inalum di Asahan dan
Sistem 500 kV di Pulau Jawa sudah
Pentanahan
Peralatan
6.8.PENTANAHAN/PEMBUMIAN
PERALATAN
TRAFO
DAYA
Gambar 6.12 Contoh Pemasangan Pentanahan Peralatan
254
Pentanahan peralatan merupakan
hal yang sangat penting dan perlu
diperhatikan,
baik
pada
pembangunan Gardu Induk, Pusatpusat listrik, Industri-industri bahkan
rumah tinggal juga perlu dilengkapi
dengan sistem pentanahan ini.
Tujuan pentanahan peralatan
dapat dipormulasikan sebagai
berikut :
a.
Untuk mencegah terjadinya
tegangan kejut listrik yang
berbahaya bagi manusia dalam
daerah itu.
b
Untuk memungkinkan timbulnya
arus tertentu baik besarnya
maupun
lamanya
dalam
keadaan gangguan tanah tanpa
menimbulkan kebakaran atau
ledakan pada bangunan atau
isinya.
c. Untuk memperbaiki penampilan
(performance) dari sistem.
2. Tahanan Pentanahan
Adalah besarnya tahanan
pada kontak/hubung antara masa
(body) dengan tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
besarnya pentanahan :
a. Tahanan jenis tanah
b. Panjang
jenis
elektroda
pentanahan
c. Luas penampang elektroda
pentanahan
Harga pentanahan makin kecil
makin baik. Untuk perlindungan
personil dan peralatan perlu
diusahakan tahanan pentanahan
lebih kecil dari 1 Ohm. Hal ini tidak
praktis untuk dilaksanakan dalam
suatu sistem distribusi, saluran
transmisi, ataupun dalam substation
distribusi. Beberapa
peralatan/
standar yang telah disepakati
adalah bahwa saluran transmisi,
substation harus direncanakan
sedemikian rupa, sehingga tahanan
pentanahan tidak melebihi harga
satu ohm, Dalam Gardu-gardu
Induk distribusi, harga tahanan
maksimum yang diperbolehkan
adalah 5 ohm. Demikian juga
halnya pada menara transmisi,
untuk menghindarkan lompatan
karena naiknya tegangan/potensial
pada waktu terjadi sambaran petir
maka tahanan kaki menara perlu
dibuat sekecil mungkin (di Amerika
kurang dari 10 Ohm). Untuk
memahami
mengapa
tahanan
pentanahan harus rendah, dapat
digunakan hukum Ohm yaitu :
V
=IxR
volt
Dimana :
V = tegangan (volt)
I
= Arus (ampere)
R = Tahanan (ohm)
Sebagai
contoh
terdapat
tegangan sumber 415 volt (240volt
terhadap tanah) dengan tahanan 4
ohm. Ada masalah/trouble atau
gangguan, sehingga kabel dari
sumber yang mencatu motor listrik
menyentuh badan motor. Hal ini
berarti
kabel
tersebut
menghubungkan
ke
sistem
pentanahan
yang
mempunyai
tahanan 20 ohm ke tanah
(perhatikan gambar 6.13). Menurut
hukum Ohm akan ada arus
mengalir
sebesar
10
amper
melewati badan motor.
Apabila seseorang menyentuh
badan motor, maka dia akan
menerima tegangan sebesar 200
volt (20ohm x 10amper). Hal ini
255
dapat berakibat fatal, tergantung
pada tahanan orang tersebut yang
bervariasi dengan tegangan yang
disentuhnya.
Gangguan
4Ω
Badan motor
Motor
Listrik
Bangunan
logam
sistem
pentanahan
Sumber 415 volt, 240
volt terhadap tanah
20Ω
Tahanan ke tanah
yang sebenarnya
Gambar 6.13. Ilustrasi Gangguan yang Tinggi pada Tahanan Tanah
6.9. Exposur Tegangan
(Voltage Exposure)
Jika ada kontak yang tidak
disengaja antara bagian-bagian
yang dilalui arus dengan kerangka
metal dari kerangka peralatan,
kerangka
metal
itu
menjadi
bertegangan yang sama dengan
tegangan
peralatan.
Untuk
mencegah terjadinya tegangan
kejut yang berbahaya kerangka
peralatan metal peralatan tersebut
harus dihubungkan ke tanah
melalui impedansi yang rendah.
Impedansi pentanahan itu harus
sedemikian kecilnya sehinggga
tegangan I.Z yang timbul pada
kerangka peralatan harus cukup
kecil
dan
tidak
berbahaya.
International
Electrotechnical
Commission (IEC) mengusulkan
besar tegangan sentuh yang
sebagai fungsi dari lama gangguan
seperti pada tabel 6.1 dibawah ini.
Tabel ini biasanya digunakan untuk
sistem tegangan konsumen. Jadi
misalnya untuk sistem pentanahan
pengaman (PUIL Fasal 324). Jika
terjadi kegagalan isolasi pada
peralatan,
maka
besar
arus
gangguan If dari titik gangguan ke
badan peralatan tersebut, dan dari
badan peralatan ke tanah melalui
tahanan pentanahan RE2, maka
timbulah tegangan sentuh pada
badan peralatan sebesar :
VS = If . RE2
256
Tabel 6.1 Besar dan lama tegangan sentuh maksimum.
Tegangan sentuh volt (rms)
Waktu pemutusan maksimum (detik)
< 50
50
5,0
75
1,0
90
1,5
110
220
0,2
0,1
;
0,05
280
0,03
150
Agar persyaratan dalam tabel
tersebut dapat dipenuhi. maka
tahanan diberikan oleh:
RE2 <
50
ohm
k . ln
dimana :
RE2 = Tahanan pentanahan
In = Arus nominal dari alat
pengaman lebur atau alat
pengaman arus lebih (amper)
k = Bilangan yang besarnya
tergantung dari karakteristik alat
pengaman
= 2,5 ….. 5, Untuk pengaman
lebur atau sikering
= 1,25 …. 3,5, Untuk pengaman
lainnya.
Biasanya Impedansi Trafo kecil
terhadap RE1 atau RE2, maka arus
hubung tanah
Vph
Ir =
R
RE 1 + RE 2 + saluran
3
B
C
A
N
RE1
If
E3
RE2
Gambar 5.12. Hubung tanah pada peralatan dalam suatu sistem yang
netralnya diketanahkan.
257
Contoh :
Suatu
peralatan
diperoteksi/diamankan
sikering 6A.
RE2 <
listrik
dengan
50
ohm = 2,78 ohm
3× 6
(k diambil = 3)
Misalnya diambil :
R E2 = 2,5 ohm
R E1 = 2,0 ohm
R sal = kecil dan diabaikan.
V ph = 220 Volt
Maka,
Ir =
220
= 48,9 Amper
2,5 + 2,0
Tegangan sentuh ;
V S = 48,9 x 2,5 = 122,25 Volt.
Jadi tegangan sentuh yang
timbul 122,25 volt (lebih tinggi
dari 50 volt). Tetapi jika sekring
yang
dipakai
memenuhi
persyaratan
standar,
maka
dengan arus 48,9 amper (8 xln)
sikering tersebut akan putus
dalam waktu 0,1 detik, jadi
memenuhi persyaratan dalam
tabel6.2 Sebagai aturan umum
disebutkan bahwa seseorang
tidak boleh menyentuh walau
sekejap pun peralatan dengan
tegangan diatas 100 Volt.
6.10. Pengaruh Besar Tahanan
Terhadap Sistem Tenaga
Listrik
a. Makin besar tahanan tanah,
tegangan sentuh makin
besar
b. Makin besar tahanan tanah
pada tiang transmisi, makin
besar tegangan puncak tiang
c. Makin besar tahanan tanah
pada tiang tranmisi, makin
banyak jumlah Isolator yang
harus
dipasang
(jumlah
isolator makin panjang
d. Tahanan
tanah
mempengaruhi penampilan
saluran (line Performance).
6.10.1. Pengaruh Tahanan
Pentanahan Yang Kecil
Pada Sistem
1. Mengurangi tegangan pada
puncak tiang
2. Mengurangi tegangan pada
kawat penghantar
3. Mengurangi tegangan pada
isolator
4. Mengurangi gangguan sampai
beberapa gawang
5. Mengurangi
waktu
berlangsungnya
tegangan
merusak
(Break
Down
voltage).
6.10.2. Macam-Macam
Elektroda Pentanahan
Pada dasarnya terdapat tiga
macam elektroda pentanahan
yaitu :
1. Elektroda Pita, berupa pita
atau kawat berpenampang
bulat yang ditanam di dalam
tanah umumnya penanamannya tidak terlalu dalam.
(0,5 - 1 meter) dan caranya
ada
bermacam-macam,
perhatikan gambar 6.13
258
Bentuk Radial
Bentuk Grid
Bentuk Lingkaran
Gambar. 6.13. Macam-macam cara penanaman eletroda pita
2. Elektroda Batang, berupa batang yang ditanam tegak lurus dalam tanah,
lihat gambar 6.14
Gambar 6.14 Cara penanaman Elektroda batang. Untuk membuat agar
tahanan pentanahan cukup kecil elektroda batang tersebut ditanam lebih
dalam atau menggunakan beberapa batang elektroda.
3. Elektroda pelat, berupa pelat yang ditanam tegak lurus dalam tanah seperti
pada gambar 6.15
Gambar 6.15. Cara Penanaman elektroda pelat
259
6.11.Metode/Cara Pentanahan
6.11.1. Pentanahan dengan Driven Ground.
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menancapkan batang
elektroda ke tanah. Perhatikan gambar 6.16. dan 6.17.
Gambar 6.16. Pentanahan dengan Driven Ground
S
Satu Batang Elektroda
Dua Batang Elektroda
Gambar 6.17 Pentanahan Dengan Counter Poise
Adalah pentanahan yang dilakukan dengan cara menanam kawat elektroda
sejajar atau radial, beberapa cm di bawah tanah (30 cm - 90 cm). Perhatikan
Gambar 6.18
260
Pentanahan menara dengan counterpoise
Radial
paralel
Gambar 6.18. Pentanahan menara dengan counterpoise
Pentanahan dengan counter
poise biasanya digunakan apabila
tahanan tanah terlalu tinggi dan
tidak dapat di kurangi dengan cara
pentanahan
driven
ground,
biasanya karena tahanan jenis
tanah terlalu tinggi.
6.11.2. Pentanahan Dengan Mesh
atau Jala
elektroda membujur dan melintang
di bawah tanah, yang satu sama
lain dihubungkan di setiap tempat
sehingga membentuk jala (Mesh).
Perhatikan gambar 6.19
Sistem
pentanahan
Mesh
biasanya dipasang di gardu induk
dengan tujuan untuk mendapatkan
harga tahanan tanah yang sangat
kecil (kurang dari 1 ohm).
Adalah
cara
pentanahan
dengan jalan memasang kawat
261
.
...
Gambar 6.19 Pentanahan dengan Mesh (jala)
Harga tahanan jenis selalu
6.12. Tahanan Jenis Tanah
bervariasi sesuai dengan keadaan
Harga tahanan jenis tanah pada
pada saat pengukuran. Makin tinggi
daerah kedalaman yang terbatas
suhu makin tinggi tahanan jenisnya.
tergantung dari beberapa faktor,
Sebaliknya makin lembab tanah itu
yaitu :
makin rendah tahanan jenisnya.
Jenis tanah = tanah liat, berpasir,
Secara umum harga-harga tahanan
berbatu, dll
jenis ini diperlihatkan pada tabel
- Lapisan tanah = berlapis-lapis
berikut ini :
dengan tahanan jenis berlainan
atau uniform.
- Kelembaban tanah
- Temperatur.
262
Tabel 6.3. Tahanan Jenis Tanah
Jenis tanah
Tahanan jenis tanah (ohm m)
Tanah Rawa
30
Tanah Liat Dan Tanah Ladang
100
Pasir Basah
200
Kerikil Basah
500
Pasir Dan Kerikil Kering
1,000
Tanah Berbatu
3,000
Sering dicoba untuk merubah
komposisi kimia tanah dengan
memberikan garam pada tanah
dekat
elektroda
pentanahan
dengan
maksud
untuk
mendapatkan tahanan jenis tanah
yang rendah. Cara ini hanya baik
untuk sementara sebab proses
penggaraman
harus
dilakukan
secara priodik, sedikitnya enam
bulan sekali. Dengan memberi air
atau membasahi tanah juga dapat
mengubah tahanan jenis tanah.
6.13. Pengukuran Tahanan
Pentanahan
tahanan antara besi atau plat
tembaga yang ditanam dalam tanah
yang digunakan untuk melindungi
peralatan listrik terhadap gangguan
petir dan hubung singkat. Dengan
demikian pelat tersebut harus
ditanam
hingga
mendapatkan
tahanan terhadap tanah sekitar
yang
sekecil-kecilnya.
Untuk
mengukur tahanan pentanahan
digunakan alat ukur tahanan
pentanahan
(Earth
Resistance
Tester), seperti diperlihatkan pada
gambar 6.20. Cara penggunaan
"Earth Resistance Tester" akan
dijelaskan lebih lanjut pada materi
yang lain.
Pengukuran tahanan pentanahan bertujuan untuk menetukan
263
Gambar 18.2.13.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
OK Lamp
Function Switch Buttons
Ohm Range Switch Buttons
Terminals
Scale Plate
Panel
Gambar 6.20 Alat ukur tahanan pentanahan .
264
BAB VII
KONSTRUKSI KABEL TENAGA
Dalam penyaluran tenaga listrik
dari pusat-pusat pembangkit ke
konsumen
biasanya
dilakukan
melalui Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT), seiring dengan
perkembangan
daerah,
maka
didaerah perkotaan SUTT sulit
dipergunakan karena kesulitan
lahan untuk tower maka digunakan
Saluran Kabel Tegangan Tinggi
(SKTT). Selain itu kabel juga
digunakan untuk penyaluran tenaga
listrik
antar
pulau
dengan
menggunakan Saluran Kabel Laut
Tegangan Tinggi. (SKLT).
Kabel yang digunakan untuk
SKTT maupun SKLT biasanya
kabel berisolasi kertas yang diberi
minyak dan disebut kabel minyak
atau kabel yang berisolasi Crosslinked polyethylene (XLPE) yang
disebut kabel XLPE.
7.1. Kabel Minyak
Kabel ini menggunakan isolasi
yang terbuat dari jenis isolasi padat
terdiri dari kertas yang diresapi
dengan Viskos Compon dan
dilakukan treatment
dengan
minyak
untuk
membuang
kelembaban serta udara, karena itu
dinamakan kabel minyak..
7.1.1. Bagian bagian kabel
minyak
Bagian-bagian dari kabel minyak
ini terdiri dari:
• Konduktor.
• Kanal minyak
• Insulation
• Minyak impregnasi
• Electrostatic Screen
• Penguat dan Selubung logam
• Pengaman karat.
7.1.2. Konduktor
Konduktor yang digunakan yaitu
tembaga atau aluminium, logam
tersebut
dipilih
dengan
pertimbangan beberapa hal yaitu
arus beban dan keekonomisan.
Konduktor Hollow dibuat dengan
segmental
Strip
yaitu
untuk
kekukuhan atau kekuatan yang
lebih tinggi dan telah digunakan
sampai dengan penampang 2000
mm2. Untuk mentransfer beban
listrik yang besar (very Heavy load)
biasanya
digunakan konduktor
“Milliken”.
Konduktor
tersebut
umumnya dibuat “Six Stranded
Segmen” dan terisolisasi antara
segmen satu dengan yang lain,
tersusun disekeliling kanal yang
berisi spiral penyangga dan diikat
bersama dengan pita Bronze.
Masing – masing segmen dibentuk
oleh sejumlah konduktor bulat dan
terpasang kompak pada bentuk
segmen
yang
dibutuhkan.
Konstruksi harus dibuat equal,
untuk mengurangi rugi-rugi akibat
efek
kulit,
Skin
efek
juga
dipengaruhi oleh ukuran kanal
(Duct), misalnya untuk konduktor
1600 mm2, jenis ‘ Conci’ pada 50
Hz
dan
suhu
85°C
akan
mempunyai Skin efek 24,5% jika
kanal 12 mm dan 60% jika 40 m.
Dengan konduktor “Milliken”,
karena
masing-masing
sektor
secara automatik ditransposed,
maka pembesaran diameter kanal
265
mengurangi pengaruh skin efek
cukup banyak. Nilai rugi-rugi akibat
Skin efek untuk konduktor cooper
“Milliken” cukup rendah yaitu untuk
diameter 2500 mm2 pada 85° C
dan 25 mm kanal adalah 14%. Nilai
rugi-rugi akibat Skin efek yang
rendah yaitu 2 s.d 4% dapat dicapai
dengan konduktor yang disusun
elemen terisolasi satu dengan yang
lainnya menggunakan enamel.
7.1.3.Kanal Minyak
Pada
kabel
inti
tunggal,
konduktor dilengkapi dengan kanal
minyak yang terbuat dari Steel Strip
Spiral
bulat
terbuka
yang
menggunakan kawat konduktor
stranded. Untuk jenis Segmental
Self Supporting Conductor tidak
perlu menggunakan Steel Spiral.
Diameter
kanal
minyak
disesuaikan dengan persyaratan
sistem hidrolik, dan umumnya
dengan batas 12 s.d 25 mm.
Pada sistem instalasi kabel,
dilengkapi dengan tangki-tangki
ekspansi baik ujung yang satu
maupun ujung yang lainnya,
bergantung pada sirkitnya, atau
juga
dapat
dipasang
tangki
ditengah-tengah instalasi kabel.
Instalasi kabel dirancang dengan
prinsip
bahwa
pada
kondisi
pelayanan yang tidak normal,
tekanan minyak kabel akan lebih
tinggi
dari
tekanan
atmosfir
sepanjang kabel
dari sistem
instalasi tersebut.
1.Insulation
Isolasi kabel ini terbuat dari jenis
isolasi padat terdiri dari kertas yang
dilapiskan pada konduktor yang
diresapi dengan Viskos Compon
dan dilakukan treatment untuk
membuang
kelembaban
serta
udara.
Isolasi
kabel
terdiri
dari
“Cellulose Paper” yang dilapiskan
pada konduktor yang membentuk
suatu dinding isolasi yang uniform
dan kompak dan tidak mengkerut
atau terjadi kerusakan selama
proses pembuatan atau ketika
penanganan kabel dilapangan saat
penggelaran. seperti pembengkokan serta perlu diawasi baik
terhadap
tarikan
maupun
kelembabannya.
Ketebalan kertas bervariasi,
kertas yang tipis yang mempunyai
dielektrik strenght tinggi tetapi
kekuatan mekaniknya rendah dan
digunakan pada tempat yang paling
dekat dengan konduktor.
Kertas
yang
digunakan
mempunyai
kemurnian
dan
keseragaman
tinggi,
dicuci
menggunakan
Deionize
water
selama pembuatannya.
Sifat kerapatan dari kertas dipilih
secara hati-hati untuk mendapatkan
dielektrik strenght yang paling tinggi
dan juga kompatibel dengan
metode impregnasi yang lain.
Isolasi
tersebut
mempunyai
ketebalan bervariasi dari 3 mm
untuk 30 kV dan 35 mm yang
digabung
dengan
minyak
bertekanan tinggi khususnya untuk
tegangan 750 s.d 1000 kV.
Untuk kabel-kabel yang besar
dan apabila kabel menggunakan
selubung
aluminium,
isolasi
diamankan dari kerusakan mekanik
menggunakan lapisan pita “Glass
Fibre Coopen Threated Woven”
266
2. Minyak peresap ( impregnasi)
Pada kabel yang menggunakan
selubung logam dari timah atau
aluminium untuk mengamankan
konduktor yang terisolasi terutama
untuk tegangan >50 kV, karena
formasi pada saat pelayanan yang
disebabkan oleh Void akibat Heat
Cycling dan pada waktu ada
tekanan tegangan yang lebih besar.
Void-void ini membentuk ionisasi
yang
terus
bertambah
yang
akhirnya
dapat
menyebabkan
kerusakan. Untuk membuang atau
menyingkirkan Void-void ini, kabel
diberi minyak, dengan impregnasi
penuh memakai bahan yang
viskositasnya
rendah, dimana
pada waktu ada pemanasan kabel
minyak akan mengalir keluar
menuju reservoir dan akan kembali
lagi
pada
waktu
kabel
bertemperatur rendah. Kabel yang
berdiri sendiri (Self-Contained Oil
Filled ) umumnya digunakan
dengan jenis tekanan rendah, yaitu
dirancang untuk untuk
tekanan
minimum namun masih diatas
tekanan udara luar. Nilai aktual
tekanan itu dapat lebih tinggi pada
suatu lokasi dan akan bervariasi
sepanjang panjangnya instalasi
bergantung pada profil instalasinya.
Nilai tekanan yang lebih tinggi lagi,
umumnya > 10 atm digunakan
untuk instalasi kabel dengan
tegangan tinggi supaya menaikkan
Dielektrik Strenght Isolasi.
Informasi tentang minyak yang
rendah viskositasnya dari minyak
kabel T-3570. Minyak T-3570 murni
100 % jenis hidrokarbon. Tidak
memungkinkan untuk memberikan
informasi secara lengkap dari
struktur minyak mineral tersebut.
Analisa molekul adalah cukup
banyak dipengaruhi oleh teknik
pengukuran.
Analisa
yang
dilakukan oleh NDM, adalah salah
satu yang tekniknya sudah dikenal
dan memberikan indikasi dari
distribusi aromatik naphtenic dan
paraffinic. Menggunakan teknik
ini,minyak T-3570 berisi kira-kira 10
% molekul aromatic yang (utama)
predominantly single dan struktur
dua ring.The balance of the oil
comprices a micture of naphtenic
and
paraffinic
grouping
predominant.Tidak ada tambahan
bahan kimia berkaitan pada T-3570.
karakteristik yang lain yang dapat
membantu bahwa minyak &-3570
merupakan
viscositas
sangat
rendah menjamin bahwa dalam hal
ada kebocoran kabel, minyak akan
segera muncul pada permukaan air
dalam bentuk film yang sangat
tipis.Tambahan lagi, penguapan
yang tinggi dari minyak ini, akan
memberi vasilitas mengurangi rugi
akibat penguapan.
7.1.4. Data kimia
Acid value (inorganic) : nil
Acid value (organic) : 0,01mg KOH/
g max
Sulphur content : non corrosive
Physical data :
Coefisien of expansion: 0,00089/
°C Viscops
Viscosity at 60° C
: 2 cSt
Viscocity 20° C
: 5 cst
Viscosity pada 0°C
: 10 cst
Flash point (open)
: 115 °C min
Pour point
: -27 °C
Cloud point
: -25 °C
General information
Extra low viscocity
267
7.2. Karakteristik Minyak
Minyak
kabel
merupakan
komponen instalasi kabel yang
sangat penting, dan hanya minyak
bagian dari sistem isolasi kabel
yang dapat diperiksa setelah kabel
dipasang, yang harus diperhatikan
pada karakteristik minyak yaitu:
• Viskositas
• Koefisien muai termal
• Tegangan tembus
• Tangen delta
• Penyerapan terhadap gas
1. Viskositas
Dapat dilihat pada perhitungan
sistem hidrolik, viskositas minyak
adalah sangat penting. Minyak
harus dipertimbangkan dengan
desain dari kanal minyak kabel
panjang seksi pemasok minyak dan
jenis tangki ekspansion. Viskositaas
diukur dalam senti stokes atau
centipoise
(centipoise
adalah
centistoke dikalikan dengan spesifik
grafiity minyak).
Viskositi
harus
serendah
mungkin kompatibel dengan titik
nyala dan titik
mengembun.
Viskositas yang rendah mengijinkan
operasi dengan suhu yang sangat
rendah dan membantu desain
sistem yang ekonomis dengan
mengurangi
banyaknya
titik
pasokan minyak.
Minyak
mineral
Viskositas
rendah yang digunakan mempunyai
viskositas pada 20° C kurang lebih
12 cst dan titik tuang 45°C atau
kurang.
Salah
satu
minyak
yaitu
Dodecyl Benzene (DDB) yang
dikenalkan pada tahun 60 an,
mempunyai viskositas pada 20° C
sama dengan minyak mineral diatas
dan bahkan lebih rendah titik
tuangnya. Selanjutnya, mempunyai
titik nyala yang tinggi dan
kemampuan menyerap gas pada
waktu terjadi tekanan listrik. Bahkan
lebih rendah Viskositas Dodecyl
Benzene
(DDB).
yang
pada
penggunaan normal cocok untuk
pemasok tekanan kabel laut yang
sangat panjang.
Contoh pengunan minyak ini
yaitu untuk instalasi Angke–
Ketapang dan petukangan dan
petukangan kearah Senayan yang
mempunyai viscositas 5cSt pada
20°C.
2. Koefisien Ekspansi Panas
Koefisien ekspansi panas adalah
sangat penting .hal ini memberikan
ukuran dari aliran minyak,dan juga
menentukan ukuran ruangan untuk
ekspansi. Koefisien panas ini juga
akan mempengaruhi pada tekanan
dinamik,dan dengan demikian juga
diameter kanal minyak (oil duct),
panjang seksi pemasok minyak dan
jenis vesel pemuai yang dipilih. Dua
jenis karaktersitik ini merupakan
parameter hidrolik yang sangat
penting.Tetapi agar cairan isolasi
mempunyai isolasi yang terbaik,
minyak juga harus mempunyai
karakteristik listrik yang baik.
3. Tegangan tembus
Pertama minyak kabel harus
mempunyai tegangan tembus yang
tinggi. Tegangan tembus ini dapat
diukur dengan tes cell spesial.
Pengujian dengan alat uji tersebut
memberikan indikasi kondisi minyak
isolasi kabel.
Air dan kotoran268
kotoran akan merendahkan kuat
dielektrik.
yang baik, sehinggga
penimbulan gas tidak terjadi.
4. Tangen Delta
6. Pelepasan Gas (degassifying)
Mengukur tan delta minyak
adalah pengukuran yang terbaik
yang dilakukan untuk memeriksa
kemurnian minyak kabel. Cairan
isolasi listrik yang baik diperlukan
harga tan delta yang rendah.
Kotoran yang terdapat pada minyak
seperti: air, ageing product,rest of
lubricant, debu, udara dan benda
lain. Kontaminasi yang berbahaya
adalah
kontaminasi
yang
memberikan kenaikan tan delta.
Jika minyak menjadi cairan
isolasi yang baik, maka
perlu
mempunyai minyak yang tanpa gas
atau jenis kontaminasi yang lain.
Gas dan air akan dilepas dari
minyak pada mesin pelepas gas.
Mesin pelepasan gas bekerja
sebagai berikut: minyak yang akan
diolah
dihamparkan
(spread)
didalam ruangan vaccum, dimana
minyak
akan
mempunyai
permukaan yang luas dibanding
volume gas atau air akan mengurai
didalam ruang vacuum dan minyak
yang bebas gas ada dibawah
dipompa kedalam tangki yang
rapat. Jika minyak mempunyai
kontaminan yang tinggi
pada
proses ini dapat diulang-ulang
sampai minyak menjadi kering dan
bebas gas.
Penyerapan kotoran minyak
yang lain dari air dan gas tidak
dapat dilepas selama
proses
pelepasan gas (degasifying).
Hasil penyerapan ini harus
dilepas dengan menyaring minyak
menggunakan fuller, s earth.
Fuller,s earth akan menyerap
semua partikel–partikel dimana
partikel tersebut akan menaikkan
tan delta. Penyaringan melalui
fuller,s earth adalah dengan cara
memompa minyak melalui suatu
penyaring dengan desain khusus.
Hal ini dapat dilakukan terpisah,
tetapi sangat sering dilakukan
secara seri dengan degassifying.
5.Penyerapan Gas
Karakteristik lain dari minyak
isolasi kabel adalah kemampuan
menyerap gas pada kondisi ada
tekanan listrik (electrical stress).
Untuk beberapa alasan, itu dapat
terjadi
bahwa
kita
dapat
mendapatkan gas entah dimana.
Apabila susunan gas itu tidak dapat
diserap,
maka
akan
terjadi
gelembung-gelembung. Tegangan
tembus dari gelembung gas adalah
lebih kecil dari pada minyak dan
kertas. hal ini kemudian akan
membentuk ionisasi dan akhirnya
gagal isolasi. Oleh karena itu
bahwa minyak harus mempunyai
kemungkinan untuk menyerap gas
apabila tegangan diberikan pada
kabel.
Hal yang penting adalah :
1. Minyak harus menyerap gas
pada terjadi gangguan
2. Pembuatan,splicing(sambungan
dan terminating pada kabel
harus dikerjakan dengan cara
269
Tabel 7. 1.
Karakteristik Minyak( Dobane J.N (Decylbenzene)
Penunjukan
Harga
Density pada 15°C
0,865
Viscocity pada 20°C
6,46 Cst
50°C
2,94 Cst
80°C
1,39 Cst
Dielectric losses pada 80°C after <0,002
ageing
Spesific heat 10°C
0,442 Kcal/kg/°C
37°C
0,465 Kcal/kg/°C
Expansion coefficient between 20 8,2 10-4 °C
dan 80 °C
Tabel 7. 2.
Karakteristik Minyak
Suhu
Cinematic Viscocity(Cst)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
85
20
11,4
7,5
5,8
4,5
3,5
2,85
2,3
2
1,83
7.3. Macam-macam minyak kabel
Sekarang kita telah melihat
syarat dasar isolasi kabel minyak.
Minyak yang digunakan untuk
Angke – Ketapang dan Petukangan
– Senayan adalah jenis minyak
mineral.
Minyak
kabel
yang
digunakan oleh pembuat kabel De
Lyon dan Pireelli adalah dari jenis
sintetic. Jika karena beberapa
alasan, perlu mengisi kabel STK
dengan minyak dari pemasok lain,
minyak dari de Lyon dan Pirelli
Dynamic viscocity
(cpoise)
17,5
9,9
6,46
4,96
3,82
2,94
2,38
1,9
1,64
1,39
dapat digunakan. Secara teknik
ketiga jenis minyak kabel ini, dan
hidrolik
sistem
dirancang
sedemikian
sehingga
dapat
memelihara perbedaan viskositas
dan koefisien pemuaian panas.
1. Electrostatic Screen
Pita pada kertas karbon semi
konduktif
dipasang
melapisi
konduktor dan isolasi, screen ini
mempunyai sifat meningkatkan
tegangan
breakdown
pada
270
frekuensi power dan memperbaiki
umur dari isolasi.
2. Penguat dan selubung logam.
Suatu selubung logam dari
timah atau aluminium digunakan
sesudah
pemasangan
isolasi,
sebelum dan setelah peresapan
menurut teknologi yang dipakai.
Jika digunakan timah ini dilengkapi
dengan suatu penguat untuk
menahan ekspansi radial. Material
ini umumnya suatu tembaga tipis
atau pita alloy yang sangat ketat
dilapiskan pada selubung guna
membentuk suatu penutup.
Dalam hal kabel tekanan
tinggi yang dipasang secara
vertikal atau sloop yang terjal
atau curam,ketentuannya dibuat
juga untuk memperkuat gaya
longitudinal.Selubung aluminium,
umumnya
untuk
menaikkan
fleksibility. Ketebalan selubung
aluminium umumnya bergantung
pada diameter dan operasi
tekanan yang bermacam-macam
yaitu dengan range 1,5 mm
sampai 5,5 mm.
3. Pengaman
terhadap Karat
(Anti Corrosion Protection)
Pengaman terhadap karat atau
Anti
Corrosion
Protection
menggunakan “Adhering Layer
Covered” atau PVC bergantung
pada jenis kabel. Bagian ini untuk
mengamankan
Pita
penguat
selubung timah atau aluminium
terhadap korosi.
4. Assesories Kabel minyak
Assesories pada instalasi kabel
minyak terdiri dari: Stop Joint,
pemasok minyak dan Sealing End
atau terminasi untuk penggunaan
pada ujung kabel.
Stop Joint untuk membagi
minyak pada sirkit kedalam seksi
minyak yang terpisah. Straight Joint
untuk
menyambung
kabel,
Trifurcating
Joint
untuk
menyambung Three Core ke Single
Core kabel. Assesories Kabel
minyak lainnya adalah pembatas
tegangan
untuk
sistem
Crossbonding
pada
seksi
berikutnya
5. Terminasi (Sealing End)
Sealing End dilengkapi dengan
seal yang tertutup rapat, dan
pemisahan secara fisik antara ujung
konduktor dan selubung logam
(sheath) dimana tekanan dielektrik
berkurang dari beberapa ribu
volt/milimeter
pada
pertemuan
secara radial, pada kabel menjadi
beberapa
ratus
volt/milimeter.
Isolasi bagian luar umumnya
terbuat dari porselin yang tahan
cuaca umumnya jenis antifog.
Sealing end dibuat untuk tahan
terhadap uji sama dengan kabel,
tetapi harus mempunyai tegangan
impulse
yang
tinggi.
Untuk
terminasi kabel inti tiga spliter bok
digunakan untuk memisahkan inti
kabel
yang
masing-masing
dipasang pada sealing end. Sealing
end yang direndam dalam minyak
didesain guna beroperasi pada
tekanan minyak yang tinggi.
Terminasi untuk kabel yang masuk
ke
saluran
GIS
umumnya
mempunyai sebuah insulator voltalit
271
yang terdiri dari porselin juga,
dengan
demikian
mempunyai
kemampuan mekanik yang lebih
besar. Sealing end jenis ini
dipasang pada boks yang dirangkai
dengan trafo dan disambung denga
trafo
menggunakan
bushing.
Susunan
seperti
ini
guna
memudahkan dapat melepas trafo
tanpa harus melepas kabel dan
mudah memeriksa minyak pada
boks kabel.
6.
Sambungan Lurus (Straight
Joint)
Sambungan Lurus menunjukan
keistimewaan dari joint three core
kabel, pada joint seperti ini,
konduktor aluminium disambung
dengan mengelas/mengecor dan
pada saat menyambung tekanan
minyak dijaga pada tekanan yang
rendah pada sisi ujung kabel.
Masing-masing
ujung
kabel
mempunyai boks tekanan minyak
yang mempunyai katup-katup untuk
mengatur sehingga minyak dapat
terus-menerus meresapi pekerjaan
sambungan .Sebuah steel spiral
dipasang
pada
kanal
pusat
konduktor dengan tujuan untuk
support
dan
konduktor
dan
menjamin aliran minyak. Joint
tersebut sesuai untuk penggunaan
instalasi
kabel
tanah
yang
menggunakan sistem crossbonding.
7. Sambungan Henti (Stop joint)
Stop joint digunakan untuk
membagi sirkit kedalam seksi-seksi
tekanan minyak yang terpisah
masing-masing
dan
dilengkapi
dengan peralatan untuk ekspansi
minyak. Seksionalisasi dimaksud-
kan untuk membatasi tekanan
minyak tidak melebihi keamanan
harga
desain
dan
membagi
beberapa bagian panjang kabel
menjadi beberapa seksi tekanan
minyak
untuk
memudahkan
pemeliharaan.
7.4. Tangki minyak. (Pengumpul
minyak)
Karena tahanan listrik pada
konduktor dan selubung logam,
maka arus beban kabel akan
membangkitkan rugi listrik yang
akan dirubah menjadi panas pada
kabel itu sendiri. Karena pemuaian
panas minyak isolasi lebih tinggi
dibandingkan dengan pemuaian
volume dari kabel, tidak akan cukup
tempat didalam selubung logam
untuk
mengakomodasi
jumlah
minyak yang panas. Perbedaan
volume antara minyak dingin dan
minyak panas harus diserap oleh
pengumpul
(tangki)
minyak
bertekanan yang ditempatkan pada
salah satu ujung atau kedua ujung
dari panjang kabel. Penurunan dari
arus beban kabel akan mengurangi
produksi panas dan minyak akan
menjadi dingin dan menyusut.
Minyak dari tangki minyak akan
mengalir ke kabel untuk menjaga
isolasi kertas penuh dengan minyak
dan bebas dari void. sehingga
fungsi utama dari tangki minyak
(reservoir)
adalah
untuk
mengakomodasi kelebihan minyak
sesaat kapan saja. Maksud lain
yang sangat penting adalah bahwa
tangki minyak untuk mengumpulkan
cadangan
minyak yang dapat
dipasok kedalam kabel apabila ada
kebocoran pada kabel.
272
1. Jenis,Tangki Minyak
Dua jenis tangki dirancang
untuk mengakomodasi perubahan isi minyak akibat perubahan
temperatur. Tangki tersebut
adalah tangki bertekanan tetap
dan tekanan berubah. Tangki
tekanan
tetap terdiri dari
sejumlah piringan berbentuk
selfleksibel walled yang diisi
minyak kabel. Susunan sel
tersebut dipasang pada wadah
silinder rapat (sealed) dan diisi
minyak untuk melindungi karat.
Jenis tangki ini dipasang pada
ketinggian
tertentu
guna
menjamin
secara
kontinyu
tekanan minyak selalu positip.
Tekanan
minyak
juga
bergantung
pada
tekanan
hidrostatik akibat transien karena
perubahan temperatur yang tibatiba. Pada umumnya untuk
daerah pemukiman yang padat
digunakan variable pressure
tank .
2. Tangki takanan rendah dan
menengah
Gambar
7.1
berikut
memperlihatkan sebuah tangki
minyak untuk memperlihatkan selsel didalam tangki besi.
Gambar .7.1 Tangki tekanan rendah dan menengah
Tangki tekanan rendah B-120 yang
berisi 40 sel yang masing-masing
berisi
3
lt.
Jumlah
tipe
mengindikasikan volume gas ketika
tangki minyak kosong dari isi
minyak. Ketika minyak dipompa
diantara sel-sel baja dan sell-sell
kemudian
sel
tersebut
akan
menekan dan mendesak (exert)
gaya dari minyak. Gambar 7.2
memperlihatkan tipikel karakteristik
sebuah tangki tekanan rendah .
Tipe B-80 dan B-120 dan B-240
adalah tangki tekanan rendah
dengaan berbeda ukuran dengan
operating tekana n 0,2 – 1,7 bar.
Dengan memberikan tekanan pada
sel-sel tekanan dapat dinaikan
sampai 0,3 – 3 bar seperti tangki A130.Tangki tipe A dan B disebut
tangki
tekanan
medium
dan
tekanan rendah.
3. Tangki tekanan tinggi.
Tangki tekanan tinggi dirancang
dengan berbeda cara dibandingkan
273
dengan tekanan rendah dan
tekanan sedang dimana sel yang
berisi gas terpisah pada shell steel.
Gambar.7.2 Curva Kapasitas minyak Tangki.
maka
batang
tersebut
akan
Pada tangki takanan tinggi selbergerak kedepan dan kebelakang
sel gas terhubung melalui sebuah
dengan melewati suatu skala yang
pipa manifol yang dapat diperluas
terbagai-bagi dalam liter. Gerakan
ke katup pada sisi luar dari tangki
batang ini mempunyai fungsi yang
baja. Hal ini membuat kemungkinan
lain yaitu bekerja sebagai katup
untuk menaikkan tekanan minyak
pengaman. Pada batang ada piston
antara sel-sel dan tank simply
yang akan menutup minyak masuk
dengan manaikan tekanan gas.
ke tangki jika sel-sel tersebut
Pada awalnya untuk mengatur
tertekan dan akan menutup minyak
tekanan minyak sampai harga 0,2
keluar apabila sel-sel mempunyai
sampai 12 bar pada tangki H-100
tekanan maksimum yang diijinkan
dan H-150.
sehingga menghindari kerusakan
bagian sel.
Karena tekanan dapat diset
untuk harga awal antara 0,2 sampai
12 bar maka kurva tekanan tidak
4. Ukuran tangki minyak
single volume dan tidak bisa
(reservoir)
dievaluasi
volume
dengan
Agar ukuran volume tangki
membaca tekanan dari manometer
(pengumpul) minyak diketahui, kita
sebagai mana pada tangki tekanan
harus mengetahui beberapa data
rendah. Untuk mengkompensasi
spesifik instalasi kabel seperti:
tangki tekanan tinggi (H-tank),
tangki ini mempunyai indikator
• v = volume minyak per meter
volume minyak yang ditempatkan
kabel
pada flange tangki. Indikator
• l = panjang kabel yang
volume adalah sebuah batang tetap
diakomodasi oleh
keluar dari sel. Karena sel akan
pengumpul (reservoir)
tertekan apabila minyak mengalir ke
minyak
tangki, dan akan mengembang
apabila minyak keluar dari tangki
274
• θ = perbedaan suhu rata-rata
antara minyak panas dan
dingin
• ß = Koefisien volum minyak
kabel.
Volume minimum dihitung dengan
rumus :
V0 = v . L . s . o
Sebagai contoh :
Kabel minyak OKEP 170 kV , 1 x
240 mm2
v = 0,832 l / m
ß = 8,9 x 10 -4 untuk kabel
minyak T 3570 = 60 o C
suhu konduktor bermacam-macam
yaitu 18 s.d 85o C maka kenaikan
suhu rata-rata adalah: 0,9 (85 18 ) = 60
L = 2000 m panjang rute satu kabel.
Maka:
v = 0,832 . 2000 . 0,00089 . 60 =
89 liter
Jika kita memerlukan spare minyak
setiap kabel masing - masing
jumlah untuk mengatasi kebocoran
sebesar 2 liter/jam maka untuk 24
jam harus ditambah 48 liter maka
kapasitas tangki yang dibutuhkan
adalah = 89 + 48 = 137 liter.
5. Tekanan minyak dinamik
Ketika minyak mengalir masuk
dan keluar kabel karena perubahan
suhu dari kabel akan menyebabkan
perubahan
tekanan
tertentu
sepanjang kabel.
Karena ada gesekan antara
minyak dan kanal konduktor maka
tekanan
tangki
pengumpul
(reservoir)
harus
mempunyai
tekanan minyak yang tetap, agar
tekanan minyak ke dalam kabel
seperti kondisi dingin. Selama
terjadi pemanasan pada kabel akan
timbul tekanan minyak didalam
kabel yang akan mendorong
minyak keluar kedalam tangkitangki yang bertekanan.
Bagian penting dari rancangan
kabel minyak adalah menghitung
tekanan minyak dinamik dan
volume minyak yang sesuai.
Perhitungan
tekanan
minyak
dinamik
lebih
komplek
dan
dilakukan dengan bantuan program
komputer dimana semua parameter
seperti: viskositas, suhu, diameter
kanal, kondisi permukaan dihitung
bersama dengan arus beban dan
rugi konduktor.
Gambar 7.3.
B130
Tangki minyak tipe
6. Operasi tangki bertekanan
Pada tangki tekanan statik
misalnya tangki A, B dan H tekanan
minyak disebabkan oleh gas yang
bertekanan.
Hubungan
antara
volume dan tekanan minyak
selanjutnya diatur oleh hukum, gas
yang menyatakan bahwa hubungan
antara tekanan ,volume dan
temperatur adalah konstan untuk
jumlah gas yang tetap. Hal ini dapat
dijelaskan dengan rumus berikut:
vxP
=K
T
275
K = konstanta
v = Volume gas dalam liter
P = absolut pressure in bar
P = ( p + 1) atau pembacaan
tekanan pada manometer dalam
bar diatas tekanan atmosfir
T = temperatur absolut dalam
Kelvin (kelvin = ° Celcius + 273 )
Pada tekanan tangki V1 adalah
volume gas ketika kosong, dan V2
adalah volume gas ketika isi penuh.
v1 – v2 = δ v dimana
δ v = Volume minyak aktif tangki
= K T1/P1 – KT2/P2
= K( T1/P1 – T2/P2)
karena sel-sel gas dibuat pada
temperatur 20 °C maka konstanta K
untuk:
Tangki B- 80 adalah
K 80 = 80/293 = 0,273
Tangki B-120 adalah
K 120 = 120/293 = 0,410
Tangki B-240 adalah
K 240 = 240/ 293 = 0.891
Contoh 1:
Tangki A-130 adalah K130 =
130/293 = 0,443
Jika
temperatur
dipertahankan
konstan, misalnya 10°C, kemudian
tekanan minyak dari tangki A-130
terbaca 2 dan 1 bar pada P1 dan P2
maka pertambahan volume dapat
dihitung sebagai berikut :
P2 = P2 + 1 bar + 3 bar
P1 = P1 + 1 = 2 bar
T1 = T2 = 273 + 10 = 283 °K
δv = K (T1/P1 – T2/P2) = 0,444(283/2
-283 /3 )= 47 liter.
Contoh 2.
Pada contoh 1 didapat kabel
panjang 2000 m jenis OKEP 170
kV, 1 x 240 mm2 akan ber expansi
89 liter antara tanpa beban dan
beban penuh. Jika kita memerlukan
tekanan minyak minimum tidak
lebih rendah dari 0,5 bar, berapa
jumlah
tangki
A-130
yang
diperlukan dan berapa tekanan
maksimum ?
misalnya suhu bervariasi antara 20
– 40 °C
Penyelesaian:
Kita mempunyai jawab δv = 89 liter
T1 = 273 +2 0 = 293
T2 = 273 + 40 = 313,
P1 = 1 + 0,5 = 1,5 ,
P2 = 1 + 3 = 4,0 (maksimum
tekanan untuk A -130 adalah 3
bar).
Banyaknya tangki yang diperlukan
adalah = 89/δv
δv
= 0,444(293/1,5 - 313/4)
=0,444(195,3 – 78,25 ) = 52
sehingga banyaknya tangki adalah
= 89/52 = 1,7 dibulatkan menjadi =
2 buah .
Dengan dua tangki maka berapa
tekanan aktual maksimum yang
terjadi ?
δv = 89/2 = 44,5 liter
δ v = 0,444(293/1,5-313/P2 ) = 44,5
liter. 86,73 - 44,5 = 138,97/P2
maka P2 = 3,29 dan P2 = 2,29,
sehingga
tekanan
maksimum
minyak akan menjadi 2,29 bar.
Untuk tangki tekanan tinggi H100 atau H-150 tidak ada nilai
umum untuk konstanta K . Volume
minyak yang keluar dari tangki
tekanan tinggi sepanjang waktu
dapat dihitung dari ekspresi sebagai
berikut:
δv = v1-v2
v1P1/T1 = v2P2/T2,
karena v2 = v1 (P1T2/T1P2)
maka :
δv = v1-v2 = v1 (1 – P1T2/T1P2) .
Untuk tangki bertekanan tipe H-150,
276
v1 =150 - δv,
di mana v volume minyak yang
terbaca pada indikator volume pada
tekanan P1.
Dari contoh perhitungan diatas
terlihat bahwa suatu instalasi kabel
minyak memerlukan suatu tangki
pengumpul minyak (reservoir) untuk
menjaga tekanan minyak. Tangkitangki tekanan statik
dimana
minyak didalam tangki besi dan
diberi
tekanan
dengan
menggunakan
gas
nitrogen
bertekanan. Minyak isolasi kabel
harus bebas dari lembab dan udara
agar sifat isolasinya tetap. Oleh
karena itu gas tidak boleh kontak
langsung dengan minyak, tetapi
berada dalam fleksibel corrogated
sel-sel baja.
Sel-sel
dibuat
dengan
tekanan dari dua flanes yang
berbeda dari tined steel ,disolder
bersama pada ring support (33%
tin dan 67 % lead solder).
Bentuk kedua flanes saling
melengkapi, yang dikatakan
lower–face
dari
sel.
Penggembungan sel-sel adalah
dijamin dari deformasi dari
kedua flanes oleh penggunaan
vaccum. Kekencangan sel-sel
diuji
dengan
menggunakan
vaccum pada 0,1 mm Hg selama
20 jam,akhirnya sel dibersihkan
dan dikali brasi. Ada beberapa
contoh tangki pengumpul yang
digunakan seperti:
7. Tangki minyak tekanan
rata-rata tipe MP-120
variasi keseimbangan dari volume
minyak kabel oleh perubahan suhu
pada waktu perubahan musim dan
fluktuasi beban. Unuk menjaga sifat
dielektrik dari kabel diperlukan
tekanan minyak minimum 0,3 bar,
pada titik tertinggi dari instalasi.
Tangki minyak harus dipasang
dekat dengan titik tertinggi dari
saluran kabel (instalasi) termasuk
sealing end.
Memperhatikan
pre-inflation
tekanan rata-rata dari sel-sel pada
kira-kira 0,6 bar suhu 20°C,
tekanan kerja minimum bergantung
pada suhu. Misalnya tekanan 0,45
bar pada suhu 0°C dan kira-kira
pada suhu 50°C. Dibawah suatu
suhu, slope diagram tekanan/aliran
akan berubah dengan cepat.
Variasi volume minyak adalah
rendah untuk variasi tekanan yang
besar. Tekanan maksimum adalah
2,5 bar yang dijamin kerja elastik
dari dinding sel. Standar tangki
minyak tipe MP-120 terdiri dari 38
sel-sel udara yang menggembung.
Masing-masing sel terdiri dari 5 liter
udara. Ruang antara body tangki
dengan sel terisi dengan minyak
diolah yang sesuai.
Batas tekanan tangki MP-120
adalah : 0,6 sampai 2,5 bar dan
batas suhu -20 °C dan 35 °C.
Tangki dapat bekerja antara
tekanan 0 sampai 60°C dan dapat
dipasang pada berbagai posisi
pasangan dalam atau luar tanpa
perhatian yang khusus. Walaupun
demikian disarankan tangki-tangki
dipasang pada
tempat
yang
terlindungi dari matahari untuk
daerah tropis.
Tangki tekanan minyak secara
absolut diperlukan untuk menjaga
277
8. Tangki minyak tekanan tinggi
tipe–HP 80(CDL)
Desain dari tipe HP secara
lengkap berbeda dengan tipe MP.
Tipe MP dibuat dari material
galvanize steel,sementara tipe HP
menggunakan
stainless
steel
(sstandart internasional : 316 Liter).
Tipe MP terdiri sejumlah sel-sel
yang identik sedangkan tipe HP
terdiri dari satu pipa corugated
stainles steel
Tipe HP dilengkapi dengan :
dua buah handel,plat khusus untuk
pentanahan
dan
plat
nama.
Keuntungan yang utama tangki tipe
HP adalah dapat diatur tekanan
udaranya,kemudian
tekanan
kerja,sebagaimana yang diperlukan
pada instalasi.Tipe HP dapat
diguanakan pada tekanan antara
0,6 bar sampai
10 bar
maksimum,tetapi hanya dengan
daerah
terbatas
pada
2
bar,misalnya pada tekanan 8
sampai 10 bar atau 4 sampai 6
bar,tekanan udaranya harus diatur
lagi sebelum selesai dan tidak akan
dirubah sesudahnya.
9. Perlakuan terhadap tangki
-
Memvaccum sampai 0,1 mmhg
selama
10
menit
untuk
mengeluarkan lembab
- Cuci dengan minyak panas yang
difilter dan sirkulasi selama satu
jam
- Tuang sampai bersih
- Vaccum 0,1 mmhg selama 10
menit
Isi dengan minyak yang difilter
sampai 2,5 bar
Isi minyak sampai 1,5 bar pada
suhu ambient 20°C
7.5. Perhitungan Sistem Hidrolik.
Dalam
menghitung
jumlah
kebutuhan tangki dan tekan yang
akan terjadi pada masing-masing
tangki
akan
dibahas
dalam
perhitungan sisyem hidrolik ini.
Karaktaristik Umum :
1. Volume minyak pada setiap
bagian (Kabel dan asoseris)
Kabel
:
1,16 lt/m
Straight joint :
18 lt
Stop joint bagian utama :
bagian lain
:
Sealing end out door
:
SF6 Sealing end
:
Tangki utama (maksimum) :
150 lt
35 lt
30 lt
10 lt
100 lt.
2. Perubahan temperature
Tempartur minyak maksimum
pada saluran kabel
=
85ºC.
Rata-rata temperature minyak pada
kabel
= 80º C.
Temperature minimum tanah=25ºC
Temperature minimum ambient =
25º C.
Temperature
maximum
pada
matahari penuh (siang hari)= 55º C.
Maka perbedaan temperatur (∆ T)
pada masing-masing peralatan
adalah:
Kabel 80º C - 25º C = 55º C
Straight joint80º C - 25º C = 55º C
Stop joint 80º C - 25º C = 55º C
Sealing end 55º C - 25º C = 30º C
SF 6 S.E. 65º C - 25º C = 40º C
Tangki 55º C - 25º C = 30º C
3
Coeff muai minyak adalah
:8,4.10-4 /º C)
Volume pemuaian minyak. pada
masing-masing peralatan adalah
278
Kabel 1.161x 8,4. 10-4 x 55º C =
0.0536 lt/m.
Straight joint 18 x 8,4. 10-4 x 55º C
= 0.83 lt
Stop joint (utama) 150 x 8,4. 10-4 x
55º C = 6.93 lt
(Bantu) 36 x 8,4. 10-4 x 55º C =
1.62 lt
Sealing end 30 x 8,4.10-4 x 30º C =
0.75 lt
SF 6 S.E.10 x 8,4. 10-4 x 40º C =
0.34 lt
Tangki 100 x 8,4. 10-4 x 30º C =
2.52 lt.
a. Seksi 1 (GI - J6).
Total Volume pemuaian minyak
Kabel
0.0536 lt. x 2820 m = 151.15 ltr.
Straight joint
0.83 lt x 5 unit = 4,15 ltr
Stop Joint (Bantu)
1.62 lt x 1 unit = 1.62 ltr
Sealing end (Sf6)
0.34 lt x 1 unit =
0.34 ltr
Total volume pemuaian =157, 17 ltr
b. Tekanan Statik
Perhitungan tekanan static
minyak kabel yang tertinggi,
tererndah
dan
menengah,
menggunakan formula sbb :
Fs(x) = P ± 0,0853 x Hx ( kg/cm² )
Dimana : 0,0853 adalah density
minyak pada temp 25º C
0,0853 x Hx x 0,981 (dlm Bar)
adalah nilai yang akan ditambahkan
atau
dikurangkan
sesuai
pertimbangkan titik “x” berada
diatas atau dibawah titik referensi.
Data level peralatan antara GI – J6
dari permukaan laut :
Tinggi permukaan tanah di GI =
27m
Tinggi pemukaan tanah stop joint =
24,75 m
Tinggi tiang struktur penyangga =
2,50 m.
Tinggi insulator = 1,90 m.
Titik tertinggi 1st manometer adalah
= 31,4m.
Tinggi pondasi = 0,10 m
Tinggi peralatan di GI (terminal SE)
= 31,50 m.
Tinggi manometer = 1,40 m
Tinggi manometer diatas permukaan laut = 27 + 1,4 = 28,40 m.
Tinggi/level kabel dapat dilihat pada tabel 7.2
Tabel 7.2 Tinggi/level kabel
Point.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Level.(H)
25.80
25.25
28.90
26.40
18.20
20.55
18.10
27.30
25.40
23.80
24.75
Jarak.
300
465
902
940
1400
1450
1500
1980
2350
2730
2820
279
7.6. Keselamatan kerja dan
peralatan.
Tekanan keselamatan (safety)
minimum adalah 0,3 bar pada
manometer yang terletak diatas.
Tekanan minimum pada tangki
utama adalah 0,6 bar.
Maka tekanan minimum pada
manometer adalah sbb :
0.6 – ( 31,5 – 28,40) x 0.0853 x
0.981 = 0.34 bar
dengan demikian titik referensinya
adalah dibagian atas tangki utama
yang ada
di Gardu Induk yaitu : 27,0 + 1,4 =
28, 40.m
ket : tinggi manometer dari tanah =
1,4 meter.
Hasil perhitungan tekanan pada
setiap point (titik)
Tabel 7.3.Tekanan pada kabel minyak
Point.
Formula.
0.6 + (28,40 – 25.80) x 0.0853 x
1
0.981
0.6 + (28,40 – 25.25) x 0.0853 x
2
0.981
0.6 – (28.90 – 28,40) x 0.0853 x
3
0.981
0.6 + (28,40 – 26.40) x 0.0853 x
4
0.981
0.6 + (28,40 – 18.20) x 0.0853 x
5
0.981
0.6 + (28,40 – 20.55) x 0.0853 x
6
0.981
0.6 + (28,40 – 18.10) x 0.0853 x
7
0.981
0.6 + (28,40 – 27.30) x 0.0853 x
8
0.981
0.6 + (28,40 – 25.40) x 0.0853 x
9
0.981
0.6 + (28,40 – 23.80) x 0.0853 x
10
0.981
0.6 + (28,40 – 24.75) x 0.0853 x
11
0.981
Tekanan minimum pada tangki bagian atas di J6
0.6 + (28,40 – 26.15) x 0.0853 x 0.981
Tekanan. (bar)
0.82
0.86
0.604
0.77
1.45
1.26
1.46
0.68
0.85
0.98
0.91
0.79
Tekanan Transient
∆P max dingin = - 1.98 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981
∆P max panas = + 13 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981
Keterangan :
l = L/2 =
2820
2
= 1410 meter
280
Hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel dapat dilihat pada
tabel 7.3.
Table 7.3. Hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel.
Tinggi
Static
Mini
Maxi
Mini
∆P
∆P
static
press
static
minyak (m)
press
Jarak
Point
max
max
pres
with
pres
ure
dingin panas sure cooling sure
level selisih
∆P
0
GI SE 31.5 - 3.10 - 0.26
0
0
0.44
0.44
2.05
Tangki 28.4
0
0
0
0
0
0.70
0.70
2.31
300
1
25.8
2.60
0.22
- 0.15
0.98 0.92
0.77
2.53
25.2
465
2
3.15
0.26
- 0.21
1.38 0.96
0.75
2.57
5
28.9
902
3
- 0.50 - 0.04 - 0.34
2.23 0.66
0.32
2.27
0
26.4
940
4
2.00
0.17
- 0.34
2.23 0.87
0.53
2.48
0
18.2
1400
5
10.20
0.85
- 0.39
2.56 1.55
1.16
3.16
0
18.2
1410
5’
10.20
0.85
- 0.39
2.56 1.55
1.16
3.16
0
20.5
1370
6
7.85
0.66
2.53 1.36
0.975
2.97
5
0.385
18.1
1320
7
10.30
0.86
- 0.38
2.49 1.56
1.18
3.17
0
27.3
840
8
1.10
0.09
- 0.32
2.10 0.79
0.47
2.40
0
25.4
470
9
3.00
0.25 - 0.21 1.38
0.95
0.74
2.56
0
23.8
9
10
4.60
0.38 - 0.05 0.33
1.08
1.03
2.69
0
24.7
0
SJ6
3.65
0.31
0
0
1.01
1.01
2.62
5
26.1
0
tangki
2.25
0.19
0
0
0.89
0.89
2.5
5
Tekanan minyak minimum pada tangki di
L=1410
GI=0,7 bar
Dari rumus dibawah ini diperoleh kelebihan volume minyak pada tangki
tekanan :
∆V
pt

= K N

 T min
1
 P opt 1

−
T max
P 2 pt 1


 + N 2  T min

 P opt 2


−
T max
P 2 pt 2




281
keterangan :
= 273º + 25º = 298º Kelvin
Tmin
Tmax
= 273º + 45º = 318º Kelvin (45º real ambient temperature)
Popt1 = tekanan kerja minimum tangki di GI = 1,713 bar absolute
Popt2 = tekanan kerja minimum tangki di J6 = 1,903 bar absolute
P2pt1 = tekanan kerja maksimum tangki di GI = 3.323 bar absolute
P2pt2 = tekanan kerja maksimum tangki di J6 = 3.513 bar absolute
N1
= Jumlah tangki di GI.
N2
= Jumlah tangki di J6.
K
= 0,6 untuk tangki tekanan utama (type MP120).
  298
318 
318  
 298
∆ V pt = 0 . 6  N 1 
−
−
 + N2

3 . 323 
3 . 513  
 1 . 903
  1 . 713
− ∆ V pt = 47 N 1 + 66 ,1N 2
∆V total
= ∆ V expansion + ∆ V tank
∆V total= 157,17 + 2.52 (N1 + N2).
Total kelebihan minyak = 434,13 –
157,17 = 276,96 ltr.
sehingga didapat jumlah tank di
stop joint 6 dan 12 adalah : N1 = N2
= 3 buah untuk kapasitas tanki
100 ltr.
Maka didapat :
1. Setting tekanan alarm
Dimana
:
∆ V exp
= 157,17 ltr
∆ V tank = 2.52 (N1 + N2).
(2.52=koefisien tangki)
157,17 + 2.52 (N1 + N2). = 47 N1 +
66,1 N2
157,17 = 44,5 N1 + 63,6 N2
Jika : N1=N2
=
157 .17
= 1,5 ⇒ 2
44 .5 + 63 .6
Karena
N1=N2=2
maka
kemampuan tanki menampung
kelebihan minyak hanya 200 ltr
Pada hal volume minyak akan
berlebih sebesar :
∆v total = 44,5 . 3 + 63,6 . 3 =
157,17
Berdasarkan
batasan
keselamatan yang mengizinkan
bahwa volume minyak adalah 20
liter yang dibutuhkan sebelum
alarm yaitu :
167,13 + 2.52 x 6 + 20 = 202,25 ltr.
Jika Po = absolute tekanan alarm di
tangki minyak di GI (bag atas).
  298 318   298
318 
 + 3

−
−
202.25 = 0.63
  Po 3.323  Po + 0.19 3.513
536.4
536.4
202.25 =
−172.3 +
−162.9
Po
Po + 0.19
537.5 =
Po
536.4
536.4
+
Po
Po + 0.19
= 1,905 bar (abs).
282
Po = 0,89 bar (manometer atau
89 kPa).
Po
= alarm pada manometer di
GI. = 87 kPa.
Pso = 70 kPa (manometer).
Tekanan Pso pada manometer
adalah = 68 kPa.
Kelebihan minyak pada saat P
alarm dan Pso.
2. Setting tekanan off / Trip.
Penunjukan
tekanan
pada
manometer diatas tangki di GI = 0,7
bar.

 1
∆ V so = 0 . 6  3 × T min 
 Pso

−
1 
 + 3 × T min
Po 


 Pso
1
1
−
Po + 0 ,19
+ 0 ,19

 

dimana :
Tmin
= 273º + 25º = 298º Kelvin
Pso
= 0.70 + 1.013 = 1,713 bar abs.
Po
= 1,905 bar abs.

1
 1
∆ Vso = 0 .6  3 × T min 
−
 Pso Po

 1
1
∆ Vso = 1,8 × 298  
−
  1 . 73 1 .905
1
1


−
 + 3 × T min 

 Pso + 0 ,19 Po + 0 ,19
1
  1
−
+
  1 . 92 2 .095

 




∆ Vso = 51,8 ltr
3. Setting tekanan pada kondisi temperature ambient.
Diketahui jika :
Ta
= temperature setempat dimana akan men setting tekanan.
Tmin = temperature minimum setempat.
∆ va = volumetric expansion minyak pada Ta dan Tmin, dirumuskan sbb:
∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak)
Ta
Tmin
= 30º + 273º = 303º K.
= 25º + 273º = 298º K
∆ va
= 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak)
= 8.4 x 10-4 ( 5)(4154)
= 17.4 ltr.
Adanya marjin sebesar 15 liter maka :
∆ va = 17,4 + 15 = 32,4 liter.
Variasi volume minyak pada tangki pada temperature antara 298º K dan 303º K
pemuaiannya/expansinya akan stabil, dengan perhitungan rumus sbb :
∆v
a
 T
Ta
= N 1 K 1  min −
Ps 1
 Pal 1

 + N 2 K

2
 T min
Ta

−
Ps 2
 Pal 2



283
dimana :
Pal 1 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi
tertinggi
Pal 2 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi
terendah.
Ps 1 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi tertinggi
Ps 2 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi terrendah.
  298
303

 298
32 . 4 = 0 . 6 × 3  
−
−
 + 
Pset
Pset

 2 . 095
  1 . 905
545 . 4
545 . 4
32 . 4 = 281 . 57 −
+ 256 . 03 −
Pset
Pset
+ 0 . 19
505 . 2
1
1
=
+
P
P + 0 , 19
545 . 4
P + 0 , 19 + P
2 P + 0 , 19
0 . 926
=
=
P ( P + 0 , 19 )
P 2 + 0 , 19 P
0 . 926
0 . 926
P
2
+ 0 . 176
P
P
2
− 1 , 83 P
− 0 , 19
− 2P
− 0 , 19
303
+ 0 . 19



= 0
= 0
diperoleh :
P = 2,07 bar (absolute)
P = 106 KPa (relative)
Penujukan pada manometer 104 kPa.
Tabel 7.4 Setting tekanan pada kondisi temperature ambient
Gardu Induk.
Joint 6.
Jumlah tangki minyak
3
3
Tekanan Alarm
87 kPa
106 kPa
Tekanan Trip
68 kPa
87 kPa
Tekanan setting pada 30º
104 kPa
C
123 kPa
SEKSI J6 – J12
Total Volume pemuaian minyak.
Kabel
0.0536 lt. x 2990 m = 160.30 ltr.
Straight joint
0.83 lt x 5 unit = 4,15 ltr
Stop Joint (Utama)
6.93 lt x 1 unit = 6.93 ltr
(Bantu)
1.62 lt x 1 unit =
0.34 ltr
Tekanan pada tangki
173.00 ltr
284
Tekanan StatiK
Ps(x) = P ± 0,0853 x Hx
( kg/cm² )
= P ± 0,0853 x Hx x 0,981 (dlm Bar)
Hx adalah nilai perbedaan level anatra stop joint = 24,75 m dan level tangki
bagian atas = 26,15 m pada lokasi stop joint J6
Dimana : 0,0853 adalah density minyak pada temp 25º C
Tinggi/level kabel pada tabel 7.4.
Point.
Level.(H)
Jarak
1
19.30
340
2
20.20
960
3
21.60
1460
3’
21.25
1495
4
15.50
1830
5
23.15
2430
6
26.45
2910
7
23.10
2990
Tinggi tangki minyak di J12
24.50
2990
dengan demikian titik referensinya adalah dibagian atas tangki utama yang ada
di Gardu Induk yaitu :
24.50 + 1,65 = 26, 15 m.
ket : tinggi manometer dari tanah = 1,65 meter.
Hasil perhitungan tekanan pada setiap point (titik)
Tabel 7.5.Tekanan minyak
Point.
Formula.
1
0.6 + (26, 15 – 19.30) x 0.0853 x 0.981
2
0.6 + (26, 15 – 20.20) x 0.0853 x 0.981
3
0.6 + (26.15 – 21.60) x 0.0853 x 0.981
3’
0.6 + (26.15 – 21.25) x 0.0853 x 0.981
4
0.6 + (26.15 – 15.50) x 0.0853 x 0.981
5
0.6 + (26.15 – 23.15) x 0.0853 x 0.981
6
0.6 - (26.45 – 26.15) x 0.0853 x 0.981
7
0.6 + (26.15 – 23.10) x 0.0853 x 0.981
Tekanan minimum pada tangki bagian atas di J12
0.6 + (26.15 – 24.50) x 0.0853 x 0.981
Tekanan.
(bar)
1.173
1.10
0.98
1.01
1.49
0.85
0.575
0.86
0.74
285
Tekanan Transient
∆P max dingin = - 1.98 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981
∆P max panas = + 13 ( 2lx - x²) 10-7 x 0,981
Keterangan : l = L/2 =
2990
2
= 1445 meter
Table 7.6. hasil perhitungan tekanan minyak berdasarkan level kabel.
Tinggi
Maxi
Mini Mini
Stati
∆
P
∆
P
minyak (m)
stati
stati press
c
Jarak Poi
max max
c
c
with
pres
.
nt.
dingi pana
pres
pres coolin
level selisih sure
s
n
sure g
∆P
sure
Tan
26.1
0
k
0
0
0
0
0.6
0.6
2.36
5
J6
SJ 24.7
+0.1
0
-1.4
0
0
0.72 0.72 2.48
6
5
2
19.3
0.57
340
1
6.85
1.18 1.17 0.99 2.93
0
3
0.18
20.2
2.50 1.10 0.72 2.86
5.95
0.50
960
2
0.38
0
21.6
2.82 0.98 0.55 2.74
4.55
0.38
1460
3
0.43
0
95/14
21.2
3’
4.90
0.41 0.43 2.85 1.01 0.58 2.77
96
5
4
160/1
15.5
4
10.65 0.89
2.69 1.49 1.08 3.25
830
0
0.41
560/2
23.1
5
3
0.25
1.71 0.85 0.59 2.61
430
5
0.26
30/29
26.4
0.57
6
-0.30 0.02
0.26
0.54 2.34
10
5
0.04
5
5
0/299 7(J 23.1
3.05
0.25
0
0
0.86 0.86 2.62
0
12)
0
Tan
0/299
24.5
gk
1.65
0.14
0
0
0.74 0.74
2.5
0
0
top
Maxi
pres
s
with
heating
2.36
2.48
4.11
5.36
5.36
5.62
5.94
4.32
2.60
2.62
2.50
Didapatkan kelebihan volume minyak.
Dari rumus dibawah ini diperoleh kelebihan volume minyak pada tangki
tekanan :
286

 T min
T max
∆ V pt = K  N 1 
−
 P
P 2 pt 1

opt 1



 + N 2  T min − T max

 P
P 2 pt 2

 opt 2




keterangan :
Tmin
= 273º + 25º = 298º Kelvin
Tmax
= 273º + 45º = 318º Kelvin (45º real ambient temperature)
Popt1 = tekanan kerja minimum tangki di J6 = 1,613 bar absolute
Popt2 = tekanan kerja minimum tangki di J12 = 1,753 bar absolute
P2pt1 = tekanan kerja maksimum tangki di GI = 3.373 bar absolute
P2pt2 = tekanan kerja maksimum tangki di J6 = 3.513 bar absolute
N1
= Jumlah tangki di GI.
N2
= Jumlah tangki di J6.
K
= 0,6 untuk tangki tekanan utama (type MP120).

318 
318  
 298
 298
−
∆ V pt = 0 . 6  N 1 
−

 + N2
3 . 323 
3 . 513  
 1 . 903
 1 . 713

− ∆ V pt = 54 . 3 N 1 + 47 . 71 N 2
∆ V total
= ∆ V expansion + ∆ V tank
Dimana
:
∆ V exp
= 173 ltr
∆ V tank = 2.52 (N1 + N2).
∆ (2.52=koefisien tangki)
∆ V total
= 173 + 2.52 (N1 + N2).
Maka didapat :
∆ V total =173+ 2.52 (N1 + N2). = 54.3 N1 + 47.7 N2
∆ V total =173 = 51.8 N1 + 45.2 N2
Jika :
N1=N2=
173
= 1,78 ⇒ 2
51.8 + 45.2
Karena N1=N2=2 maka kemampuan tanki menampung kelebihan minyak hanya
200 ltr
Pada hal volume minyak akan berlebih sebesar :
∆ V total = 173 = 51,8 . 3 + 45.2 . 3
Total kelebihan minyak = 291– 173 = 118 ltr.
287
sehingga didapat jumlah tank di stop joint 6 dan 12 adalah : N1 = N2 = 3 buah
untuk kapasitas tanki 100 ltr.
Setting tekanan alarm
Berdasarkan batasan keselamatan yang mengizinkan bahwa volume minyak
adalah 20 liter yang dibutuhkan sebelum alarm yaitu :
173 + 2.52 x 6 + 20 = 208,12 ltr.
Jika Po = absolute tekanan alarm di tangki minyak J6 (bag atas).

T
∆ V = 0 , 6  N 1  min
 Po

−


T max
T max
T min
 + N 2 
−
P max J 6 
P max + 0 ,14
 P o + 0 ,14
  298

318 
298
318
 + 3 
−
208 . 12 = 0 . 6  3 
−
3 . 323 
3 . 513
 P o + 0 . 14
  P o
536 . 4
536 . 4
540 . 74 =
− 172 . 3 +
− 162 . 9
Po
P o + 0 . 19
1 . 01 =
Po
Po
Po

 
 

 
 
1
1
+
Po
P o + 0 . 14
= 1,905 bar (abs).
= 0,90 bar (manometer atau 90 kPa).
= alarm pada manometer di GI. = 88 kPa.
Setting tekanan off / Trip.
Penunjukan tekanan pada manometer diatas tangki di GI = 0,6 bar.
Pso = 60 kPa (manometer).
Tekanan Pso pada manometer adalah = 58 kPa.
Kelebihan minyak pada saat P alarm dan Pso.

1 
1
1


 1
∆ V so = 0 . 6  3 × T min 
−
−

 + 3 × T min 
Po 
Po + 0 ,19  
 Pso
 Pso + 0 ,19

dimana :
Tmin
= 273º + 25º = 298º Kelvin
Pso
= 0.60 + 1.013 = 1,613 bar abs.
Po
= 1,932 bar abs.
288

1 
 1
∆ V so = 0 . 6  3 × T min 
−
 + 3 × T min
Pso
Po



1
1


−
Pso
0
,
19
Po
0 ,19
+
+


 

 1
1   1
1

∆ V so = 1, 8 × 298  
−
−
 + 

1 . 932   1 . 753
2 . 072  
  1 . 613
∆ V so = 102 ltr
Setting tekanan pada kondisi temperature ambient.
Diketahui jika :
Ta
= temperature setempat dimana akan men setting tekanan.
Tmin
= temperature minimum setempat.
∆ va = volumetric expansion minyak pada Ta dan Tmin, dirumuskan sbb:
∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak)
Ta = 30º + 273º = 303º K.
Tmin = 25º + 273º = 298º K
∆ va = 8,4 x 10-4 ( Ta – Tmin)(volume minyak)
= 8.4 x 10-4 ( 5)(4346)
= 18.25 ltr.
Adanya marjin sebesar 15 lter maka :
∆ va = 18,25 + 15 = 33,25 liter.
Variasi volume minyak pada tangki pada temperature antara 298º K dan 303º K
pemuaiannya/expansinya akan stabil, dengan perhitungan rumus sbb :
 T
 T
Ta 
Ta 
 + N 2 K 2  min −

∆ V a = N 1 K 1  min −
Ps 1 
Ps 2 
 Pal 1
 Pal 2
dimana :
Pal 1 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi
tertinggi
Pal 2 = tekanan alarm minimum pada saat Tmin pada tangki minyak dilokasi
terendah.
Ps 1 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi tertinggi
Ps 2 = Setting tekanan pada saat Ta pada tangki minyak dilokasi terrendah.
289
  298
303 
303
 298

−
−
33 . 25 = 0 . 6 × 3  
 + 

Pset 
Pset + 0 . 14  
 2 . 072
  1 . 932
545 . 4
545 . 4
33 . 25 = 281 . 57 −
+ 256 . 03 −
Pset
Pset + 0 . 14
503 . 3
1
1
=
+
P
P + 0 ,14
545 . 4
P + 0 ,14 + P
2 P + 0 ,14
0 . 922 =
=
P ( P + 0 ,14 )
P 2 + 0 ,14 P
0 . 922 P
2
+ 0 . 176 P − 2 P − 0 ,19 = 0
0 . 922 P
2
− 1 , 83 P − 0 ,19 = 0
diperoleh :
P = 2,099 bar (absolute)
P = 109 Kpa (relative)
Penujukan pada manometer 107 kPa.
Setting tekanan pada kondisi temperature ambient. Seperti tabel 7.7
Tabel 7.7 Setting tekanan pada kondisi temperature ambient.
Gardu Induk.
Joint 6.
Jumlah tangki minyak
3
3
Tekanan Alarm
90 kPa
104 kPa
Tekanan Trip
58 kPa
72 kPa
107 kPa
121 kPa
Tekanan setting pada
30º C
7.7. Crossbonding dan
Pentanahan
1 Tegangan Induksi
Kabel power inti tunggal
dengan selubung logam akan
bersifat
seperti
transformator,
konduktor sebagai kumparan primer
dan selubung logam merupakan
kumparan sekunder. Arus pada
kumparan
primer
atau
arus
konduktor akan menginduksikan
tegangan pada kumparan sekunder
yaitu selubung logam. Tegangan
pada selubung logam atau screen
akan
tergantung
pada
arus
konduktor dan panjang kabel .
Hal ini dapat menimbulkan
bahaya tegangan dan sepanjang
saluran dan dapat merusak kabel.
Kerugian
lain
mempercepat
terjadinya korosi, sebagai akaibat
senyawa asam dengan garam
tanah yang terkandung didalam
cairan tanah. Tegangan maksimum
yang diijinkan tanpa menimbulkan
korosi yang berlebihan adalah
290
akan bergeser 120°C. Apabila
sistem tiga fasa tersebut seimbang
maka jumlah tegangan ketiga
konduktor tersebut akan sama
dengan nol. Kenyataan ini bila
sistem
kabel
tanah
tersebut
menggunakan sistem crosbonding
cukup rendah (12 volt), sehingga
dijadikan
patokan
untuk
menentukan
batas
tegangan
selubung logam. Pada sistem tiga
fasa yang terdiri dari tiga kabel
berinti
tunggal
akan
menginduksikan tegangan pada
masing –masing selubung logam
dan tegangan induksi yang timbul
TRANSFORMER
Kabel
G
PRIMARY
WINDING
LOAD
G
LOAD
CONDUCTOR =
PRIMARY CIRCUIT
llilitan
sekunder
SHEAT/SCREEN =
SECONDARY CIRCUIT
Gambar 7.4. Tegangan Induksi Pada kabel
.
R
R
R
S
G
T
S
120
G
S
T
INDUCED
SECONDARY
THREE SINGLE CORE CABLE
INDUCED SHEAT VOLTAGES :
Gambar 7.5. Representasi kabel sistem 3 fasa
2. Ikatan (bonding) pada satu
titik
Karena tegangan induksi pada
selubung
logam
proporsional
dengan panjang kabel ,maka untuk
kabel
yang
pendek
dapat
ditanahkan pada satu titik ujungnya
tanpa resiko tegangan induksi
selubung logam pada ujung yang
lain.Kabel yang ditanahkan pada
titik tengah ,dapat mempunyai
tegangan dua kali
kabel yang
ditanahkan pada satu titik.
291
Es
Es
Es
Gambar 7.6 Kabel ditanahkan satu dan dua
3.
Penggabungan
selubung
logam pada kedua ujung.
Untuk mencegah tegangan
induksi selubung logam yang tinggi
dan berbahaya maka selubung
logam
harus
digabung
dan
ditanahkan pada pada kedua
ujungnya. Kabel inti tunggal dimana
selubung logam diikat (bonding)
pada kedua ujungnya akan bekerja
seperti
Transformator
yang
kumparan sekundernya dihubung
.
singkat dan melalukan arus hubung
singkat. Arus selubung logam akan
menimbulkan rugi selubung logam
dan
menimbulkan panas yang
harus
dikompensasi
dengan
mengurangi arus beban pada
konduktor. Hal ini berarti bahwa
penggabungan selubung logam
pada
kedua
ujungnya
akan
berkurang kuat hantar arusnya
dibandingkan sistem yang diikat
(bonding)
satu
ujung.
Gambar 7. 7 Sistem crossbonding
7.8. Cara konstruksi solid
bonding
Pada pemasangan cara ini
diadakan
penggabungan
ketat
selubung logam kabel fasa pada
beberapa
tempat
sepanjang
bentangan kabel,terutama pada
kedua
ujungnya.
Pentanahan
selubung logam hanya dilakukan
pada satu titik untuk tiap fasanya
yaitu pada ujung atau ditengah.
292
selubung logam
konduktor
Penggabungan ketat
Gambar 7.7. Cara pemasangan kabel berinti tunggal dengan konstruksi solid bonding
1. Cara Konstruksi Sheath –
Cross – Bonding
Cara pemasangan dengan
konstruksi sheath – cross bonding
(penggabungan menyilang lapisan
selubung logam
Pengganbungan
ketat
l”
selubung logam) untuk saluran
bawah tanah yang memakai kabel
berinti tunggal berlapisan selubung
logam (sheath) dapat ditunjukan
pada gambar 7.8.
isolasi
konduktor
hubungan
menyilang
l”
l”
Gambar 7.8. Cara pemasangan kabel berinti tunggal dengan konstruksi sheath
– cross - bonding
293
Pada konstruksi ini digunakan peralatan sambungan khusus,untuk
membentuk sambungan silang selubung logam yaitu pada sepertiga atau
duapertiga panjang salurannya.
3. Konstruksi transposisi crossbonding.
Pemasangan dengan konstruksi crossbonding untuk kabel bawah tanah
yang menggunakan kabel inti tunggal seperti gambar 7.9.
I
1
II
3
II
I
1
D12
Kabel -1
D13
3
2
D23
3
2
1
3
Gambar 7.9. Pemasanagan kabel inti satu dengan konstruksi transposisi
crossbonding
Kabel kabel fasa ditransposisi
antara
bentangan
salurannya
,sehingga bentangan kabel terbagi
menjadi tiga bagian sama panjang.
Pada sepertiga dan duapertiga
panjang
bentangan
dilakukan
penggabungan antara selubung
logam kabel fasa.
7,9. Transposisi dan sambung
silang
1.
Sambung Silang Selubung
Logam
Kabel
distribusi
umumnya
dipasang
dengan
selubung
digabungkan dan
ditanahkan.
Guna membatasi arus sirkulasi
kabel inti satu yang disebabkan
oleh
fluksi
magnetik
antara
konduktor dan selubung maka
pemasangan kabel harus dekat dan
selubung menempel dengan posisi
“trefoil”. Namun posisi seperti ini
tidak baik untuk disipasi panas.
Jika kabel sistem tiga fasa inti
satu ini dibagi menjadi tiga bagian
yang sama dan selubung itu dapat
diinterkoneksikan, maka tegangan
induksi
ini
akan
saling
menghilangkan. Apabila kabelkabel inti satu ini digelar dengan
posisi
mendatar
(flat)
maka
tegangan induksi pada kabel yang
ditengah tidak sama dengan dua
kabel yang berada diluarnya dan
jumlah tegangan induksi tidak sama
dengan nol.
294
Untuk
itu
setiap
akan
memasuki sambungan (joint) kabel
tenaga dilakukan penukaran fasa
(transposisi) dan hubung silang
selubung logam dibuat dengan
perputaran
fasa
berlawanan
dengan
transposisi,
sehingga
secara efektif selubung logam
tersambung lurus. Apabila instalasi
kabel tegangan tinggi dibuat
transposisi dan sambung silang,
maka rugi-rugi menjadi sama
dengan nol.
R
R
T
R
S
S
R
S
T
T
S
T
S
R
T
CLOCKWISE
TRANSPOSITIO
N
CROSS BONDED
SINGLE CORE
CA
S
TRANSPOS
Gambar 7.10 Sambungan silang selubung logam
2. Peralatan Sambung Silang.
Sambungan Bersekat Pada
kabel
yang
menggunakan
sambungan
silang,
digunakan
sambungan (joint) yang bersekat.
Pada tabung sambungan (joint)
secara
listrik
membagi
dua
tegangan selubung. Sambungan ini
diisolasi terhadap tanah dan
dipasang dengan menempatkan
sambungan itu didalam fiberglass
yang diisi kompon.
Sectionalizing
Insulator Ring
270
220
Cross Bonding Leads
Fibern Glas
C i
Gambar 7.11 Sambungan bersekat
295
3. Kabel Penghubung
crossbonding
Agar minor section terangkai
menjadi major section,diperlukan
kabel penghubung yang didesain
khusus. Kabel penghubung ini
harus
mempunyai
impedansi
serendah mungkin. Pada kondisi
normal kabel penghubung tidak
dialiri arus ,tetapi pada waktu terjadi
gangguan akan mengalir arus
selubung logam sehingga kabel
penghubung tersebut
harus
mempunyai penampang
paling
tidak sama dengan kemampuan
selubung
logam yaitu dengan
penampang 240 mm2 atau 300 mm2
INNER INSULATION
OUTER
OUTER
SCREEN
OUTER
CONDUCTOR
INNER CONDUCTOR
SCREEN
CONDUCTOR
Gambar 7.12 Kabel penghubung crosbonding
4. Kotak Hubung (link box)
Pada sambungan (joint) yang
bersekat selubung logam di-ikat
(bond dan langsung ditanahkan,
namun pemasangan seperti ini
instalasi tidak dapat dilakukan
pengujian. Dengan alasan ini maka
pada tiap sambungan, kabel
penghubung crossbonding ditarik
kedalam boks khusus atau disebut
box crossbonding.
Gambar 7.13 Transposisi dan sambung silang
296
Kotak hubung umumnya dipasang pada permukaaan tanah dan didesain
untuk tahan terhadap air. Guna mencegah masuknya air kedalam boks
crossbonding maka diberi tekanan dengan mengisi nitrogen tekanan rendah
0,2 bar.
CROSS BONDING
STRAPS
OVER VOLTAGE
LIMITER
BITUMINOUS
COMPOUND
INNER
CONNECTOR
OUTER
CONNECTOR
INSULATING
TUBE
STAINLESS STEEL
TANK
Gambar 7.14. Kotak hubung crosbonding
5. Tingkat isolasi Peralatan
Crossbonding
Pada
kondisi
operasi
normal,tegangan
induksi
kabel
tanah tegangan tinggi akan kecil,
berkisar antara 1 sampai 2 Volt
.Namun demikian isolasi selubung
logam kabel power dan tingkat
islolasi crossbonding harus didesain
untuk tahan tegangan lebih yang
disebabkan oleh petir maupun
gangguan
lain
pada
sistem
jaringan. Menurut IEC 70 isolasi
selubung seksionalisasi akan tahan
terhadap tegangan impulse 95 kV
antara selubung dan 47,5 kV antara
selubung dengan tanah. Isolasi
kotak hubung tahan untuk tegangan
40 kV antara selubung dan 20 kV
antara selubung dengan tanah.
297
6.
Pembatas tegangan
selubung Logam (SVL).
Tingkat isolasi selubung logam
dibuat tahan terhadap tegangan
surja yang disebakan oleh adanya
gangguan . Hal ini agar dapat
dibatasi harga maksimum tegangan
impulse yang masuk ke kabel
sehingga isolasi selubung logam
akan
aman.
Peralatan
ini
mempunyai tahanan tak linier atau
sela
percik.
Kotak
hubung
digunakan tahanan tak linier yang
mempunyai tahanan dalam tinggi
pada
kondisi
normal
dan
mengalirkan arus yang kecil.
Tahanan akan menurun secara
cepat pada waktu tegangan naik
dan melalukan arus yang besar
pada waktu terjadi pukulan impulse
serta mencegah tegangan surja
diatas tingkat isolasi selubung
logam. Jika tahanan tak linier ini
terkena tekanan tegangan impulse
atau tegangan surja maka akan
mengalir arus yang besar sehingga
dapat merusak tahanan tak linier.
Untuk itu setelah terjadi gangguan
yang besar maka tahanan tak linier
atau SVL ini perlu dilakukan
pemeriksaan
dan
pengukuran
disamping pemeliharaan secara
regular.
mA
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 kV
Gambar 7.15. Karakteristik tegangan dan arus SVL
7. Sambungan Pada link box
Pada sistem kabel tanah yang
menggunakan crossbonding, perlu
diperhatikan
apabila
selubung
logam disambung satu dengan
yang
lain.
Untuk
sistem
crossbonding,konduktor
penghubung (lead) ,inner dan outter
konduktor fasa R,S dan T selalu
ditarik keluar dan diklem didalam
Boks. Gambar 7.16 menunjukan
suatu uniform layout dengan titik
bintang ditanahkan ,sistem pemisah
seksi pada sambungan dibypass
menggunakan dua buah resistor
seri
masing–masing
selubung
298
logam ditanahkan pada kedua
ujungnya melalui suatu resistor.
CROSS
BONDING
LINK
BOX
R
S
T
EARTH
DISCONNECTING
LINK BOX
R
S
T
R
S
T
R
S
T
R
S
T
R
S
T
R
S
T
S
T
S
T
S
T
R
R
R
EARTH
STRAP
S
R
T
R
S
S
T
MINOR SECTION
MINOR SECTION
T
R
MINOR SECTION
TRANPOSED CROSS BONDED MAJOR SECTION
Gambar. 7 16. Sistem sambungan crosbonding
7.10. Alat Pengukur Tekanan ( Mano Meter )
1.Satuan.
Satuan dibuat oleh para Ilmuwan untuk mengidentifikasikan (memberi ciri) pada
besaran yang ditulis di depannya. Sampai dengan saat ini, kita mengenal ada 2
(dua) macam satuan yaitu:
2 Satuan Dasar
satuan dasar ini adalah satuan yang masih asli.
Yang termasuk Satuan Dasar (beserta simbol / notasinya) antara lain:
- satuan panjang
[m]
meter.
- satuan waktu
[det/sec]
detik/second.
- satuan massa
[g/kg/lb]
gram/kilogram/pound.
- satuan temperatur
[°C/°F/°R]
derajat.
- satuan jumlah molekul [mol]
molekul.
- satuan intensitas cahaya [Cd]
candella.
299
3. Satuan Turunan
Satuan yang merupakan kombinasi dari 1 atau lebih dari satuan dasar atau
konversinya. Yang termasuk Satuan Turunan (beserta simbol / notasinya)
antara lain:
- satuan luas
- satuan volume
- satuan gaya
- satuan percepatan / gravitasi bumi
- satuan kecepatan
- satuan energie
- satuan daya
- potensial listrik
- satuan arus listrik
[m2]
[m3]
[N, kgf]
[m/det2]
[m/det]
[cal/kcal]
[KW, TK]
[V]
[A]
4 Sistem Satuan.
sedangkan SI digunakan pada
peralatan-peralatan buatan selain
Eropa atau Amerika. Diantara
kedua sistem satuan tersebut
sebenarnya tetap ada korelasi
(hubungannya).Beberapa
contoh
perbedaan antara SI dan British
beserta korelasinya terlihat seperti
tabel 7.8.berikut:
Sistem satuan yang kita anut
sampai dengan saat ini juga ada 2
(dua) Sistem Satuan yaitu: Sistem
Internasional (SI) dan Sistem
Satuan British. Sistem Satuan
British banyak digunakan pada
peralatan-peralatan
(termasuk
peralatan penyaluran tenaga listrik)
buatan Eropa atau Amerika,
meter persegi.
meter kubik.
Newton, kg-force.
meter per detik kuadrat
meter per detik.
calorie/kilo calorie.
Kilowatt, Tenaga Kuda.
Volt.
Ampere.
Tabel 7.8 Sistim Satuan
Sistem
British:
Internasional:
Aplikasi
Satuan:
Korelasi:
Satuan
Panjang.
-
Cm
M
-
Satuan Massa.
-
kg
- lb (pound)
1 inch = 2,54 cm
1 m = 3,3 feet, 1 feet = 12
inch
1 kg = 2,2 lbs
Satuan waktu.
-
second
-
second
Sama
Satuan
volume.
-
m3
-
cu-ft
1 m3 = 35,32 cu-ft (cubicfeet)
7. 11.Tekanan Pada Kabel Minyak
Tekanan didefinisikan sebagai
besarnya gaya (force) total yang
hanya dihitung pada 1 satuan luas
saja, dengan demikian satuan
tekanan dalam Sistem Internasional
inch
feet
akan kita jumpai kgf/m2 atau
kgf/cm2 sedangkan dalam Sistem
British lb/ft2 ( baca: pound per
square feet = psf) atau lb/inch2
(baca: pound per square inch =
psi).
300
Tekanan dalam bidang teknik
dibedakan menjadi:
- Tekanan Absolut / mutlak.
- Tekanan Pengukur / gauge.
- Tekanan udara luar ( dalam
bidang teknik ditentukan = 1 bar
atau 1 Atm atau 76 cm Hg )
Hubungan dari masing-masing
tekanan seperti terlihat pada skema
di bawah ini:
Tek. Pengukur
.
Tek. Vacuum
Jika:
Tek. Absolut
= Pa.
Tek. Pengukur
= Pg
Tek. Vacuum
= Pv
Tek. Udara luar
= Pu
Maka : Pa = Pg + Pu
Tek. Absolut
Tek. Absolut
Tek. Udara luar = 1 Atm = 1,033 bar = 0 gauge =
76 cm Hg = 101,325 kPa.
Tek. 0 Absolut
Gambar 7.17.Tekanan
Besaran-besaran dan konversi
yang sering kita jumpai adalah:
1 Atmosphere (tekanan udara di
sekeliling kita) = 76 cm Hg =
1,01325 bar = 1,033 kg/cm2 = 760
torr = 101,325 kPa (kilo Pascal) =
14,7 psi = 2116,22 psf.
1. Alat Ukur Tekanan.
Alat
pengukur
tekanan
mempunyai sebutan / istilah yang
berbeda-beda
menurut
daerah
ukurnya, misalnya:
- Barometer: alat ukur tekanan
udara
luar
(yang
=
1
Atmosphere).
2. Vacuummeter(vacuumgauge).
Alat ukur tekanan udara luar.
301
- Manometer (pressure gauge) :
alat ukur tekanan di atas tekanan
udara luar.
- Campuran (compound gauge) :
- alat ukur tekanan di atas dan di
bawah
tekanan udara luar, sering pula
disebut
mano-vacuum meter
Pada instalasi SKTT 150 kV
yang tergolong Oil Filled Cable
(terutama perlengkapan sealingend maupun stop-joint) seperti:
STK,
Pirelli
atau
De-Lyon
manometer banyak kita temukan
berfungsi
sebagai
pengukur
tekanan minyak isolasi; ia berfungsi
selain sebagai alat ukur/monitor
tekanan media isolasi juga sebagai
back-up proteksi mekanik di luar
proteksi-proteksi
yang telah ada.
secara
elektris
3. Desain dan cara kerja
Manometer.
Manometer yang terpasang
pada instalasi SKTT kebanyakan
dari jenis pipa bourdon ( Bourdon
Pipe type ).
4. Desain Manometer.
Pipa Bourdon terbuat dari bahan
kuningan yang dipipihkan kemudian
dibuat melengkung sesuai bentuk
sebuah segmen lingkaran. Di salah
satu ujung pipa ditutup mati dan di
ujung lainnya tetap berlubang,
kemudian
pada
ujung
ini
dipasangkan pada sebuah terminal
yang lazim disebut nippel.
Pipa logam pipih
Direkatka
Terminal
(nipple).
Sensor
tekanan
Gambar 7.18 : Pipa Bourdon
302
Pada ujung pipa yang tertutup
dihubungkan
dengan
link-link/
lengan penggerak yang pada
akhirnya
link
ini
dapat
menggerakkan/memutar
jarum
penunjuk
(pointer)
manometer
melalui
susunan
roda
gigi;
sedangkan pada ujung pipa yang
lain
diikatkan
kuat
bersama
nippelnya kepada casing dari
manometer.
Ketebalan pipa bourdon ini
dibuat oleh pabriknya dengan
ukuran
yang
berbeda-beda
disesuaikan dengan besar kecilnya
tekanan yang akan dihadapi;
semakin besar tekanan yang akan
diukur, semakin tebal bahan yang
harus dibuat dan sebaliknya.
Untuk membaca penunjukan
manometer
dibuatlah
sebuah
piringan yang diberi angka-angka
(dibuat berdasarkan hasil kalibrasi)
yang disebut dial.
5. Cara kerja Manometer.
Apabila di dalam pipa bourdon
kita masukkan fluida (bisa gas, bisa
zat cair) yang mempunyai tekanan,
maka pipa yang semula berbentuk
lengkung
itu
akan
berusaha
menjadi lurus; namun tidak akan
pernah berhasil lurus karena gaya
tekan dari fluida tersebut dibuat
tidak akan mampu melewati
elastisitas dari bahan dan ukuran
pipa bourdon; sebaliknya apabila
tekanan di dalam pipa ditiadakan,
maka pipa akan kembali pada
bentuk semula.
Selanjutnya oleh link-link dan
susunan roda gigi gerakan mekanik
tersebut akan diteruskan ke jarum
penunjuk (pointer).
Setelah dikalibrasi, angka-angka
sekala pada dial dapat ditentukan /
dibuat; dan inilah yang kemudian
dapat kita baca sebagai besaran
tekanan pada peralatan dimana
manometer tersebut dipasangkan.
7.12. Kabel tenaga jenis XLPE
Pada tahun belakangan ini
kabel tenaga jenis isolasi plastik
digunakan untuk mempercepat dan
meningkatkan pengembangan kota
karena kabel isolasi plastik ini
mempunyai kinerja dielective yang
paling baik dan mudah pekerjaan
penyambungan pada instalasi- nya,
pemeriksaan dan pemeliharaannya.
Khususnya
kabel
yang
menggunakan
cross-linking
polyethylene yaitu pengembangan
teknik pembuataan- nya sehingga
memungkinkan untuk penggunaaan
tegangan
yang
lebih
tinggi.
Kecenderungan
baru
ini
pengembangan secara cepat kabel
dengan
dielektrik
padat
menyatakan secara tidak langsung
bahwa kabel minyak sampai
tegangan 275 kV segera diganti
dengan kabel dengan isolasi crosslinked polyethylene Kabel XLPE
baru-baru ini mempunyai berat
yang sangat ringan,syarat termal
yang lebih baik dan biaya instalasi
yang sangat murah.
Perbaikan kabel yang rusak
hanya memerlukan bagian kecil
waktu dari pada kabel dengan
isolasi minyakdan biaya material
yang rendah.Dari aspek lingkungan
kabel
XLPE
mempunyai
keuntungan yang lebih besar
,karena resiko minyak tidak ada.
Material XLPE
303
Material dasar untuk semua
jenis
kabel
XLPE
adalah
plyethylene dengan desnsity yang
density rendah .Isolasi polyethylene
(PE) sudah lama digunankaan
sebagai isolasi kabel dan material
selubung yang mempunyai sifat
listrik dan mekanik yang baik,
ringan, fleksibilitas suhu yang
rendah
yang
baik
tahan
kelembaban yang baik, kimia dan
ozone yang mempunyai harga
rendah.
LD
polyethylene
mempunyai sifat yang masih
terbatas penggunaanya sebagai
bahan isolasi kabel. Sebagai bahan
termoplastik
mempunyai
kekurangan, suhunya 105 -115 °C
.Kerugian yang lain adalah tendensi
stress-cracking
apabila
bersinggungan dengan permukaan
bahan aktiv. Dengan menggunakan
proses reminiscent dari vulkanisasi
karet molekul PE dapat diproses
cross-link sehingga memperbaiki
sifat termal dan mekanik secara
baik dan sifta listriknya berubah
secara baik juga.
1. Sifat termal
Oleh
karena
(owing
to)
menggunakan cross-linking, kabel
XLPE adalah material yang tahan
panas. XLPE tidak dapat meleleh
seperti polyethylene tetapi terurai,
dan membentuk karbon jika terbuka
pada waktu yang lama diatas suhu
300 °C. Suhu konduktor yang
diijinkan pada waktu terjadi hubung
singkat selama 1 detik adalah
250 °C pada beban kontinyu dan
konduktor dengan isolasi XLPE
suhunya 90 ° C.
2. Sifat listrik
Sifat listrik yang baik dari PE
tidak berubah selama proses crosslinking,oleh karena itu XLPE seperti
PE mempunyai sangat kecil dan
hanya ketergantungan suhu loss
faktor (tan d) dan konstanta
dielektrik (ε). Oleh karena itu hasil
dari rugi dielektrik dari kabel XLPE
adalah kecil dibandingkan dengan
PVC dan kabel isi minyak. Kabel
XLPE khususnya sesuai untuk rute
kabel
yang
panjang
dengan
tegangan tinggi yang dalam hal rugi
–rugi adalah sangat penting.
3. Sifat mekanik
Polyethylene mempunyai sifat
mekanik yang baik.Hal ini menarik
karena pada suhu normal PE dapat
menahan lokal stress lebih baik dari
PVC.Dalam
hal
ini
XLPE
mempunyai keuntungan yang sama
seperti PE dan tingkat tertentu
seperti isolasi yang diisi XLPE,juga
tahan terhadap abrasi yang lebih
baik dari pada polyethylene.Oleh
akrena itu sifat mekaniknya yang
baik dari kabel XLPE diwaktu yang
akan datang mempunyai jumlah
penggunaan yang lebih besar dari
kabel konvensional.
4. Sifat kimia
Oleh karena cross-linking dari
molekul XLPE tahanannya lebih
baik dari pada PE
Polusi sekitar dan kabel
Dari aspek lingkungan baik PVC
maupun kabel minyak mempunyai
kerugian yang jelas, kabel PVC
adalah jika kebakaran memberikan
gas-gas yang korosi dan kabel
minyak jika bocor akan merusak
304
suplai air. Tak dapat disangkal
(admittedly)
kebakaran,
hasil
pembakaran adalah karbon dioksid
(CO2) dan air tidak menyebabkan
kerusakan. Penggunaan XLPE
pada kabel tegangan rendah dapat
dibuat tahan tehadap rambatan api.
Kompon
tidak
menghasilkan
halogen.
5. Keuntungan dan kerugian
a. Keuntungan
Keuntungan kabel ini adalah
ringan, dan mudah pemasangannya
Radius lingkaran yang kecil dan
konsekuensi khusus untuk instalasi
yang terbatas misalnya switch gear
instalasi dalam.
Pengenal hubung singkat yang
tinggi khususnya sesuai untuk
penampang kabel yang dipilih
dengan dasar arus hubung singkat.
Tidak ada tekanan terhadap
peralatan untuk stabilisasi dielektrik
,dengan
simplifikasi
dari
pemasangan
dan
peralatan
bantu,sehingga mengurangi biaya
pemasangan dan pemeliharaan.
Isolasi yang padat,konssekuensinya
sesuai untuk slope yang besar dan
perbedaan ketinggian dari rute
kabel.
Tangen delta yang rendah
sehingga mengurangi biaya operasi
akibat rugi dielektrik yang rendah.
b. Kerugian
Pengaman
mekanik
yang
rendah,dibanding dengan kabel
didalam pipa besi.
Pengaruh
screen yang rendah dari kabel
dengan selubung logam atau kabel
dalam pipa.
c. Standar yang digunakan
-IEC 228
: Isolasi dan konduktor
kabel
- IEC 229 : Pengujian kabel
oversheath yang mempunyai
fungsi pengaman khusus dan
menggunakan extrusion
- IEC 287
: Perhitungan
pengenal arus kontinyu kabel (100
% faktor beban)
- IEC 840 : Pengujian kabel
tenaga yang menggunakan isolasi
extruded untuk tegangan diatas
30 kV (Um 36 kV sampai 150 kV
- IEC 949 : Perhitungan arus
hubung singkat termal yang
diijinkan
- Publikasi IEC yang lain yang
berkaitan
7.12.1. Konstruksi kabel XLPE
Konstruksi kabel XLPE dapat
dilihat pada gambar 7.19. dibawah
ini
1. Konduktor
Konduktor terdiri dari kawat
tembaga
stranded
annealid
konduktiviti tinggi yang sesuai
dengan IEC publikasi 228 .
Konduktor mempunyai bentuk 4
segmen jenis Milikan dengan
penampang1000 mm2
2. Kabel screen
Screen konduktor non metalik
ini terdiri dari lapisan extruded semi
konduktiv
termo
settinf
kompon.Screen tersebut halus dan
kontinyu.Antar konduktor dengan
dan
lapisan
ektruded
semi
konduktiv ,pita semi konduktiv
harus dipasang.
305
3. Isolasi
Isolasi dibuat dari dry cure
XLPE extruded secara serempak
dengan
semi
konduktiv
dan
insulation screen (triple head
extrusion).Isolasi dirancang untuk
tegangan impulse 750 kV puncak
pada suhu konduktor tidak kurang
dari 5°C dan tidak lebih besar dari
10°C
diatas
suhu
pengenal
maksimum dari operasi normal
isolasi. Ketebalan rata-rata isolasi
tidak kurang dari harga nominal
pada lampiran Technical particular
and guarantie.
K onduktor
P elapis konduktor
Isolasi
P elapis isolasi
M antel Logam
B antalan pelindung dalam
Logam pelindung
B inder
O uter sheath
Gambar 7.19. Konstruksi kabel XLPE
4. Screen Isolasi
Screen isolasi terdiri dari
lapisan extrude semi konduktiv
termo setting compound. Screen ini
smoot dan kontinyu.Pada screen ini
pita semi konduktiv harus dipasang.
5
Pelindung
shield).
Metalik
(metallic
Pelindung metalik dari kabel
terdiri
dari
kawat
tembaga
konduktifitas tinggi. Penampang
pelindung metalik ini harus mampu
melalukan arus gangguan seperti
pada technical; particular and
guarantie.
6. Penutup bagaian dalam (inner
covering)
Penutup
pengaman
anti
corrosion dan sebagai lapisan
bedding untuk lapisan anti termite
pita kuningan extruded black
polyethilene compound digunakan
dengan tebal mominal 2 ,0 mm .
7. Pita pengaman anti termite
Sebagai pengaman anti termite
,dua lapisan pita tin-bronze harus
dipasang diatas inner covering.
8. Penutup Luar
Penutup kabel bagian luar
adalah dari extruded black PVC dan
tambahan bahan kimia lead
naphtenate seperti pada anti
306
termite,nominal ketebalannya
3,0 mm.
7.13. Kabel laut.
9. Penandaan
Tanda berikut agar dipasang pada
penutup luar PVC :
Sebagai contoh untuk
: Kabel
XLPE 150 kV 1000mm2 LG kabel
1997’
Artinya:
-Tegangan nominal
: 150 kV
- Jenis kabel
: XLPE
- Penampang konduktor: 1000 mm2
- Pabrik Pembuat
: LG Kabel
- Tahun pembuatan
: 1997
.
.
.
.
..
..
Kabel Laut Tegangan Tinggi
yang terpasang saat ini di PLN P3B
menggunakan jenis Kabel minyak
(Oil Filled Cable), seperti yang
terpasang di PLN P3B RJTB sbb ,
yang kontruksinya dapat dilihat
pada gambar 6.20.
kabel laut Jawa – Madura merk
BICC dari Inggris.
kabel laut Jawa – Bali merk
PIRELLI dari Itali.
Conductor
Conductor Screen
Insulation
Insulation Screen
Laid Up Cores
Binders
Sheath
Bedding
Reinforcement Binder
Anti Corrosion Sheath
Oil Duct
Anti Teredo Tapes Binder
Bedding
Armour
Binder
Serving
Gambar 7.20. Kabel laut merk BICC
Pada umumnya untuk SKLT ini
hampir sama dengan SKTT.
Perbedaannya terletak pada lapisan
pelindungan lebih banyak yang
spesifik (lihat tabel berikut).
Tabel :7.9. Spesifikasi Kabel Laut
307
Tabel :7.9. Spesifikasi Kabel Laut Jenis Merk Jenis BICC
No
1
BAGIAN
Konduktor
BAHAN
Tembaga
SATUAN
Penampang
2
Konduktor
Screen
Isolasi
Isolasi Screen
Kertas Karbon
Diameter
Diameter
22,5 mm
23 mm
Diameter
Diameter
48,1 mm
48,9 mm
3
4
5
6
7
8
10
Binder
Sheath
Bedding
Reinforcement
Binder
Anti Corrosion
Sheath
Oil Duct
11
Anti
9
12
13
14
15
Kertas
Kertas Karbon &
Non Ferrous
metal
Tape/kertas
CWF Tape
Lead
B.P Katun Tape
Non Ferrous metal &
Tapes
Extruded Polymeric
Sheath
Aluminium
UKURAN
300 mm2
Diameter
Diameter
Diameter
Diameter
106,2
114,2
114,8
115,6
Diameter
124,1 mm
Diameter I.D
O.D
Diameter
18 mm
20 mm
124,5 mm
Teredo Brass
Tapes
Binder
Bedding
Hessian Tapes
Diameter
Armour
Galv. Steel Wire ( Diameter
60 bh )
Binder
Fabric Tape
Diameter
Serving
Jute
Diameter
mm
mm
mm
mm
127,6 mm
139,6 mm
140,1 mm
149,3 mm
Tabel :7.10. Spesifikasi Kabel Laut Jenis Merk PIRELLI.
No
1
2
BAGIAN
Oil Duct
Konduktor
3
4
Konduktor
Screen
Isolasi
5
Core Screen
BAHAN
SATUAN
Diameter
Tembaga
Penampang
Diameter
Kertas Karbon hitam & Kertas Duplex Tape
Kertas
Ketebalan
Max.
electric
stress
at
87 kV
Duplex tape & copper woven rayon tape
UKURAN
12 mm
300 mm2
23,2 mm
10 mm
12 kV/mm
308
6
13
14
Diameter
Ketebalan
Reinforcement Tapes stainless steel
Ketebalan
Anti Corrosion Extruded
Polyethylene Diameter
Jacket
Sheath
Luar
Ketebalan
Core Cabling
Diameter
Anti
Teredo Copper Tape
Ketebalan
Protection
Bedding
Polypropylene yarn
Ketebalan
Armour
Galvanized Steel Wire
Diameter
Kesatu
Binding
Polypropylene yarn
Ketebalan
Armour Kedua Galvanized Steel Wire
Diameter
15
Serving
7
8
9
10
11
12
16
Lead Sheath
Extruded half C Lead alloy
Polypropylene yarn
Ketebalan
Diameter
Luar
Fiber
Optic 12 SMR Optical Fibers Core
Cable with Power Cores
51,9 mm
26 mm
0,3 mm
60 mm
3 mm
130 mm
0,1 mm
2 mm
7
mm/wire
2 mm
7
mm/wire
3,5 mm
173 mm
-
309
BAB VIII
PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI
8.1. Manajemen Pemeliharaan
Pada umumnya lokasi sumber
energi primer konvensional tidak
selalu dekat dengan pusat beban
sehingga pusat pembangkit listrik
dibangun pada lokasi yang terpisah
jauh dari pusat beban maka
penyaluran daya diselenggarakan
melalui
instalasi
penyaluran
(saluran transmisi dan gardu
Induk). Instalasi penyaluran ini
melalui daerah perkotaan atau
melalui laut. Untuk itu instalasi
penyaluran didaerah ini terpaksa
menggunakan Kabel Tenaga yang
berupa Kabel tanah maupun kabel
laut.
Perkembangan
selanjutnya,
beberapa sistem tenaga listrik
(sebagai contoh : Jawa barat, Jawa
Tengah, Jawa Timur dan bali)
diinterkoneksikan membentuk satu
grup operasi.
Peranan instalasi
penyaluran
semakin
penting,
konfigurasi
jaringan
semakin
kompleks dan peralatan semakin
banyak, baik dari segi jumlah
maupun ragamnya.
Peralatan
utama
yang
terpasang di gardu induk dan
saluran transmisi adalah :
Sebagaimana peralatan pada
umumnya,
peralatan
yang
dioperasikan
dalam
instalasi
penyaluran tenaga listrik perlu
dipelihara agar unjuk kerjanya
dapat dipertahankan.
Pemeliharaan
peralatan
penyaluran tenaga listrik diperlukan
untuk
mempertahankan
unjuk
kerjanya namun di lain pihak
sebagian besar pemeliharaan itu
memerlukan pembebasan tegangan
yang berarti bahwa peralatan yang
dipelihara harus dikeluarkan dari
operasi.
Keluarnya beberapa peralatan
dari operasi selama pemeliharaan
dapat menyebabkan berkurangnya
keandalan penyaluran, berkurangnya
kemampuan
penyaluran
bahkan padamnya daerah yang
dipasok oleh peralatan tersebut.
Permasalahan
tersebut juga
dialami oleh pemeliharaan Kabel
Tenaga dengan memelihara Kabel
Tenaga menyebabkan pemadaman
Kabel Tenaga tersebut. Untuk
mempercepat pekerjaan tersebut
maka
diperlukan
managemen
pemeliharaan.
8.1.1.Manajemen Pemeliharaan
Peralatan Penyaluran
Suatu sistem tenaga listrik
mempunyai jumlah dan jenis
peralatan instalasi penyaluran yang
sangat banyak yang dihubungkan
satu dengan lainnya membentuk
suatu sistem penyaluran.
Peralatan dengan jumlah dan
jenis yang banyak itu harus
dipelihara untuk mempertahankan
unjuk kerjanya.
Sehubungan
dengan
pemeliharaan peralatan sistem
tenaga listrik pada umumnya
membutuhkan
dikeluarkannya
peralatan tersebut dari operasi
serta menyangkut jumlah yang
sangat
banyak,
maka
penanganannya
perlu
didasari
310
pemikiran manajemen yang baik.
Dalam hal ini perlu perencanaan
(planning),
pengorganisasian
(organizing),
penggerakan
(actuating)
dan
pengendalian
(controlling) dengan baik.
8.1.2. Perencanaan
Perencanaan
pemeliharaan
peralatan penyaluran tenaga listrik
meliputi
koordinasi
antara
kebutuhan akan pemeliharaan dan
kondisi (keandalan) sistem. Dalam
hal ini diupayakan agar kedua
kebutuhan itu terpenuhi sebaik
mungkin.
Hasil dari perencanaan ini
adalah jadual dan jenis pekerjaan
yang akan dilaksanakan untuk
setiap peralatan antara lain :
- Setiap Peralatan
Pemeliha- raan
Memerlukan
-
Petunjuk
pabrik
pembuat
peralatan
pada
umumnya
memberikan periode dan jenis
pemeliharaan untuk peralatan
tersebut.
-
Dalam hal tidak ada petunjuk
dari pabrik maka pengalaman
masa lalu (Statistik kerusakan)
dapat dipakai sebagai dasar
perencanaan jadwal dan jenis
pemeliharaan.
- Kondisi lokal dimana Peralatan
Tersebut Terpasang
Perlu dipertimbangkan, apakah
ada
alternatif
pemasokan
menghindari pemadaman selama
peralatan
yang
dipelihara
dikeluarkan dari operasi.
- Jenis penggunaan listrik yang
dipasok
Ada penggunaan listrik sebagai
penggerak suatu proses yang
tidak
boleh
terganggu.
Prosesnya hanya berhenti pada
jadwal yang telah ditentukan
Apabila tidak ada alternatif
pasokan daya listrik selama
pelaksanaan
pemeliharaan,
maka diperlukan kompromi yang
dapat diperoleh dari hasil
koordinasi.
- Hal Khusus
Ada keadaan-keadaan khusus
yang menyangkut acara-acara
kenegaraan
yang
harus
dipertimbangkan
dalam
perencanaan
pemeliharaan.
Dalam hal ini diupayakan untuk
menghindari segala sesuatu
yang
kemumingkinan
dapat
menyebabkan
menurunnya
keandalan
atau
terjadinya
pemadaman,
termasuk
pemeliharaan.
Hasil perencanaan pemeliharaan
peralatan instalasi penyaluran ini
adalah Rencana Pemeliharaan
yang mencakup
− Jenis Pemeliharaan
− Jadwal Pelaksanaan
− Keterangan lain berupa perlu/
tidaknya
peralatan
dikeluarkan dari operasi.
− Efisiensi Pemeliharaan
Selama ini pedoman dasar
untuk melakukan pemeliharaan
peralatan instalasi listrik adalah SE
311
Direksi No.032/PST/1984 tanggal
23 Mei 1984 tentang Himpunan
Buku
Petunjuk
Operasi
dan
Pemeliharaan
Peralatan
Penyaluran Tenaga Listrik dimana
yang menjadi dasar utama untuk
melakukan pemeliharaan adalah
rekomendasi
pabrik
serta
instruction manual dari masingmasing peralatan instalasi listrik.
Dengan
pengurangan
siklus
pemeliharaan ini dapat dipastikan
akan memberikan efisiensi dalam
bidang pemeliharaan, antara lain :
− Mengurangi biaya pemeliharaan.
− Mengurangi kebutuhan manhaurs per peralatan.
− Mengurangi waktu pemadaman.
− Meningkatkan mutu pelayanan
dengan tingkat keandalan dan
kesiapan peralatan yang lebih
tinggi.
− Berikut ini merupakan langkah
efisiensi yang dilakukan berupa
perubahan siklus pemeliharaan
peralatan.
Hal yang sama diberlakukan juga
terhadap PMT.
8.1.3. Pengorganisasian
Rencana pemeliharaan sebagai
hasil
perencanaan
diatas
merupakan
dasar
dalam
pengaturan orang, alat, tugas,
tanggungjawab dan wewenang
untuk terlaksananya pekerjaan
pemeliharaan.
Pengorganisasian
ini
perlu
dalam mengalokasikan sumber
daya yang ada atas pekerjaanpekerjaan yang diperlukan agar
dapat dimanfaatkan seefisien dan
seefektif mungkin.
- Rincian Pekerjaan Yang Harus
Dilaksanakan
Rincian ini perlu dibuat untuk
membantu
kelancaran
pelaksanaan
sekaligus
menghindari kesalahan.
Dalam hal ini tingkat rincian yang
diperlukan tergantung kesiapan
yang
akan
melaksanakan
pekerjaan itu.
- Pembagian Pekerjaan
Kegiatan-kegiatan spesifik yang
sejenis dikelompokkan dengan
memperhatikan
kesamaan
pelaksanaan.
Diupayakan
agar
dalam
pelaksanaan pekerjaan, tidak
ada seseroang yang berbeban
terlalu berat atau terlalu ringan
serta tidak ada yang dibebani
pekerjaan diluar kemampuannya.
- Mengalokasikan sumber Daya
'Who does what' disusun agar
seluruh
tahapan
pekerjaan
terlaksana dengan baik atau
tidak terjadi saling mengelak
diantara
personil
untuk
melaksanakan suatu pekerjaan.
Pengalokasian personil ini harus
mempertimbangkan :
• Kemampuan
masing-masing
personil
• Beban kerja yang menjadi
tanggung jawab masing-masing
personil.
• Urutan tahapan pekerjaan.
Peralatan yang diperlukan untuk
tiap
tahapan
pekerjaan
diinventarisir dengan jumlah yang
memadai.
Tidak lengkapnya peralatan,
selain
mengakibatkan
waktu
pelaksanaan lebih panjang juga
mutu pekerjaan yang lebih rencah.
Demikian juga halnya dengan
312
material.
Dasar penyusunan yang utama
adalah
pengalaman
dalam
pelaksanaan yang lalu.
- Koordinasi Pekerjaan
Mekanisme koordinasi harus
jelas, mengingat :
• Tuntutan waktu pelaksanaan
seminimum mungkin
• Menghindari
kecelakaan
tegangan listrik
• Menghindari gangguan
Kesalahan koordinasi dapat
berakibat fatal pada instalasi
bahkan jiwa personil yang
melaksanakan pekerjaan.
8.1.4. Penggerakan
Setelah ada rencana kerja,
kemudian pengalokasian sumber
daya,
tibalah
saatnya
pada
pelaksanaan
pekerjaan
pemeliharaan. Untuk mencapai
sasaran dengan baik seorang
atasan/pimpinan melakukan proses
mempengaruhi kegiatan seseorang
atau suatu kelompok kerja dalam
usaha melaksanakan rencana kerja
yang telah disusun.
Proses
ini
disebut
penggerakan. Pada tahap ini
sumber daya manusia merupakan
salah
satu
penentu
bagi
keberhasilan pencapaian sasaran
sehingga kepemimpinan, motivasi
dan komunikasi.
- Persiapan Personil
Kondisi personil harus dalam
keadaan baik, mental dan
jasmani.
Kesiapan ini harus
dinyatakan
saat
sebelum
memulai pekerjaan dan masingmasing personil menyatakan
kesiapannya
secara
tertulis
dalam blanko-blanko yang sudah
disiapkan.
Kondisi yang tidak baik
(pusing, kurang tidur, letih dan lainlain) dapat membahayakan dirinya
serta orang lain. Selanjutnya
diskusi mengenai apa yang akan
dikerjakan akan sangat membantu
pelaksanakan pekerjaan.
- Persiapan Peralatan
Kondisi
dan
kesiapan
peralatan
perlu
diperiksa
sebelum saat pelaksanaan,
terutama yang menyangkut
keselamatan
jiwa
seperti
sabuk pengaman, pelindung
tubuh,
tangga,
alat
uji
tegangan,Gas
cheker,Blower,Baju tahan api
dan lain-lain.
- Kepemimpinan dan Motivasi
Dalam rangka pelaksanaan
pemeliharaan
mulai
dari
persiapan
sampai
akhir
pekerjaan diperlukan proses
mempengaruhi
dan
mengarahkan orang menuju
ke pencapaian tujuan yaitu
terlaksananya
pekerjaan
pemelihara an dengan baik.
Ada
berbagai
gaya
kepemimpinan yang secara
umum dikenal namun sulit
untuk menyatakan satu gaya
yang terbaik.
Pemimpin
yang
efektif
menyesuaikan tingkah laku
kepemimpinannya
pada
kebutuhan yang dipimpin dan
lingkungannya. Dalam hal ini
perlu diperhatikan tingkat
kedewasaan serta perilaku
manusia
yang
dipimpin.
Ciptakanlah
situasi
yang
memungkinkan
timbulnya
motivasi pada setiap personil
untuk
berperilaku
sesuai
dengan tujuan. Salah satu
313
faktor penting disini adalah
unsur kewibawaan.
8.1.5. Pengendalian
Dalam
upaya
tercapainya
sasaran seperti yang direncanakan,
seorang atasan / pimpinan perlu
melakukan pengendalian karena
pada umumnya terjadi perubahan
situasi dan lingkungan serta
kesalahan pada saat pelaksanaan.
Melalui
pengendalian
ini,
penyimpangan yang terjadi dapat
dideteksi sedini mungkin sehingga
tindakan
koreksi
dapat
memperbaiki pelaksanaan
Dalam mencapai tujuan sesuai
dengan
yang
direncanakan,
diperlukan
pengendalian
agar
penyimpangan
dapat
dideteksi
sedini mungkin. Penyimpangan
dalam pelaksanaan dapat saja
terjadi
oleh
kemungkinankemungkinan :
• Adanya perubahan karena
lingkungan,
• Terjadinya kesalahan karena
informasi kurang jelas,
• Terjadi kesalahan karena
kemampuan personil yang tidak
memadai,
• Ditemukan masalah lain diluar
yang sudah direncanakan.
Untuk dapat melaksanakan
pengendalian diperlukan sasaran
pengendalian, indikator - indikator
dan standar yang jelas.
Pelaksanaan pekerjaan dievaluasi,
hasil yang dicapai dibandingkan
terhadap
standar
dan
melaksanakan tindakan koreksi bila
diperlukan. Unsur manusia adalah
hal yang paling utama dalam
pengendalian yang menyangkut :
• Kelemahan
(kesalahan,
kemalasan, ketidaktahuan ),
• Kecurangan,
• Perbedaan pemahaman/
penafsiran atas sesuatu,
• Keengganan merubah sesuatu
yang sudah dianggap mapan
(kebiasaan cara kerja ).
8.2. Pengertian Dan Tujuan
Pemeliharaan
Pemeliharaan peralatan listrik
tegangan tinggi adalah serangkaian
tindakan atau proses kegiatan
untuk mempertahankan kondisi dan
meyakinkan bahwa peralatan dapat
berfungsi sebagaimana mestinya
sehingga dapat dicegah terjadinya
gangguan
yang
menyebabkan
kerusakan.
Tujuan pemeliharaan peralatan
listrik tegangan tinggi adalah untuk
menjamin kontinyunitas penyaluran
tenaga
listrik
dan
menjamin
keandalan, antara lain :
1. Untuk meningkatkan
reliability, availability dan
effiency.
Faktor yang paling dominan
dalam
pemeliharaan
peralatan
listrik tegangan tinggi adalah pada
sistem isolasi. Isolasi disini meliputi
isolasi minyak, udara dan gas atau
vacum. Suatu peralatan akan
sangat mahal bila isolasinya sangat
bagus, dari isolasi inilah dapat
ditentukan
sebagai
dasar
pengoperasian
peralatan.dengan
demikian isolasi merupakan bagian
yang
terpenting
dan
sangat
menentukan umur dariperalatan.
Untuk itu kita harus memperhatikan
/memelihara sistem isolasi sebaik
mungkin, baik terhadap isolasinya
maupun
penyebab
kerusakan
314
Pemeriksaan atau monitoring
dapat dilaksanakan oleh operator
atau petugas patroli setiap hari
dengan sistem check list atau
catatan
saja.
Sedangkan
pemeliharaan harus dilaksanakan
oleh regu pemeliharaan.
isolasi.
Dalam pemeliharaan peralatan
listrik tegangan tinggi kita
membedakan antara pemeriksaan /
monitoring (melihat, mencatat,
meraba serta mendengar) dalam
keadaan operasi dan memelihara
(kalibrasi / pengujian, koreksi /
resetting serta memperbaiki /
membersihkan ) dalam keadaan
padam.
8.3. Jenis jenis Pemeliharan
Jenis jenis Pemeliharan pada kabel adalah sebagai berikut :
1. Pemeliharaan harian
Pemeliharaan harian seperti tabel 8.1
Tabel 8.1.Pemeliharaan harian
: HARIAN
: OPERASI
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
Jadwal
NO.
PERALATAN/KOMPONEN YANG
DIPERIKSA
1
1.
2
Manometer tekanan Minyak
Kabel
2.
ROW
3.
Terminasi Kabel head (sealing
end)
URAIAN PELAKSANAAN
3
Periksa secara visual dan catat
tekanan minyak pada sealing end
pada manometernya.
Periksa secara visual : rambu
(patok-patok), jembatan kabel, tutup
crosbonding dan box culvert serta
kegiatan
pembangunan
atau
kegiatan diatas/sekitar jalur sktt.
a Periksa secara visual klem terminasi
kabel head dan bagian yang
bertegangan dari benda asing.
b Periksa sistem pentanahan sealing
end (kabel head).
2. Pemeliharan Mingguan.
315
Pemeliharaan berupa monitoring saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi
yang dilakukan oleh petugas patroli setiap Mingguan serta dilaksanakan
dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.2.
Tabel 8.2.Pemeliharaan Mingguan
JADWAL
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: MINGGUAN
: OPERASI
NO.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
1
2
3
1.
Manometer tekanan Minyak
Kabel
Periksa tekanan minyak pada
sealing end secara visual pada
manometernya.
2.
ROW
Periksa secara visual : rambu
(patok-patok), jembatan kabel, tutup
crosbonding dan box culvert serta
kegiatan
pembangunan
atau
kegiatan diatas/sekitar jalur sktt.
3.
Terminasi Kabel head (sealing
end)
4
Manometer
Kabel
tekanan
a Periksa secara visual klem terminasi
kabel head dan bagian yang
bertegangan dari benda asing.
b Periksa sistem pentanahan sealing
end (kabel head).
Minyak
Periksa secara visual dan catat
tekanan minyak pada manometer di
setiap Stop Joint yang dapat
diperiksa.
3. Pemeliharaan Semesteran
316
Pemeliharaan berupa monitoring saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi
yang dilakukan oleh petugas patroli setiap Semester serta dilaksanakan
dalam keadaan operasi. seperti tabel 8.3.
Tabel 8.3. Pemeliharaan Semester
JADWAL
: SEMESTER
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: OPERASI
NO.
1
1.
2.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
2
3
Periksa secara visual dan catat
tekanan minyak pada Stop Joint dan
Sealing end (kabel head) .
Terminasi Sealing End (Kabel a Pengukuran noktah panas pada
klem sealing end (kabel head) dan
head)
dan
bagian
yang
bagian berteganan dengan infrared
bertegangan
thermovision.
b Pengukuran Partial Discharge pada
Sealing end (kabel head) dengan
alat uji Partial Discharge
Minyak Kabel
4. Pemeliharaan Tahunan
Pemeliharaan yang berupa Pengukuran dan pengujian untuk Kabel Tanah
Tegangan Tinggi dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun dan
dilaksanakan dalam keadaan Padam, seperti tabel 8.4.
Tabel 8.4. Pemeliharaan Tahunan
JADWAL
: Tahunan
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: Padam
NO.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
1
2
3
1.
Tahanan Isolasi Kabel
2.
Cable Covering Protection Unit
(Non Linier Resistor)
Pengukuran tahanan isolasi kabel
dengan Megger dan dengan metoda
polarisasi indeks (PI).
Pengukuran arus bocor pada CCPU
dan mengukur tahanan isolasinya
317
3
Lead Sheath. (timah pelindung)
4.
Mano Meter
5.
Boks Cross bonding dan Stop
Join serta Oil Tank Chamber
maupun Oil Tank Sunseal
6.
Kabel pilot.
7
Pressure Control Cabinet (Panel
Box kontrol tekanan)
Pengukuran arus bocor pada lead
sheath dan mengukur tahanan
isolasinya
Pengetesan
fungsi
penunjukan
tekanan
minyak
dan
sistem
pengaman tekanan minyak kabel
(alarm dan tripping).
Pemeriksaan
dan
pembersihan
terhadap
Manometer,
Tangki
minyak, instalasi pipa minyak,
kandungan Gas berbahaya maupun
kelembaban .
Pengukuran tahanan isolasi kabel
pilot.
Pemberihan kabinet, seal pintu
panel, pengukuran tahanan variabel
untuk mengatur tegangan sistem
pengaman
(proteksi
tekanan
minyak/supervisi).
8.4. Pemeliharaan yang dilakukan terhadap Kabel Laut Tegangan Tinggi
adalah:
1. Pemeliharaan Kabel Laut Harian.
Pemeliharaan berupa monitoring untuk Kabel Laut Tegangan Tinggi yang
dilakukan oleh petugas Patroli dan dilaksanakan secara Harian dalam keadaan
operasi, seperti tabel 8.5.
Tabel 8.5. Pemeliharaan Kabel Laut Harian
JADWAL
: HARIAN
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: OPERASI
NO.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
1
2
3
1.
R.O.W
2.
Lampu Suar
3.
Pelampung suar
Pantau lalu lintas kapal agar tidak
lego jangkar pada daerah koridor
kabel laut
Pantau kedipan lampu rambu suar
apakah masih bekerja baik.
Periksa pelampung suar apakah
masih berada pada tempat yang
ditentukan.
318
2. Pemeliharaan kabel laut mingguan
Pemeliharaan berupa monitoring untuk Kabel Laut Tegangan Tinggi
yang dilakukan oleh petugas Patroli dan dilaksanakan setiap Mingguan dalam
keadaan operasi, seperti tabel 8.6.
Tabel 8.6. Pemeliharaan Kabel Laut mingguan
: MINGGUAN
JADWAL
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
NO.
1.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
Terminasi Kabel head dan bagian
yang bertegangan
2.
Tegangan Suplay AC/DC untuk
alat bantu.
3.
4.
Tekanan minyak
Terminasi.
: OPERASI
URAIAN PELAKSANAAN
Periksa terminasi
kabel head dan
bagian yang
bertegangan dari
benda asing
secara visual.
Periksa tegangan suplay AC
maupun DC untuk alat bantu
apakah masih normal.
Periksa tekanan minak kabel
Periksa terminasi kabel apakah
masih baik secara visual.
319
3. Pemeliharaan kabel laut Semester
Pemeliharaan yang berupa monitoring untuk Kabel Tanah Tegangan
Tinggi dan dilakukan oleh petugas Patroli setiap Semester dan dilaksanakan
dalam keadaan operasi, seperti tabel 8.7.
Tabel 8.7. Pemeliharaan Kabel Laut Semester
JADWAL
: Semester
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: OPERASI
NO.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
1
2
3
1.
Terminasi Kabel head dan
bagian yang bertegangan
Pengukuran noktah panas pada
kabel head dan bagian berteganan
dengan infrared thermovision.
2.
Terminasi Kabel head dan
bagian yang bertegangan
Pengukuran Partial Discharge pada
kabel head dengan alat uji Partial
Discharge
3.
Terminasi Kabel head dan
bagian yang bertegangan
4.
Terminasi Kabel head dan
bagian yang bertegangan
Peralatan kontrol minyak dan
alat bantu khusus
Pembersihan bushing kabel head
terdapap kristal garam serta
pembersihan isolator string pada
gantry, dead end tower.
Pembersihan terminasi/sealing end
kabel.
Periksa apakah peralatan kontrol
daan alat bantu khusus dapat
berfungsi dengan baik.
5.
320
4. Pemeliharaan Kabel Laut Tahunan.
Pemeliharaan yang berupa Pengukuran dan pengujian untuk Kabel Tanah
Tegangan Tinggi dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun dan
dilaksanakan dalam keadaan Padam, seperti tabel 8.8.
Tabel 8.8. Pemeliharaan Kabel Laut Tahunan
JADWAL
DILAKSANAKAN DALAM KEADAAN
: Tahunan
: Padam
NO.
PERALATAN/KOMPONEN
YANG DIPERIKSA
URAIAN PELAKSANAAN
1
2
3
1.
Sistem pentanahan
2.
Tahanan isolasi Kabel Laut
3.
Mano Meter
4
Boks Cross bonding dan Stop
Join serta Oil Tank Chamber
maupun Oil Tank Sunseal.
5
Tahanan isolasi kabel pilot
a
7
Rambu-rambu
b
a
b
8
ROW
Pemeriksaan dan pengukuran
sistem pentanahan kabel laut
dengan Megger pentanahan.
Ukur tahanan isolasi kabel laut
dengan Megger.
Uji fungsi manometer apakah masih
bekerja baik.
Pemeriksaan dan pembersihan
terhadap Manometer, Tanki, Gas
berbahaya maupun kelembaban
dalam kondisi operasi
Ukur tahanan isolasi dari kabel pilot
apakah masih baik.
Ukur tahanan kabel pilot (Rdc).
Periksa kelengkapan rambu-rambu
dan pelampung suar seperti Batere,
lampu dan panel solar sel.
Pelihara kelengkapan rambu-rambu
dan pelampung suar penggantian
elektroda anti korosi setiap 5 tahun..
Periksa ROW kabel dengan Scan
sonar apakah kabel masih tetap
pada posisi nya setiap 5 tahun.
321
8.5. Prosedur Pemeliharaan
Prosedur pemeliharaan kabel dan kabel laut dapat dilihat pada tabel 8.9
Tabel 8.9. Prosedur pemeliharaan kabel dan kabel laut
LATAR BELAKANG
Kesinambungan penyaluran energi listrik yang
dikelola oleh PLN UBS P3B salah satunya ditentukan
oleh kesiapan operasi gardu induk dan saluran
transmisi. Kesiapan operasi gardu induk dan saluran
transmisi harus didukung oleh
pemeliharaan
peralatan secara aman, baik dan benar. Didalam
pelaksanaannya, jika terjadi kesalahan prosedur, akan
mengakibatkan gangguan pada sistem tenaga listrik
dan kerusakan pada peralatan bahkan dapat
mengakibatkan kecelakaan manusia.
Untuk
lebih
meningkatkan
keamanan
dan
keselamatan dalam melaksanakan pekerjaan di
instalasi listrik, maka perlu dibuat prosedur
pelaksanaan pekerjaan pada instalasi listrik tegangan
tinggi / ekstra tinggi sebagai penyem- purnaan dari
buku “Manuver Peralatan Instalasi Tegangan Tinggi &
Ekstra Tinggi serta Dokumen Keselamatan Kerja”.
MAKSUD DAN
TUJUAN
Sesuai Surat Keputusan General Manager PT. PLN
(Persero) UBS P3B No. 005.K / 021 / GM.UBS. P3B /
2002, tanggal 07 Januari 2002, perihal
“Pembentukan
Tim
Penyempurnaan
Prosedur
Operasi Sistem dan Pemeliharaan PT. PLN (Persero)
UBS P3B”, maka diterbitkan buku “Prosedur
Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi Listrik
Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi”.
• Prosedur Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi
Listrik Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi ini adalah
prosedur yang harus ditaati dan dilaksanakan
oleh semua personil dalam melaksanakan tugas
pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi /
ekstra tinggi.
•
Ruang Lingkup
Dengan prosedur ini setiap pekerjaan pada
instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi dapat
terlaksana dengan aman dan lancar serta selamat
(safety process) sehingga tercapai Zero Accident.
Prosedur Pelaksanaan Pekerjaan Pada Instalasi
322
Listrik Tegangan Tinggi / Ekstra Tinggi ini berlaku
untuk semua pekerjaan pada instalasi listrik tegangan
tinggi / ekstra tinggi yang meliputi :
Manuver pembebasan tegangan.
Pelaksanaan pekerjaan pada instalasi dalam
keadaan tidak bertegangan.
Manuver pemberian tegangan.
1. PENGORGANISASIAN KERJA
Pengorganisasian
Kerja
Dalam melaksanakan pekerjaan pada instalasi listrik
tegangan tinggi / ekstra tinggi, diperlukan
pengorganisasian kerja yang melibatkan unsur /
personil sebagai berikut :
•
•
•
•
•
•
Penanggung Jawab Pekerjaan.
Pengawas K3.
Pengawas Manuver.
Pelaksana Manuver.
Pengawas Pekerjaan.
Pelaksana Pekerjaan.
Pengawas Manuver, Pengawas Pekerjaan dan
Pengawas K3 tidak boleh dirangkap dan harus berada
dilokasi selama pekerjaan berlangsung.
Peranan Personil
PENANGGUNG
JAWAB PEKERJAAN
PENGAWAS K3
PENGAWAS
Peranan personil pada butir 2.1 adalah sebagai
berikut :
Bertanggung jawab terhadap seluruh rangkaian
pekerjaan yang akan dan sedang dilaksanakan pada
instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi.
Penanggung Jawab Pekerjaan adalah kuasa pemilik
asset yaitu Manager UPT.
Bertugas sebagai pengawas Keselamatan dan
Kesehatan Kerja (K3) pada pekerjaan instalasi listrik
tegangan tinggi / ekstra tinggi, sehingga keselamatan
manusia dan keselamatan instalasi listrik terjamin.
Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas K3 harus
memiliki kualifikasi Pengawas K3.
Bertugas sebagai pengawas terhadap proses
manuver (pembebasan / pengisian tegangan) pada
instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi, se323
MANUVER
PELAKSANA
MANUVER
PENGAWAS
PEKERJAAN
PELAKSANA
PEKERJAAN
TUGAS DAN
TANGGUNG JAWAB
PENANGGUNG
JAWAB PEKERJAAN
hingga keselamatan peralatan dan operasi sistem
terjamin.
Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas Manuver
harus memiliki kualifikasi keahlian setingkat Operator
Utama.
Bertindak selaku eksekutor manuver pada instalasi
tegangan tinggi / ekstra tinggi.
Pelaksana Manuver adalah Operator Gardu Induk /
Dispatcher Region / Dispatcher UBOS yang dinas
pada saat pekerjaan berlangsung.
Bertugas sebagai pengawas terhadap proses
pekerjaan pada instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra
tinggi.
Personil yang ditunjuk sebagai Pengawas Pe- kerjaan
harus memiliki kualifikasi minimal setingkat Juru
Utama Pemeliharaan.
Bertugas melaksanakan pekerjaan pada instalasi
listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi.
Personil Pelaksana Pekerjaan ditunjuk oleh
Pengawas Pekerjaan.
Tugas dan tanggung jawab masing-masing personil
pada butir 2.2. adalah sebagai berikut :
•
Mengelola seluruh kegiatan pekerjaan yang
meliputi : personil, peralatan kerja, perlengkapan
K3 dan material pekerjaan.
•
PENGAWAS K3
Melakukan koordinasi dengan Unit lain yang
terkait.
Mencegah terjadinya kecelakaan kerja dengan cara
sebagai berikut :
•
Memeriksa kondisi personil sebelum bekerja.
•
Mengawasi kondisi / tempat-tempat yang berbahaya.
•
Mengawasi pemasangan dan pelepasan taging,
gembok dan rambu pengaman.
•
Mengawasi tingkah laku / sikap personil yang
membahayakan diri sendiri atau orang lain.
•
PENGAWAS
Mengawasi penggunaan perlengkapan keselamatan kerja.
Menjaga keamanan instalasi dan menghindari
kesalahan manuver yang dilakukan oleh Operator
Gardu Induk dengan cara sebagai berikut :
324
MANUVER
PELAKSANA
MANUVER
•
Mengawasi pelaksanaan manuver.
•
Mengawasi pemasangan dan pelepasan taging di
panel kontrol serta rambu pengaman / gembok di
switch yard.
•
Mengawasi pemasangan dan pelepasan sistem
pentanahan.
Melakukan eksekusi manuver peralatan instalasi
listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi.
•
•
Melakukan pemasangan dan pelepasan taging di
panel kontrol serta rambu pengaman / gembok di
switch yard.
•
Melakukan penutupan dan pembukaan PMS
tanah.
Menunjuk personil Pelaksana Pekerjaan sebagai
Pelaksana Pengamanan Instalasi listrik untuk
memasang dan melepas taging, gembok, dan
rambu pengaman.
Memasang dan melepas pentanahan lokal.
•
PELAKSANA
PEKERJAAN
PENDELEGASIAN
TUGAS
•
•
Memasang dan melepas taging, gembok dan
rambu pengaman.
•
Melaksanakan pekerjaan.
Pendelegasian tugas dapat diberikan kepada pejabat atau personil yang mempunyai kemampuan
(Formulir 8), dalam hal :
• Personil yang ditunjuk berhalangan melaksanakan tugasnya.
• Dalam satu pekerjaan diperlukan beberapa
pengawas.
PENANGGUNG
JAWAB
PEKERJAAN
Pelaksanaan pendelegasian dilaksanakan sebagai
berikut :
Asisten Manager Pemeliharaan atau Ahli Muda
bidang terkait dengan catatan kedua pejabat tersebut
tidak sedang menjadi pengawas lainnya (tidak
merangkap).
PENGAWAS
Operator Utama atau Personil yang mempunyai
pengalaman dan keahlian dalam bidang manuver.
325
MANUVER
Personil yang mempunyai ketrampilan,
pengalaman dan keahlian dalam bidang
pemeliharaan.
Personil yang mempunyai pengalaman
serta keahlian dalam bidang K3.
PENGAWAS PEKERJAAN
PENGAWAS K3
2. TAHAPAN PELAKSANAAN PEKERJAAN
Tahapan yang Diperlukan
Persiapan
Tahapan pelaksanaan prosedur pekerjaan pada
instalasi listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi
adalah sebagai berikut :
a. Briefing tentang rencana kerja yang akan
dilaksanakan kepada seluruh personil yang
terlibat dalam pekerjaan dilaksanakan oleh :
Pengawas Pekerjaan :
• Memberikan penjelasan mengenai
pekerjaan yang akan dilaksanakan
dengan baik dan aman.
•
Membagi tugas sesuai dengan
kemampuan dan keahlian personil
(Formulir 3).
Pengawas K3 :
326
•
Memberikan penjelasan mengenai
penggunaan alat pengaman kerja /
pelindung diri yang harus dipakai (Formulir
1).
•
Memberikan penjelasan pengamanan
instalasi yang akan dikerjakan.
•
Menjelaskan tempat-tempat yang
berbahaya dan rawan kecelakaan
terhadap Pelaksana Pekerja.
Pengawas Manuver :
•
Menyampaikan hasil koordinasi dengan
unit terkait.
•
Menjelaskan langkah-langkah untuk
manu- ver pembebasan dan pengisian
tegangan (Formulir 4 dan 7).
b. Pengawas Pekerjaan memeriksa alat kerja
dan material yang diperlukan.
c. Pengawas K3 memeriksa peralatan keselamatan kerja yang diperlukan (Formulir 1).
d. Pengawas K3 memeriksa kesiapan jasmani /
rohani personil yang akan melaksanakan
pekerjaan (Formulir 2).
Izin Pembebasan Instalasi
untuk Dikerjakan
Dispatcher (UBOS / Region) memberi izin pembe-
Pelaksanaan Manuver
Pembebasan Tegangan
Pelaksana Manuver melaksanakan :
basan instalasi kepada Pengawas Manuver.
a. Memposisikan Switch Lokal / Remote ke
posisi Lokal.
b. Manuver pembebasan tegangan, sesuai
rencana manuver yang telah dibuat (Formulir
4).
c. Pemasangan taging pada panel kontrol dan
memasang gembok pengaman pada box
PMT, PMS Line, PMS Rel dan PMS Tanah.
Semua pekerjaan manuver tersebut diatas
diawasi oleh Pengawas Manuver dan Pengawas
327
K3.
Apabila lokasi pekerjaan di luar jangkauan
pengamatan Operator Gardu Induk, maka
Pengawas Manuver dan Pengawas Pekerjaan
agar menjalin komunikasi.
Pernyataan Bebas
Tegangan
Pengawas Manuver membuat pernyataan bebas
tegangan diserahkan kepada Pengawas
Pekerjaan disaksikan oleh Pengawas K3
Pelaksanaan Pekerjaan
Pelaksana Pekerjaan melaksanakan :
a. Pemeriksaan tegangan pada peralatan /
instalasi yang akan dikerjakan dengan
menggunakan tester tegangan.
b. Pemasangan pentanahan lokal pada
peralatan / instalasi listrik yang akan
dikerjakan.
Perhatikan urutan pemasangan (kawat
pentanahan lokal dipasang pada sistem
grounding / arde terlebih dahulu, baru
kemudian dipasang pada bagian instalasi
yang akan dikerjakan), jangan terbalik
urutannya.
c. Pengaman tambahan (pengaman berlapis)
seperti : memasang gembok, lock-pin, dan
memblokir rangkaian kontrol dengan
membuka MCB / Fuse / Terminal.
d. Pemasangan taging, gembok dan rambu
pengaman di switchyard pada daerah
berbahaya dan daerah aman.
e. Pekerjaan dilaksanakan sesuai rencana.
Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh
Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3.
Jika pekerjaan belum selesai dan akan
diserahkan ke regu yang lain,
Pekerjaan Selesai
Bila pekerjaan telah selesai Pelaksana Pekerjaan
melaksanakan :
a. Melepas pentanahan lokal.
Perhatikan urutan melepas (kawat
pentanahan lokal pada bagian instalasi
328
dilepas terlebih dahulu, kemudian kawat
pentanahan lokal pada bagian sistem
grounding / arde dilepas).
b. Melepas pengaman tambahan seperti
gembok dan lock-pin, mengaktifkan rangkaian
kontrol dengan menutup MCB / Fuse /
terminal.
c. Melepas taging, gembok dan rambu
pengaman di switchyard.
d. Merapikan peralatan kerja.
Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh
Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3.
Pernyataan Pekerjaan
Selesai
Pengawas Pekerjaan membuat Pernyataan
Pekerjaan Selesai dan diserahkan kepada
Pengawas Manuver disaksikan oleh Pengawas
K3
Pernyataan Instalasi Siap
Diberi Tegangan
Pengawas Manuver menyatakan kepada
Dispatcher (UBOS / Region) bahwa instalasi
listrik siap diberi tegangan kembali.
Pelaksanaan Manuver
Pemberian Tegangan
Pelaksana Manuver melaksanakan :
a. Melepas gembok pengaman pada PMS Line
dan PMS Rel serta PMS Tanah.
b. Membuka PMS Tanah.
c. Melepas taging pada panel kontrol.
d. Memposisikan switch Lokal / Remote pada
posisi Remote.
Jika remote kontrol Dispatcher gagal, maka
berdasarkan perintah Dispatcher, posisi
switch Lokal / Remote diposisikan Lokal dan
Pelaksana Manuver melaksanakan manuver
penutupan PMT untuk pemberian tegangan.
Semua pekerjaan tersebut diatas diawasi oleh
Pengawas Pekerjaan dan Pengawas K3.
329
8.6. Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan ( DP3 )
Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan dapat dilihat pada tabel 8.10
Tabel 8.10 Dokumen Prosedur Pelasanaan Pekerjaan
1. Daerah Berbahaya dan Daerah berbahaya (danger area) adalah suatu
tempat (daerah) disekitar peralatan (bagian)
Daerah Aman.
bertegangan, yang batasnya (jaraknya) tidak
boleh dilanggar.
Batas (jarak) daerah berbahaya tergantung
pada besarnya tegangan nominal sistem.
Sedangkan jarak aman (safety distance)
adalah jarak di luar daerah bahaya, dimana
orang dapat bekerja dengan aman dari bahaya
yang ditimbulkan oleh peralatan (bagian) yang
bertegangan.
Untuk berjalan melintas disekitar daerah
peralatan / instalasi yang bertegangan, harus
sangat berhati-hati. Pastikan bahwa peralatan
yang dibawa tidak mencuat / menonjol keatas
ataupun kesamping , usahakan untuk tidak
dipanggul atau dibawa secara melintang.
Jarak aman minimum diperlihatkan pada tabel
berikut ini :
Sistem tegangan
Jarak aman*
(kV)
(cm)
70
20
85
30
100
70
150
150
500
500
4 * mengacu pada Electrical Safety Advices
(ESA) dan PUIL 1987
330
2
Formulir DP3
( Formulir Terlampir )
Formulir-formulir yang digunakan untuk
menerapkan prosedur pelaksanaan
pekerjaan pada instalasi tegangan tinggi /
ekstra tinggi ini yang disebut DP3 adalah
terdiri dari :
• Formulir 1 :
Prosedur pengamanan pada instalasi
tegangan tinggi / ekstra tinggi.
Lampiran formulir 1 :
Rencana pengamanan pekerjaan pada
instalasi tegangan tinggi / ekstra tinggi.
• Formulir 2 :
Pemeriksaan kesiapan pelaksana sebelum
bekerja pada instalasi tegangan tinggi /
ekstra tinggi.
• Formulir 3 :
Pembagian tugas dan penggunaan alat
keselamatan kerja.
• Formulir 4 :
Manuver pembebasan tegangan instalasi
tegangan tinggi / ekstra tinggi.
331
• Formulir 5 :
3.10.1 Pernyataan bebas tegangan.
• Formulir 5 lanjutan :
Serah terima pekerjaan.
• Formulir 6 :
.10.2 Pernyataan pekerjaan selesai.
• Formulir 7 :
.10.3 Manuver pemberian tegangan instalasi
listrik tegangan tinggi / ekstra tinggi.
• Formulir 8 :
Surat pendelegasian tugas.
• Formulir 9 :
.10.4 Permintaan izin kerja, berlaku untuk
pekerjaan yang dilaksanakan oleh pihak
diluar PT PLN UBS P3B.
Jika ada pihak luar yang akan
melaksanakan suatu pekerjaan di Unit
Pelayanan Transmisi, maka harus mengisi
formulir Permintaan Ijin Kerja sebelum
mengisi formulir / dokumen K3 lainnya.
8.7. Pemelihaan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Filled
Operasi dan pemeliharaan
yang baik akan menghilangkan
penyebab kabel beroperasi secara
darurat. Operator yang baik akan
mengetahui sistem kabel,sehingga
secara
cepat
operator
akan
mengetahui
maslah
yang
timbul,operator akan mengetahui
langkah-langkah
yang
harus
dilakukan untuk memisahkan yang
ada masalah, periksa dan lakukan
perbaikan
atau
pembetulan.umumnya
tanpa
membahayakan sistem atau harus
memadamkan kabel. Walaupun
sistem instalasi kabel sebenarnya
bebas pemeliharaan, pentingnya
operasi yang tepat memerlukan
pemeriksaan pemeliharaan yang
hati-hati dari pada memelihara
secara rutin peralatan. Apabila
diperlukan pemeliharaan tingkat
pemeliharaan
dan
keahlian
pelaksana
harus
mempunyai
kompetensi yang tinggi.
332
1. Kaki segitiga
2. Helm
3 Takel rantai
4 Sepatu karet
5..pompa lumpur/air
6. sarung tangan
7..generator
8. masker
9 .tangga aluminium/bambu
10 tabung oksigen
11 .blower
12 .baju tahan api
13 .batere/senter
1. Pemelihaan Instalasi Kabel
Pemeliharaan
kabel
tanah
secara periodik sebenarnya tidak
diperlukan,tetapi
karena
kabel
tersebut berisi minyak sebagai
isolasi maka tekanannya harus
selalu dipantau.Pemasok minyak
untuk mempertahankan sifat isolasi
kabel tetap kondisi baik,maka
bergantung pada panjang rute
kabel,makin
panjang
instalasi
kabel, maka jumlah seksi pemasok
minyak akan bertambah,misalnya
instalasi dengan satu seksi tekanan
minyak,dua seksi dan tiga seksi.
Masing-masing
seksi
perlu
diperiksa tekanannya setiap minggu
untuk mengetahui kenaikan dan
atau penurunan masing-masing
seksi tekanan
3. Pelaksanaan Pemeriksaan
Sebelum melakukan pekerjaan
pemeliharaan tekanan minyak,jika
tangki berada didalam ruang bawah
tanah maka yakinkan bahwa tidak
ada gas didalam ruangan bawah
tanah.
1.Bersihkan pcc(panel control
kabinet)
2.Bersihkan manometer
3.catat penunjukan manometer
a.setting
b.Alarem
c.tripping
2. Peralatan yang digunakan.
Untuk melaksanakan
pemeliharaan tekanan minyak
diperlukan peralatan kerja sebagai
berikut:
a. Alat kerja
dan Alat K3
4. Daftar pemeriksaan tekanan minyak
SKTT
: …………………………………
Joint /OTC :
UPT
:
No
1
2
3
4
5
Tangga
l
Tekanan minyak
R
S
T
R
Keterang
an
S
T
334
8.8. Spare Kabel
Kabel cadangan merupakan
material yang harus tersedia di
gudang .Umumnya material ini
panjangnya kurang lebih 500 m dan
terpasang pada haspel serta
dilengkapi dengan tangki tekanan
minyak . Besarnya tekanan tangki
tersebut antara 0,8 sampai 1,2 bar
dan dilengkapi dengan manometer
Instalasi kabel tanah tegangan
tinggi 70 kV maupun 150 kV
umumnya digunakan pada saluran
transmisi tegangan tinggi didaerah
perkotaan. Jalur kabel untuk
menanam dan menggelar instalasi
malalui daerah pemukiman dan
atau disisi jalan raya. Adanya
kegiatan
pembangunan
yang
hampir
berlangsuing
tanpa
kordinasi membuat instalasi kabel
tegangan tinggi tersebut terancam
terkena gangguan.
Bedasarkan
pengalaman
instalasi kabel sering mendapat
gangguan dari pekerjaan proyek
maupun kegiatan rumah tangga,
contohnya terkena bor pembuatan
arde telkom,bor sumur warga dan
,terkena begho .
Tujuan
memelihara
kabel
cadangan adalah untuk mengetahui
kondisi kesiapan kabel cadangan
tersebut kapan diperlukan.
1. Peralatan yang digunakan
Peralatan kerja
Tidak diperlukan peralatan kerja
untuk memeriksa tekanan minyak
kabel cadangan.
2. Peralatan K3
a. Helm
b Sepatu tahan benturan
c. kaca mata
d. Baterre senter
e.Tangga aluminium panjang 3
m
f. Jas hujan
Daftar Hasil tekanan minyak kabel spare
Gudang /Upt : …………………….
Bulan / tahun : ……………………..
No
Tanggal
Merk/Type
Penampang
/panjang (m)
8.9. Termination.
Sealing end atau terminasi
merupakan
peralatan
yang
digunakan untuk mengeluarkan
konduktor (inti kabel) dari kabel
Tekanan
Minyak (bar)
Keterangan
yang tertanam di bawah tanah, atau
mengeluarkan
konduktor
yang
terpasang di dalam kompartemen
GIS. Ada dua jenis sealing end
pada instalasi kabel yaitu indoor
335
sealing end dan outdoor sealing
end. Perbedaan fisik yang nyata
antara kedua terminasi tersebut
adalah pada bagian luar terminasi
menggunakan
porselen.
Pemeliharaan terminasi adalah
sebagai berikut:
1. Kondisi bertegangan
Pada kondisi bertegangan
pemeliharaan yang dilakukan
adalah memeriksa secara fisik
bushing tersebut apakah kondisinya
normal atau ada gangguan.
2. Kondisi tidak bertegangan.
Pada waktu pemeliharaan
preventive bersamaan dengan
pemeliharaan peralatan yang
lain, maka yang dilakukan terhadap
terminasi atau sealing end adalah
membersihkan porselin isolator.
a. Peralatan dan material yang
digunakan
1.tool kit
2.lap kain yang tidak berserat
3.sakapen
4.alkohol 90 %
5.semen remover
6.Sabun rumah tangga
3. Cara Pelaksanaan pemeliharaan
Pemeliharaan bushing pada
waktu beroperasi yaitu pengecekan
secara fisik apakah kondisinya
baik,dan
pada
kondisi
tidak
bertegangan ialah dengan cara
membersihkan permukaan bushing
menggunakan sabun rumah tangga
atau sakapen.
4. Hasil Pemeliharaan out door termination
SKTT 70/150 kV
: ……………………………………..
Pelaksana
: ………………………………………
UPT
: …………………………………..
LOKASI GI
: ………………………………………
No Tanggal Terminasi Bushing Fasa
Kabel I
R
S
T
Keterangan
Kabel II
R
S
T
5. Hasil Pemeliharaan indoor termination
SKTT 70/150 kV
: ……………………………………..
Pelaksana
: ………………………………………
UPT
: …………………………………..
LOKASI GI
: ………………………………………
No Tanggal
Terminasi Bushing Fasa
Tekanan minyak Kabel Tekanan Minyak Kabel
I
II
R
S
T
R
S
T
Keteranga
n
8.10. Tank Chamber Umum
336
Instalasi kabel tanah tegangan
tinggi jenis menggunakan minyak
dilengkapi
dengan
instalasi
pemasok minyak yang berfungsi
menjaga kondisi tekanan didalam
kabel selalu positip. Pemasok
minyak menggunakan tangki-tangki
yang bertekanan, yang akan
memberikan tekanan pada kondisi
kabel bebannya rendah dan tangki
juga berfungsi untuk menampung
kelebihan tekanan pada waktu
kabel tersebut dibebani .
Fungsi tangki minyak pada
instalasi kabel tegangan tinggi terisi
minyak sangat penting . Umumnya
pemasangan
tangki
berada
ruangan dibawah tanah,sehingga
seacara fisik tangki minyak berada
pada tempat yang lembab dan
kemungkinan terendam air.Tangki
minyak
ini
tertentu
jumlahnya,bergantung pada profile
kabel,makin rendah kabel tersebut
ditanam,maka tangki minyak yang
harus disediakan bertambah dan
karakteristi- nyapun berbeda.Untuk
menjaga peralatan ini bekerja
dengan baik dan andal serta terjaga
kondisinya maka perlu dilakukan
pemeliharaannya.
Baik yang dipasang diatas
maupun dibawah tanah harus
selalu dilakukan pemeliharaannya,
namun untuk tangki yang dipasang
dibawah
tanah
lebih
sering
diperiksa khusunya pada musim
hujan.
Untuk
melakukan
pemeliharaan tangki-tangki tersebut
dapat dilakukan dengan kondisi
ionstalai
dalam
keadaan
bertegangan yaitu dapat dipakai
tangki cadangan,untuk mengganti
tangki
yang
dilakukan
pemeliharaan.
1. Peralatan kerja
Untuk melaksanakan pekerjaan
pemeliharaan tangki minyak perlu
disediakan peralatan- peralatan
sebagai berikut:
a.Kaki tiga 3 ton
b.Blower dan slang
c.Tangga aluminium panjang 3 m
d.Generator 5 kw
e.Takel rantai
f.Tool set
g.Pompa lumpur
2. Peralatan K3
a.Baju tahan api
b.Helm
c.Oksigen
d.Sepatu kerja
e.Obat-obatan
f. Senter
3. Prosedur pemeliharaan
a. tangki diatas tanah
b. lakukan pembersihan fisik tangki
dan karat
c. Lakukan pengecatan(jika perlu)
4. Dibawah tanah
a.
b.
c.
d.
Buka tutup ruangan tangki
Pasang pompa air
Sedot air dalam ruangan tangki
Pasang blower dan
kelengkapannya
e. Lakukan evakuasi ruangan
f. Petugas masuk ke ruangan
tangki menggunakan peralatan
k3 lengkap
g. Membersihkan ruang dan tangki
h. Mengecat tangki (jika perlu)
j. Mengganti tangki minyak (jika
perlu)
338
k. Membersihkan pipa-pipa minyak
dari lumpur dan karat.
5. Hasil pemeliharaan
SKTT 70/150 kV
UPT
UJT
Pelaksana
NO.
8.11.
Tanggal
:……………………………….
: ……………………………………………..
: ………………………………………………
:…………………………………….
TANK Type
A …………..
Anti crossbonding,
Converting
Anti
corrosion
covering
merupakan
perangkat
srtuktur
kabel yang penting fungsinya, yaitu
sebagai pelindung karat susunan
kabel dan sebagai jalan balik arus
gangguan ke tanah apabila terjadi
kebocoran arus konduktor utama ke
tanah. Logam yang digunakan
untuk kebutuhan struktur susunan
kabel tersebut adalah logam yang
sesuai,karena material tersebut
akan terkena medan magnet dan
medan
listrik
jika
kabel
bertegangan.
Penampangnya
disesuaiakn
dengan besarnya arus gangguan
satu fasa ke tanah sistem dimana
kabel
tersebut
dipasang.
Pemasangan instalasi kabel tanah
150 kV single coremenggunakan
sistem
transposisi
dan
crossbonding,
yaitu
sistem
pemasangan instalasi kabel yang
diharapkan dapat menghilangkan
atau mengurangi rugi-rugi transmisi
menggunakan kabel.
B………………
H…………………
Pada
kondisi
kabel
bertegangan ,maka akan timbul
tegangan
induksi
pada
anti
corrosion
covering.
Besarnya
tegangan induksi pada ketiga kabel
dengan susunan flat formation tidak
sama, yaitu kabel yang berada
ditengah
akan
lebih
tinggi
dibandingkan dua kabel sebelahnya
,maka pemasangannya dilakukan
transposisi.
Anticorrosion covering perlu
dilakukan pengujiannya ,karena
material ini sesuai fungsinya dalam
sistem crosbonding harus dalam
kondisi selalu mengambang yaitu
tidak terkena tanah dalam satu
major section. Untuk mengetahui
apakah material ini kondisinya baik
,maka pengujian menggunakan HV
test dilakukan setiap 6 bulan,yaitu
untuk mengetahui apakah sistem
crossbonding
yang
digunakan
masih memenuhi syarat serta
instalasi dilakukan pengujian dalam
keadaan tidak bertegangan.
339
1. Peralatan yang digunakan
Untuk melaksanakan pekerjaan
pengujian anticorrosion covering
diperlukan peralatan peralatan
sebgai berikut:
a. Kaki tiga 3 ton
b. Blower dan slang
c. Tangga aluminium panjang 3 m
d. Generator 5 kw
e. Takel rantai
f. Tool set
g. Pompa lumpur
h. Meger 5000 vOlt
i. Alat uji Hv test 0-30 kV,10 A
j. Alat uji tahanan tanah
2 Peralatan K3
a. Baju tahan api
b. Helm
c. Oksigen
d. Sepatu kerja
e. Obat-obatan
f. Senter
g. Tenda
h. tandu
i. Masker
j. Alat Pemadam Api
Instalasi kondisi off (ditanahkan
sesuai kebutuhan)
Pasang pagar pengaman antara
lokasi yang diuji
Buka tutup crossbonding (kedua
boks yang diuji)
(untuk boks pentanahan buka link
dan pentanahan,untuk boks
tahanan crosbonding, buka link dan
CCPU)
Pompa air keluar(jika ada)
Periksa tekanan N2
buka tutupnya boks crossbonding
pada dua sisi yang diuji
pasang pentanahan lokal jika perlu
buka pisau-pisau
crossbonding(r,s,t)
Lakukan uji per fasa (misal fasa R)
pasang Hv test
.kabel tegangan tinggi pada
konduktor acc dan kabel yang lain
ke tanah
atur tegangan sampai 5 kV
3 Material
catat arus bocornya
a. kain Majun
b. Nitrogen
c. Anti karat
d. paking karet
e. kompon
f. gas LPG + blender
g. Amplas
Untuk melaksanakan pekerjaan
pengujian
peralatan
ini,dapat
dilakukan satu sistem (major
section,Joint 0 sampai joint 3) dan
jika tidak dapat dilakukan maka diuji
seksi
yang
pendek
(minor
section,joint 0 sampai joint 1)
sebagai berikut:
.lakukan selama satu menit
(jika tidak dapat dilakukan
pengujian berarti ada kebocoran ke
tanah)
Setelah selesai pasang link bar
(sebelum memasang tutupnya uji
dahulu CCPU seperti par 7)
Pemeliharaan CCPU
Cable covering protection unit
(CCPU) adalah peralatan instalasi
kabel
menggunakan
sistem
cosbonding
yang
berfungsi
mengamankan
selubung
339
logam(acc) dari tegangan lebih
akibat
tegangan
surja.Pemasangannya
didalam
boks crossbonding bersamaan
dengan link bar crossbonding.
Masing –masing fasa sebelum
selubung logam dihubungkan ke
tanah pada boks crosbonding
terlebih
dahulu
dihubungkan
dengan
CCPU. Karakteristik CCPU adalah
sejenis arrester yaitu menggunakan
prinsip tahanan tak linier, pada
kondisi tegangan normal maka
berfungsi sebgai isolator dan pada
kondisi ada tegangan lebih surja
atau sejenis maka bersifat sebagai
konduktor.
3. Tujuan pemeliharaan
Pemeliharaan
CCPU
dalakukan
bersamaan
dengan
pengujian acc karena keduaduanya
perlu
memadamkan
instalasi.Kondisi CCPU yang baik
akan
berfungsi
mengamankan
kabel dari tekanan tegangan lebih
yang
dapat
merusak
sistem
crossbonding. Pemeliharaan CCPU
tidak hanya dilakukan pada waktu
pemeliharaan kabel dilaksanakan
namun
perlu
dilakukan
pemeriksaan apabila instalasi kabel
mengalami gangguan yang berat.
a.
Peralatan yang digunakan
Untuk melaksanakan pekerjaan
pengujian anticorrosion covering
diperlukan peralatan peralatan
sebgai berikut:
a.Kaki tiga 3 ton
b.Blower dan slang
c.tangga aluminium panjang 3 m
d.Generator 5 kw
e.takel rantai
f.tool set
g.pompa lumpur
h.Megeer 5000 volt
i.Alat uji Hv test 0-30 kV,10 A
10.Alat uji tahanan tanah
4 . Peralatan K3
a.Baju tahan api
b.Helm
c.Oksigen
d.sepatu kerja
e.Obat-obatan
f.gas LPG + blender
g.Amplas
5. Metarial yang digunakan
a.kain Majun
b.Nitrogen
c.Anti karat
d.paking karet
e.kompon
f.senter
g.Tenda
8.tandu
4.Cara pemeliharaan
Bersamaan dengan pekerjaan
pemeliharaan dan pengujian
anticorrosion covering (ACC)
sebagai berikut:
a. buka ccpu dari dudukannya
b. Lakukan pengujian per buah
(satu fasa)
c. lakukan pengukuran tahanan
isolasi dengan megger 1000 volt
antara koonduktor dengan
tanah
d. pasangkan HV test antara
konduktor dengan tanah (ujungujungnya)
e. atur tegangan dari 0 sampai
2 kV*
340
f. Catat arus bocornya
* Ref kabel produksi china
g.Jika selesai pasang kembali.
VOLTAGE TEST
ONCORROSION COVERING AND CCPU
SKTT ( LINK)
: ……………………………………………….
Tanggal/Bln /Th : …………/………………/…………………….
Pelaksana/P.Jawab : ………………………………………………
UPT
:…………………………………………………
A.Anti Corossion Covering
I.Tahanan Isolasi
Peralatan
Kuning
( (ΜΩ )
Merah
( (ΜΩ )
Biru
( (ΜΩ )
MEGGER
Merk :
IITegangan tinggi ( 5 kV DC)
Peralatan
Merah
(mA)
Kuning
(mA)
Biru
(mA)
Keterangan
BICCO Test 103
B .Uji CCPU
1. Uji Tegangan Tinggi
Tegangan
Fasa
uji dan arus
R
(mA)
S
T
Harga yang
diharapkan
(mA)
*) Periksa manual book Kabel
3,5 kV*
6 kV*
I<0,1
I>1
Keterangan
*)
2.MEGGER CCPU 1000 Volt
Isolasi CCPU harus lebih besar 10 MΩ
Peralatan
FASA R (MΩ)
FASA S (MΩ)
FASA T (MΩ)
Megger
341
1000Volt
* Ref.kabel STK
8.12. Cara Memeriksa Tekanan
Minyak Dengan Manometer
8.12.1.Manometer biasa
Manometer biasa adalah
tabung yang dipasangkan pada
suatu bejana, pipa atau kanal untuk
mengukur tekanan. Persamaan
hydrostatic
digunakan
untuk
menentukan tekanannya. Sehingga
dari manometer ini dapat diketahui
besarnya tekanan bahkan dapat
digunakan
untuk
mengetahui
tekanan dari
benda cair yang
mengalir.
Untuk menjamin terhadap
pembacaan
tekanan
karena
akselerasi/percepatan
pada
manometer diperlukan suatu tabung
yang pada didingnya diberi skala
dan angka yang terpasang secara
parallel dengan garis aliran dan
tidak
terganggu
pada
saat
pembukaan. Jika manometer berisi
cairan
pada
suatu
bejana
berhubungan seperti pada gambar
8.1(d). sehingga diperlukan bejana
yang cukup panjang(tinggi) jika
tekanannya tinggi maka dibuat
suatu manometer dengan bentuk
khusus dilengkapi jarum penunjuk
yang bebas bergerak sesuai
dengan tekanan dari benda cair
yang diukur.
Tekanan minyak ditunjukan
nilainya
oleh
jarum
pada
manometer
yang
mempunyai
prinsip kerja berdasarkan tekanan
minyak dan pegas yang porosnya
dipasangkan
jarum
penunjuk,
dimana pada kondisi seimbang
angka yang ditunjukan sebagai
tekanan yang sebenarnya dari
minyak kabel. Gambar 8.2(c).
dengan teknologi maka manometer
ini dilengkapi dengan saklar yang
difungsikan sebagai alat pemutus
atau
penyambung
arus
dan
dihubungkan dengan indicator atau
rele proteksi sehingga manometer
akan berbungsi sebagai alat Bantu
untuk mengindikasikan tekanan
alarm dan trip atau tekanan
berlebih.
Nilai
absolute
adalah
penunjukan atau nilai tekanan yang
berbasis pada tekanan nol bar,
pada
umumnya
manometer
menunjukan nilainya berdasarkan
tekanan udara 1 bar sebagai
tekanan atsmosfer.
8.12.2. Manometer
Manometer Vacuun adalah
manometer
yang
dapat
menunujukan kevacuuman suatu
ruangan yang secara absolute
(referensinya 0 bars) berarti vakum
disini adalah nilai tekanan ruang
dibawah nilai 1 bar dari tekanan
atsmosfer. Satuan nya seperseribu
bar atau millibars. Walaupun tidak
ada ruang hampa yang mutlak
kosong/hampa atau vacuum.
Tujuan
mevacuum
suatu
peralatan seperti kabel TT, trafo
dan alat-alat lain adalah untuk
mengupayakan setelah kondisi
vacuum atau kondisi tidak ada
benda asing berada didalam ruang
342
terjebak yang sering berakibat
panas
dan
terjadi
flash
over/gangguan yang cukup fatal
serta kerusakan breakdown isolasi
peralatan.
tsb sehingga pada saat diisi dengan
minyak atau gas isolasi (sf6) akan
dapat mengisi ruang-ruang hingga
terkecil maka didapat pengisian
yang baik tanpa ada ruang yang
berisi udara atau terdapat udara
P
p = wh
hb =
hb
pa
p
− v
w
w
kPa
Pa
m
o
n
Valve
w=berat jenis.
(a)
(c)
h
c
hm
c
c
l
hp
l
p c = wh c
(b)
r
pl = w p h p + pc
Gambar 8.1. dasar manometer
(d)
343
Gambar 8.2. dasar Manometer tekanan minyak
8.12.3. Pemeliharaan Pilot Kabel
dan Manometer
Pada instalasi kabel tanah
tegangan tinggi selain kabel power
yang tertanam dibawah tanah ,juga
memerlukan kabel lain dalam satu
saluran,yaitu kabel pilot. Kabel pilot
merupakan
instalasi
yang
digunakan sebagai kabel-kabel
pengaman yaitu : kabel 7 pair untuk
mengamankan tekanan minyak baik
tekanan yang memberikan alrem
maupun mentripkan kabel,kabel 19
pair merupakan kabel penghubung
pengaman
kabel
terhadap
gangguan listrik
yaitu sebagai
pemasok
power
ke
proteksi
diferential kabel dan kabel 28 pair
digunakan sebagai fasilitas untuk
komunikasi data dan suara. Kabel
tersebut tertanam dekat dengan
kabel
power
sehingga
memungkinkan terkena induksi
,untuk itu memerlukan desain yang
khusus. Desain khusus dimaksud
adalah kabel pilot dilengkapi
dengan isolasi yang mampu
terhadap tegangan tinggi lebih dari
15 kV.
Kabel pilot secara khusus tidak
memerlukan pemeliharaan, namun
dengan adanya perubahan akibat
umur dan lokasi sekitar ,sehingga
kabel
pilot
perlu
dilakukan
pemeliharaan.
Sebagai
contoh
bahwa nilai dari tahanan konduktor
berubah,sehingga
akan
mempengaruhi kinerja proteksi.
Agar perubahan nilai tahanan dan
tahanan isolasi kabel pilot dapat
diketahui maka kabel tersebut perlu
dilakukan
pengukuran
dan
pengujian dengan waktu tertentu.
1. Peralatan kerja dan K3
Untuk memelihara kabel pilot
diperlukan
peralatan
sebagai
berikut:
a Meger 0 sampai 5000 Volt
b. Meger 0 sampai 1000 Volt
c. Pompa air
d. Pompa Lumpur
e. Alat kaki tiga
f. Takel rantai
2. Material
a. Contact cleaner
b. anti karat
c. Majun Pembersih
3. Cara Pemeliharaan Manometer
Manometer sebagai pengindera
tekanan minyak sepanjang waktu
harus mempunyai kinerja yang
benar,
karena
ketidakakuratan
manometer dapat menyebabkan
salah kerja yang mengakibatkan
kerugian atau dapat mengurangi
keandalan sistem operasi kabel
tanah tegangan tinggi.
Manometer
dimaksud
mempunyai jarum penunjuk yang
berfungsi
menjalankan
alarem
345
(tingkat 1) dan tripping (tingkat 2).
Kedua posisi jarum tersebut harus
akurat
penunjukkannya,karena
berkaitan dengan naik dan turunnya
tekanan minyak sepanjang kabel.
Tekanan
Minyak
akan
mengembang pada saat beban
kabel tinggi dan akan turun pada
waktu beban turun /rendah atau
suhu luar rendah.
Jarum yang lain adalah jarum
berwarna merah,yang berfungsi
untuk mengetahui tekanan tertitnggi
yang pernah dicapai sepanjang
operasi kabel. Dari pengalaman
dilapangan diketahui beberapa
manometer tidak berfungsi dengan
baik yang menyebabkan gangguan
dan kerusakkan kabel.
8.12.4.Pemelihharaan yang
dilakukan pada
manometer adalah :
•
•
•
•
Pengujian terhadap kinerja
jarum penunjuk
Pengujian setting tekanan
normal
Pengujian terhadap setting
tekanan alalrem
Pengujian setting tripout
Hasil pemeliharaan Manometer
SKTT 70/150 kV
UPT
UJT
Pelaksana
No
Tanggal
: :……………………………….
: ……………………………………………..
:…… ………………………………………………
:…………………………………….
Tekanan(bar,
Kpa,Kg/cm/,p
si,mmbar)
Normal
Alarem
Tripping
Tertingggi
pernah
dicapai
Manometer fasa
R S T
R
1. Pilot Kabel.
Seperti kabel instalasi yang
lain,apalagi kabel pilot tertanam
dengan kedalaman kurang lebih 2,5
meter dibawah tanah dengan suhu
tanah yang panas
maka akan
terpengaruh
oleh
kondisi
lingkungan disekitarnya. Khususnya
pada terminal kabel pada panel
S
T
Keterangan
*)
control cabinet yang ada didalan
underground tank chamber maupun
yang ada di sunshilled tank atau
panel kontrol. Semua terminal klem
tersebut
mempunyai
resiko
kelembaban
atau
bersentuhan
/berhubungan dengan peralatan
yang lain yang dapat menyebabkan
kondisi isolasi kabel pilot menurun
atau nol sama sekali. Untuk
mmengetahui perubahan kinerja
346
kabel
pilot
harus
dilakukan
pengukuran-pengukurannya.
2. HASIL PEMELIHARAAN KABEL PILOT
SKTT 70/150 kV
UPT
UJT
Pelaksana
:………………………………………………..
: ……………………………………………..
:…… ………………………………………………
:…………………………………….
1. Kabel pilot 7 pair
No Tanggal
Cable pair
P1 P2 P3 P4
P5
P6
P7
Keterangan
*)
Karakteristi
k
1. Tahanan
isolasi
2.Tahanan
DC
*) Menggunakan meger 5000V
2.Kabel pilot 19 pair
No
Tanggal
Karakteristik
Cable pair
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tahanan
isolasi
Tahanan DC
31
3.Kabel pilot 28 pair
No
Tanggal
Karakteristik
Cable pair
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
1
1
2
1
3
Tahanan
isolasi
Tahanan
DC
8.13. Penggelaran kabel
8.13.1. Penggelaran kabel
Penarikan dengan mesin
Winch
Penarikan kabel yang biasa
dilaksanakan dimaksud adalah
menggunakan tenaga mesin Winch
(mesin bensin atau motor listrik)
dengan menempatkan ‘roler kabel’
sepanjang rute dengan jarak antara
2+3 M pada porsi kelurusan dengan
titik belok max 0,4 m
Pembuatan
belokan
biasa
dilakukan dengan menyesuaikan
roler yang umum yang diatur baik
secara horizontal maupun vertikal
(sesuai kebutuhan); secara teknik
adalah penyelesaian yang lebih
andal, karena dapat menekan
keregangan langsung antara kabel
dan rolernya , bisa didapatkan
dengan menggunakan struktur yang
diperlihatkan pada kertas lampiran
no. 2272/78/A
Belokan ditempatkan terutama
pada salah satu ujung sambungan
yang pada umumnya dapat dipilh
pada waktu penempatan ‘cable
drums’ pada
ujung,
ini
dimaksudkan
melewati
daerah
belokan2 ini dengan pengurangan
peregangan langsung.
‘Cable Drum’ ini dapat diatur di
dua sisi arah secara bertahap dan
berlanjut. Kekencangan penerikan
harus secara terus menerus
dikontrol dengan menggunakan
sebuah
dynamometer.
Karena
kekencangan ini ditimbulkan oleh
konduktor kabel, dimana mata(titik)
tarikan dikaitkan
hal ini kadang kadang dapat
menjadi
gangguan
terhadap
komponen
kabel
yang
lain
sebagaimana terlihat pada tabel
(mengidikasikan
keregangan
347
1
4
maksimum yang diizikan untuk
bebagai kmponen kabel).
Dari semua kasus antara
titik(mata)
tarikan
kabel
dan
tambang(tali)
penarikan,
harus
digunakan sebuah alat kusus yang
bernama
“swivel”,
alat
ini
mempunya fungsi ganda dapat
meringankan kenaikan torsi tarikan
tambang dan memudahkan dalam
meliwati roler rolel.
Pada rute yang penggelaran
berbelok belok dan penghitungan
regangan tarikan mungkin melebihi
angka reganganya ini diindikasikan
pada poin 3.0 berikut yang perlu
diikuti, kemudian ini perlu juga
untuk mengikuti sistem penarikan
alternative yang lain dan disini
akan diuraikan
8.13.2. Penarikan dengan roler
bertenaga.
Ini bisa jadi mengadopsi kedua
bagian bagian yang diandalkan
dengan tujuan menekan regangan
tarikan mesin Winch, dan sebagai
bagian andalan, apabila diatur
sesuai dengan keadaan parit
(galian)
1. Metoda ikat berlanjut
Regangan
tarikan
yg
diakibatkan oleh sebuah tambang
baja dimana kabel diikatkan pada
jarak 2 m tali penarik yang dibuat
supaya kabel bergerak.
Hal
ini
perlu
untuk
mempersiapkan tambang yang
sesuai dengan belokan belokan
dan jalan-jalan raya persimpangan.
Dengan tujuan untuk melaksanakan
tipe ini , gelaran tambang
panjangnya dua kali lipat terhadap
rute yang dikehendaki.
2. Peralatan gelar.
Peralatan
gelar
yang
diperlukan dalam penarikan kawat
adalah katrol, meter dll
8.14. Regangan maksimum yang
diizinkan pada kabel.
8.14.1. Porsi Lurus
Ini adalah aturan yg baik dalam
menggunakan regangan tarikan
untuk konduktor, dimana secara
umum adalah bagian yg paling
rawan. Dia kadang baik dan cocok
untuk
menggunakan
ukuran
keregangan dan componen kabel
lainnya.
8.14.2. Tarikan ujung, dengan
mata tarikan diikatkan
pada konduktor
- Kabel pole tunggal tembaga
6 kg/mm2 Cu . section
- Alminium 3 kg/mm2 Al. section
- Kabel tiga pole
tembaga
5 kg/mm2 total Cu section
- Alminium 3 kg/mm2 total Al
section
nilai peregangan ini adalah sesuai
untuk koduktor berpenguat, pada
conductor berpenguat
dimungkinkan menerima
regangan yg lebih tinggi (14 kg/
mm2 Cu. dan 8 kg/mm2 untuk Al.)
8.14.3.Tarikan ujung dengan
mata tarik diikatkan pada
Armouring.
349
Tarikan ujung dengan mata tarik
diikatkan pada Armouring dilakukan
pada kawat tipe kawat lempengan
baja 8 kg/mm2 total section dari
amouring tsb.
1.Ujung tarikan dengan bungkus
baja
-
-
digunakan tarikan ujung
dengan pembungkus baja pada
kabel berbungkus almn.: 3
kg/mm2 sheat section
digunakan pada kabel ber ‘lead
sheathed’ : 1 kg/mm2 sheath
section
1. Porsi belok
Aturan umum radius belok tidak
boleh lebih kecil dari 30 kali dari
lingkaran luar kabel
2. Belokan dilengkapi dengan
roler. Tekanan paksa antara
kabel dengan roler tak boleh
melebihi:
•
•
•
•
Kabel bebungkus almn.
:
200 kg
Kabel ber ‘lead sheathed ’ :
50 kg
Kabel tanpa bunkus metal :
50 kg
Tekanan paksa harus dihitung
dengan rumus berikut:
F0
=
T .d
(kg )
R
Dimana :
F0 = tekanan paksa antara kabel
dan roler
(m)
T = kekencangan tarik setelah
belokan (m)
R = Radius belok kabel
(m)
d = Jarak antar roler(m)
3. Belokan2 dengan penyangga
bersambung ( peluncur dan
pipa2)
Tekanan paksa antara kabel
dengan permukaan penyangga
tidak boleh melebihi :
- Kabel bungkus alminium
:
2000 kg/m
- kabel ber‘lead sheath’
:
500 kg/m
- Kabel tanpa pembungkus metal:
400 kg/m
8.15. Perhitungan Daya Tarik
Horizontal)
1. Porsi lurus
Daya tariknya adalah:
F = l . p . f ( kg )
Dimana:
F = regangan tarik
l = panjang gelaran porsi lurus
p = berat kabel per meter
f = koifisien gesek ( ab. 0.1 )
2. Porsi belok
Dengan rumus berikut ini kita
bisa melakukan evaluasi panjang
rute lefel equifalen dengan
sempurna, bersamaan dengan
krtegangan tarikan yang sama yang
akan terjadi, apabila penggelaran
menggunakan roler :
L2 = L1 . cos hk ∂ + V1 +
R
sin hk ∂
k L .1
dimana :
L1 = panjang equifalen inlet
K = koifisien gesek ( ab. O.1 )
350
∂ = sudut belok ( radiant )
L 2 = panjang equifalen outlet
panjang equifalen dikalikan
dengan berat kabel dan koifisien
gesek, dengan cara ini besar
tarikan setelah belokan dapat
didapat.
Hal ini perlu lebih jauh untuk
menentukan jumlah roler yang
dihitung yang ada, dengan tujuan
untuk menghindari tekanan kabel
terhadap roler melebihi nilai yang
terindikasi. ; rumus hitungan
sebagai berikut ;
Yang mana arti simbol2 telah kita
ketahui.
3. Gelaran Didalam Saluran Atau
Pipa
Permukaan pipa/saluran harus
halus/licin tanpa bendolan.
Karena alasan ini maka plastic
saluran/pipa tadi harus dipilih.
Bagaimanapun juga kita berikan
koifisien gesek yang berbeda untuk
tipe permukaan pipa- saluran.
Ft = L2 . p . f (kg)
Tabel 8.11. Bahan pipa saluran
Bahan pipa saluran gesek
Pembungkus luar kabel
PVC
Lead
PVC
Polyethylene
Asbestos- cement
Lead
Asbestos- cement
Polyethylene
Beton
Jute
Beton
Lead
Beton
Polyethylene
Untuk menurunkan koifisien
gesek bisa digunakan pelumas,
seperti :
- Air dengan bubuk grafit
- Sabun bubuk dengan air dan grafit
Dengan pelumasan seperti ini
penurunan koifisien gesek sampai
30% dapat dicapai . Diameter
dalam
dari pipa saluran harus
paling tidak 1,5 kali dari diameter
luar cabel. Aturan yang baik adalah
hanya diizinkan 1 kabel didalam 1
saluran . Radius belok yang
diizinkan
untuk
pipa/saluran
tergantung pada jumlah posisi
belokan
sepanjang
rute dan
peregangan bertahap terjadi antara
kabel dan pipa saluran
Koifisien
0,25
0,25
0,45
0,33
0,80
0,50
0,40
Radius belokan pipa harus
tidak pernah lebih kecil dari 40 kali
diameter lingkaran luar kabel.
4.Porsi lurus
Regangan tarik adala :
F = l . p . f ( kg )
Dimana simbol2 mempunyai arti
yang sama dengan rumus pada
5, Porsi belok
Regangan tarik setelah belokan
dievaluasi kurang lebih seperti
rumus berikut:
F2 = F1 . e f∂ ( kg)
Dimana:
F1 = kuat tarik pada
inlet(masuk)
351
f = koifisien gesek
∂ = sudut perubahan arah
(dalam radius)
Setelah itu perlu dicek bahwa
regangan bertabah dalam batas
maksimum. Apa bila kasusnya
berlawanan hal ini perlu
membesarkan radius belokan.
Perhitungan kuat tarik pada posisi miring .
Jadi belokan2 dipertimbangkan
sebagai ‘ titik2 perubahan
kecenderungan”; krena alasan
inilah panjangnya dari porsi lurus
antara dua belokan harus
diperpanjang sesuai dengan dua
sisi panjangnya terhadap
belokannya.
l
h
P sin ῳ
ῳ
P
P cos ῳ
Gambar 8.2 Kuat tarik pada posisi miring .
Dimana :
F1 = l . p . f . cos ῳ ± 1 . p . h
l = panjang porsi pada posisi miring
p = berat kabel per meter
f = koifisien gesek
h = perbedaan level
± = sebagai fungsi arah tarikan
apabila sudut ῳ kecil, cos ῳ = 1, kemudian
F1 = l . p . f ± p . h ( kg )
352
8.16. Peralatan Pergelaran .
Peralatan pergelaran dapat dilihat pada table 8.12.
Tabel 8.12 Peralatan pergelaran
Jumlah
Uraian
keterangan
1
Kawat penarik ‘winch’ 10 H.P
1
Dram besi tambang baja
Kecepatan tarik 17 dan 23
meter/menit
Kekuatan 3000 kg
JUMLAH ISI
± 15 m3
1
Frame untuk said winch
Jumlah berat ± 5.5000 kg
1
Pasang trestles penyangga dram
300
Pasang trestless lengkap (shaft
dan hidrolik) jack untuk
mengangkat dram dengan
kemampuan diatas 20 ton
1
Dinamometer 3 ton dan
timbangan
2
Roler kabel
3
Claher roler swivel
1
Gripn (pemegang) penarik
pasang walkie - talkie Jackj
pengangkat
8.17. Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi .
Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi seperti table 8.13.
Tabel 8.13. Jadwal Pemeliharan Saluran kabel Tegangan tinggi .
NO
1
2
3
4
Nama Alat
Pemeliharaan
Kabel minyak
- tekanan minyak
Kabel minyak
- tekanan minyak
cadangan
Terminal Sealing - Visual inspeksi
End
- pembersihan isolator
Tank Chamber
- Visual inspeksi
Periode
1 minggu
1 minggu
3 bulan
1 tahun
3 bulan
353
5
Sistem
crossbonding
Sistem Alarm
6
- pembersihan dan
pengecatan
- HV DC test pada
pelindung anti korosi
- HV DC Test pada
CCPU
- Pembersihan
crossbonding
- pemeriksaan lampu
indicator pada panal
kontrol
- pemeriksaan kontak
signal dari manometer
1 tahun
6 bulan
6 bulan
1 tahun
1 minggu
6 bulan
8.18. Kebocoran Minyak
Bila alarm tentang kebocoran minyak terjadi
maka
penanggulangan dapat dilakukan seperti flowchart dibawah ini :
proses
354
start
Alarm terjadi dan
diketahui operator
Catatan tekanan
sebelumnya
Periksa dan analisa
besarnya perubahan
tekanan minyak.
Perubahan tekanan
minyak tidak dapat
diperiksa/dianalisa
dalam periode
beberapa jam
Kebocoran minyak kecil
jika perubahan tekanan <
1.00 kPa/hari
Jika perubahan
tekanan minyak sangat
besar atau tekanan
minyak sudah menuju
ke trip (switch out).
Kebocoran minyak
besar.
Jika perubahan tekanan
Gambar alir 8.3 : langkah bila terjadi kebocoran minyak kabel
kebocoran
minyak
kecil
jika
perbedaan tekanan pada ketiga
fasa pada seksi yang sama.
Pemeriksaan
dimulai
jika
perbedaan tekanannya adalah 30
kPa.
Nilai perubahan tekanan dinyatakan
medium jika kebocoran minyaknya
mengakibatkan tekanan berubah
antara 1.0 kPa/hari <P<10.0
kPa/hari.
1. Kebocoran Kecil.
Tindak lanjut yang lebih detail
diperlukan untuk setiap terjadi
kebocoran yang dijelaskan sebagai
berikut :
2. Kebocoran minyak kecil.
Bila terjadi kebocoran minyak kecil
dari
pengalaman
disebabkan
karena paking, konektor dan pada
355
diketahui lokasi kebocorannya.
saat pembersihan permukaan kabel
Tekanan minyak selalu di catat
dengan benda tajam.
setiap jam sampai perbaikan
Tindakan yang paling penting dan
selesai.
segera tidak diperlukan, hasil
pemantauan selama satu minggu
baru dilakukan tindakan jika sudah
3. Bagan Alir tindakan untuk kebocoran kecil :
Kebocoran minyak kecil jika
perubahan tekanan < 1.00
kPa/hari
Apakah
kebocoran
diantara katup
pd panel dan
Sambungan sementara untuk
pasokan minyak.
Dilokalisir dan perbaikan
kebocoran. Reset
rangkaian minyak.
Sambungan sementara
untuk pasokan minyak.
perbaikan kebocoran. Reset
rangkaian minyak.
Gambar alir 8.4 : langkah awal bila terjadi kebocoran minyak kabel
4. Kebocoran Besar.
Pada masalah ini penyebab utama kejadian ini harus diketahui terutama
penyebab kerusakan dari luar (eksternal). Kecepatan tindakan sangat
diperlukan untuk itu dapat dilakukan tindakan sesuai bagan alir dibawah ini :
bagan alir kebocoran besar
356
Kebocoran minyak besar.
Jika perubahan tekanan >
10.00 kPa/hari
Apakah kebocoran
minyak diantara pipa
pemasok minyak antara
tangki bertekanan dan
katup serta manometer
pada panel ?
Apakah
tekanan
minyak
dibawah
level
Apakah
kabel
harus
Apakah
tekanan
minyak
dibawah
level
alarm ?
Kabel
operasi
Kabel
operasi
Diproses
dengan
Apakah
kabel
harus
Diproses dengan
operasi katup A
Cari lokasi
Lanjutkan
pasokan minyak
Pencegahan kebocoran
sementara
Pencegahan
kebocoran
sementara
1
357
1
Perbaikan permanen atau mengganti
kabel yang rusak atau accesories
kabelnya
Mengembalikan setting pengaman dari
sistem minyak.
Pengoperasian kembali kabel
selesai
Gambar alir 8.5 : langkah bila terjadi kebocoran minyak kabel
cukup besar
5. Memperbaiki kabel minyak yang bocor.
Setelah diketemukan lokasi kebocoran maka segera dilakukan perbaikan
dengan urutan sbb :
Lokasi kebocoran minyak
Sealing end pada Gas
a. Flange tembaga bagian
bawah tabung
b. kebocoran pada
permukaan kabel
c. Konektor pipa pemasok
minyak.
d. isolator penghubung
Perbaikan sementara
Periksa kekencangan bautbautnya
• Dengan menggunakan
palu untuk memukul
permukaan sehingga
menutup kebocoran tsb
• Melapisi permukaan
dengan plastik tape.
Periksa kekencangan bautbautnya
Periksa kekencangan bautbautnya
Perbaikan
permanen
Ganti gasketnya
Instalasi
kembali.
Instalasi
kembali.
Ganti isolator
penghubung
358
dengan yang
baru.
Tangki tekanan.
a. Katup.
b. Konektor
Pipa pemasok minyak
a. Konektor
Kabel Tenaga
a. Pelindung kabel (lead
sheath)
Bungkus dengan isolasi
/plastik tape
Periksa kekencangan bautbautnya
Ganti katupnya
Periksa kekencangan bautbautnya
Ganti dgn yg
baru atau
Instalasi kembali
• Dengan menggunakan
palu untuk memukul
permukaan sehingga
menutup kebocoran tsb
• Melapisi permukaan
dengan plastik tape.
Ganti bagian
kabel yang
bocor.
Yang paling penting untuk
perbaikan kabel dan alat bantunya
(accesories) adalah tekanan yang
agak sedikit rendah dari pada
tekanan normal dan dipertahankan
setiap saat sebagai usaha untuk
menjaga agar kandungan udara
yang lembab masuk kedalam
sistem kabel.
6. Tindakan yang dilakukan untuk
minyak dengan tekanan tinggi.
Prosedure pada kejadian
gangguan minyak dengan tekanan
tinggi sangat diperlukan karena
tekanan minyak maka ke hati-hatian
dan konsentrasi pada masalah
sangat diperlukan. Adapun
prosedurenya adalah sbb :
Pengoperqasian katup(valve).
Sebagai contoh adalah minyak
tekanan tinggi pada salah satu
phasa maka :
1. Katup no 4 harus selalu tertutup
dengan baik.
Instalasi
kembali.
2. Pipa penghubung untuk
pengeluaran minyak dari tangki
dihubungkan dengan ‘chek
conector’ yang ditempatkan
pada meter tekanan dan “valve
panel”.
3. Katup no 4 dibuka.
4. Alrian minyak tekanan tinggi dari
tangki akan terlihat pada meter
dan “valvepanel” sehingga
penunjukan meter tekanan
berada dibawah batas dari
tekanan minyak tertinggi yang
perbolehkan.
5. perbaikan sehingga rangkaian
menjadi seperti semula.
8.19.
Gangguan kabel pada
lapisan pelindung P.E.
oversheath.
8.19.1. Methoda mencari lokasi
gangguan pada lapisan
pelindung kabel.
359
mana
sebenarnya
awal
dari
sederhana ini berkembang menjadi
seperti kondisi sekarang.
Sebagai hasil pemeriksaan
rutine pada lapisan pelindung kabel
diketahui terjadi kerusakan lapisan
pelindung
kabel
maka
perlu
ditindaklanjuti
dengan
mencari
lokasi kerusakan lapisan pelindung
kabel.
Untuk mengatasi kerusakan
lapisan pelindung perlu mencari
lokasi
untuk
itu
diperlukan
pengukuran,
sehingga
kabel
tersebut harus tidak dioperasikan
(bebas
Tegangan).
Digunkan
bermacam –macam metoda untuk
mencari lokasi keruskan lapisan
pelindung dari yang sederhana
hingga yang paling modern dan
cukup
canggih.
Disini
akan
dijelaskan cara sederhana yang
8.19.2. Methoda Murray.
Methoda ini diketemukan oleh
Jhon Murray yang berprinsip dari
cara pengukuran tahanan dengan
methoda jembatan Weatstone.
Prinsip kerjanya dengan
menghubungkan salah satu ujung
kabel antara konduktornya dan
lapisan pelindung dan diujung yang
lain dipasangkan sumber tegangan
DC lengkap dengan saklarnya dan
tahanan geser yang center tapnya
disambungkan ke galvanometer.
L
R1
X
R2 G
Gambar 8.6 : mencari lokasi kerusakan PE oversheath dgn jembatan Murray
Jika galvanometer menunjuk
angka nol setelah mengatur posisi
center tap pada tahanan geser
maka akan diperoleh persamaan
seperti rumus pada sistem
jembatan Weatstone :
R
R
X
=
1
2
=
2 L − X
X
R 2 .2 L
R1 + R 2
360
dimana ; R1 dan R2 = tahanan
geser diantara c
L = panjang kabel ( 2L karena
rangkaian tertutup).
X = Jarak lokasi kerusakan dari
titik ukur.
Tahanan geser mempunyai
tingkat dari 0 – 100, yang akan
dibaca dan menjadi acuan
perhitungan prosentase jarak untuk
menentukan jarak dari titik ukur ke
lokasi gangguan pada lapisan
pelindung kabel.
1. Cara pengukuran.
a. Mengisolasi kabel gangguan
dengan cara melepas plat
penghubung diantara kedua sisi
pada links boxes.
b. Hubungkan alat ukur jembatan
Murray ke terminal dari lead
sheath dari kabel yang rusak.
Seperti gambar dibawah ini .
S
6 atau 12 Volt
(aki mobil)
sheath
G
E
+
-
Gambar 8.7 : mencari lokasi kerusakan PE oversheath dgn jembatan Murray
•
Sambungkan kabel pelindung
(PE oversheaths) pada terminal
‘ + ‘ dan konduktor utama
disambungkan pada terminal ‘
– ‘ pada alat ukur Murray.
Hubungkan batere sehingga
menjadi rangkaian tertutup
•
•
sistem Murrsay seperti pada
gambar.
Nyalakan alat dengan menekan
saklar on dan biarkan beberapa
menit untuk pemanasan alat.
Masukan saklar ‘S’ dari batere
eksternal dan atur nilai R1 dan
361
R2 sehingga galvanometer
menunjuk nilai ‘0’. Dan akan
diperoleh
prosentasi
jarak
lapisan pelindung kabel yang
mengalami kerusakan.
c. Mendeteksi lokasi gangguan PE
oversheath di kabel dengan
sistem elektrode.
2. Prinsip kerja
didalam diluar permukaan tanah
yang disebabkan oleh mengalirnya
arus ke dalam dan keluar dari titik
gangguan, arus yang secara tibatiba menjadi besar atau maksimum
maka arus sebagai indikasi yang
berupa arah jarum dan besarnya
tegangan (polarity) dan menjadi
petunjuk perbedaan (arah dari arus
bocor) arus DC antara konduktor
dan lapisan pelindung dan dari
tanah. Perbedaan potensial tsb
diatas terjadi diatas permukaan
jalur kabel sehingga dengan
menggunakan
voltmeter
atau
galvanometer
yang
dilengkapi
dengan
elektrode
sebagai
penghantar dan pendeteksi lokasi
gangguan.
Metode ini menggunakan sifat
karakteristik dari potensial listrik
362
Galvanometer atau voltmeter
elektrode
Electric potential
Power source
Immediately above
the fault point
Electric difference
Gambar 8.8 : mencari lokasi kerusakan PE
Tentukan arah arus dilihat dari
c. metoda pengukuran.
arah
penunjukan
jarum
dari
• Kabel yang gangguan diisolir
voltmeter
atau
galvanometer
dengan cara melepas plat
sehingga dapat diketahui lokasi
penghubung diantara kedua
gangguan.
(ketika
tegangan
ujung link boxes.
sumber DC ‘+’ tersambung pada
• Sambungkan
sumber
DC
salah satu elektrode dan pointer
(generator DC tegangan tinggi)
pada galvanometer akan membuat
ke terminal pada link boxes
arah penyimpangan semakin besar
yang
tersambung
dengan
berarti sudah dekat dengan lokasi
lapisan pelindung (leadsheath)
gangguan dan akan berbalik jika
dari kabel yang gangguan.
lokasi gangguan terlewati).
• Alirkan arus DC dengan bentuk
• Persempit
electrode
pada
pulsa ke kabel yang gangguan.
lokasi dimana penyimpangan
• Masukan batang elektroda
jarum paling besar.
diatas
permukaan
tanah
dimana kabel yang gangguan.
363
kabel
DC
POWER
SUPPLA
-
G
G
G
G
+
diketanahkan
Lokasi ggangguan
Gambar 8.9. Metoda pengukuran
Penyimpangan jarum
G
G
G
Penyimpangan berbalik
G
Lokasi
PVC/ PE sheath
Lead sheath
Batere (DC /pulse)
sisi
Pembacaan
l
t
+
_
Gambar 8.10. Metoda pengukuran
364
d. Memperbaiki P.E. oversheath pada kabel.
Jika P.E. oversheath pada kabel mengalami kerusakan, dan telah dibuktikan
maka prioritas selanjutnya adalah perbaikan. Setelah diperbaiki maka untuk
membuktikan bahwa kabel sudah layak dioperasikan maka perlu dilakukan
pengujian-pengujian untuk menjamin bahwa kabel laik untuk dioperasikan.
aminannya adalah hasil pekerjaan yang benar yaitu langkah2 perbaikan yang
baik dan benar seperti berikut :.
Kerusakan pada P.E.
over sheath dari
suatu kabel.
X
A
Pelapisan pelindung
dengan resin / glass
tape atau heat
shrinkcabel tube.
B
X
X
Anti – corrosion tape
( polyethylene) P.E.
Adhesive tape.
C
Adhesive tape
Water proof tape.
X
D
Gambar 8.11. Metoda pengukuran
365
Metoda perbaikan P.E. & PVC oversheath.
3.1. pertama bagian yang rusak
pada P.E atau PVC over
sheath berupa serabut kawat
atau
sejenis
tape
yang
berserabut dibersihkan.
3.2. bersihkan dengan sikat dan
bersihkan seluruh permukaan.
3.3. lakukan separuh (½) dari
lapisan epoxy resin dan glass
tape.
3.4. gunakan
pelindung
dari
heatshrink tube atau PVC
adhesive tape dan ½ lapis anti
corrosive tape (polyethylene).
3.5. gunakan dua ½ lapis dari
water-proof tape dan dua ½ lap
lapisan P.E dan PVC adhesive
tape.
8.20. Memperbaiki kerusakan
Kabel (kerusakan
eksternal).
8.20.1.Memperbaiki kerusakan
lead sheath kabel.
Perbaikan dapat dilaksanakan
jika
telah diketemukan lokasi
kerusakan
pada
sheath dan
dilakukan
setelah
memenuhi.
petunjuk yang dijelaskan dibawah
ini.
•
Kabel harus bebas tegangan.
•
Case A : Kerusakan
diperkiraan tidak dari luar
kabel.
•
Case B : Terdapat lubang
atau keretakan pada lead
sheath.
1.Case A : Kerusakan
diperkiraan tidak dari
luar kabel.
Pada kasus ini kabel harus
dipadamkan segera (tidak
dioperasikan).
Lakukan pemeriksaan sebagai
berikut :
a. Perubahan yang terjadi pada
bentuk lead sheath.
b. Kerusakan pada screen/lapisan
pelindung.
c. Kerusakan pada isolasi kabel.
d. Air didalam kabel.
e. Benda asing yang
mengakibatkan kontaminasi.
f. Gas yang sudah terkontaminasi
pada kabel.
Berdasarkan
penjelasan
tersebut diatas ketentuan yang
harus dilakukan dapat diputuskan.
Jika kabel dengan kondisi
dapat diperbaiki maka perbaikan
sesuai dengan kondisinya, tetapi
jika tidak dapat maka kabel baru
digunakan untuk menyambung
yang rusak.
2. Case B:
Terdapat lubang atau keretakan
pada
lead
sheath.
Setelah
penggalian tanah diatas kabel
selesai maka P.E over sheath dan
serat pelindung maka perbaikan
dapat
dilaksanakan
dengan
langkah-langkah sbb :.
a. Jika kondisi terjadi kebocoran
kecil karena tertusuk benda
runcing atau karena retak kecil
maka.
1). Sumbat lubang bocor dan
dengan menggunakan palu
serta pemukulan yang tidak
terlalu keras sehingga lubang
366
tertutup. Sama caranya untuk
menutup keretakan digunakan
palu dan lubang keretakan
ditutup dulu kemudian dapat
digunakan cara plumbing yang
disapukan disekitar lokasi yang
retak.
2). Gunakan fibrous
tape dan
reinforcement
tape
untuk
melapisi lead sheath c.pada
i.
lokasi kerusakan serta
3). Perbaikan
oversheath dari
kabel tsb.
Langkah tersebut diatas sudah
mencukupi
untuk
mengatas
kebocoran karena lubang atau
retak pada lead sheath sehingga
tidak terjadi kebocoran.
b. Jika kondisi tersebut diatas,
walaupun sedikit kebocoran
tetapi
mempunyai
kecenderungan
menjadi
kebocoran yang lebih besar
maka.
1). Setelah
mengupas
P.E.
oversheath, fibrous tape dan
reinforcement
,
diperlukan
penguat
dengan
cara
mensolder pada daerah yg
mengalami kerusakan.
2). Gunakan 6 lapisan tape yang
tahan minyak dari pita plastik
pada
pada
daerah
yg
mengalami kerusakan.
3). Kemudian gunakan 4 lapisan
tape epoxy resin impregnated
glass diatas semua permukaan
lapisan tahan minyak.
4). Gunakan 4 lapis lembaran dari
F-CO tape (anti corrosive
tape/polyenthylene)
dan
ditambah 2 lapisan lembaran
BALCO (waterproof tape) dan 2
lapisan lembaran P.E adhesive
tape.
Multymetal.
Setelah
melapisi
P.E
oversheath, fibrous tape dan
reinforcement,
dilakukan
pembersihan ditempat terjadi
kerusakan.
5). Tutup valve
dikedua
sisi
pengisian minyak kabel dan
gunakan campuran multymetal
untuk melapisi di daerah yg
mengalami kerusakan.
6). (lakukan langkah seperti pada
kasus 2) – (3 – 4).
8.20.2. Mengganti Kabel yang
rusak.
Jika kerusakan terjadi pada
kabelnya sendiri, tetapi jika screen
dan insulation paper tidak rusak
maka kabel dapat dioperasikan
dalam waktu yang cukup lama
setelah
lead
sheath,
P.E.
oversheath dan pembersihan/filter
minyak isolasi telah dilakukan pada
kabel tsb.
Kabel yang telah mengalami
kerusakan maka kabel dipotong
dan tidak digunakan lagi sehingga
perlu kabel baru sebagai pengganti.
367
Lokasi gangguan
X
Kabel yang diganti
Sambungan Kabel
Kabel lama
Kabel baru
Gambar 8.12. Metoda pengukuran
panjang kabel pengganti sangat
tergantung
dengan
kondisi
kerusakan seperti kandungan air
pada isolasi, tingkat kontaminasi
minyak kabel dan kondisi
disekitar
permukaan tanah dari jalur
kabel
tersebut.
1. Testing setelah kabel
diperbaiki.
Pelaksanaan testing dilakukan
oleh petugas yang berkompetensi
enginir untuk menjamin kelayakan
kabel
tersbut
apakah
dapat
dioperasikan apa tidak setelah
diperbaiki. Semua hasil pengujian
dicatat
dan
dianalisa
untuk
menentukan kelayakan kabel tsb.
a.
Kabel minyak
1). Pengujian tahanan isolasi
kabel.
Pengukuran
isolasi
dilaksanakan
dengan
mengukur tahanan isolasi
diantara konduktor terhadap
pentanahan menggunakan alat
yang bertegangan 1000 volt dc,
hasil ukurnya harus lebih besar
100 MΩ. Pengukuran ini pertama
kali dilakukan setelah kabel
selesai disambung.
2). Tahanan DC dari konduktor.
Pengukuran
tahanan
dc
sambungan
konduktor
yang
setelah
diperbaiki,
hasil
pengukuran tahanan dc pada 20º
C adalah 0.0754 Ω/Km (max)
pada kabel minyak uk 240 mm².
Jenis Pengukuran yang kedua
dilakukan setelah kabel selesai
disambung.
3). Pengujian oversheath.
Pengujian dilakukan setelah
surge diverters dilepas agar pada
saat pengujian tidak mengakibatkan
kerusakan akibat tegangan uji.
Semua instalasi yang menjadi
ketentuan seperti sheats insulatios,
external joint insulation, terminal
base insulation pada bonding leads
dan link boxes, insulation sections
pada pipa minyak serta yang
lainnya dari kabel yang perbaiki
368
akan menjadi subyek pengujian
tahanan dengan memberikan
tegangan DC 10 kV selama 5
menit. Jenis Pengukuran yang
ketiga dilakukan setelah kabel
selesai disambung dan telah
teriisi minyak kembali.
b. Test tegangan tinggi.
Perbaikan sirkit kabel yang rusak
setelah selesai perbaikan tekanan
minyak
telah
normal
harus
dilakukan
pengujian
dengan
tegangan
tinggi
DC
antara
konduktor dan sheats selama 15
menit. Pengujian ini semua seksi
dari
kabel
harus
disambung
walaupun secara temporary. Arus
tegangan searah akan mengalir
pada kabel melalui alat test uang
disambung pada ujung kabel
(sealing end) baik yang sf6 maupun
yang konvensional yang telah
dilepas dengan sambungan ke GIS
atau peralatan lain.
c.
Pengujian aliran Minyak. (oil
flow test).
Setelah perbaikan, setiap seksi
minyaknya harus diukur alirannya,
hal tersbut untuk menjamin tidak
ada ketidak normalan aliran minyak
pada saluran Kabel minyak tsb.
Pengukuran
dilaksanakan
dengan menuangkan/mengalirkan
minyak bertekanan keluar sebagai
salah satu mengukur aliran minyak
bertekanan.
Teori drop tekanan dengan
rumus sbb :
P = QbL
Dimana : P = perbedaan
tekanan pada seksi kabel tsb.
(tergantung route dan profil dan
satuannya (KN/m²).
Q = nilai aliran (liter per detik).
L = panjang seksi kabel (m).
b = koefisien gesekan minyak pada
kabel (MN/m6 ).
atau pipa bulat adalah:
2 , 54 n × 10
b =
r4
3
Dimana
n = viskositas dari minyak
9centipoise) pada temperatur pengujian.
r = radius bagiandalam (mm) daratau
kabel diukur bagian dalam (r = 7 mm)
Jika Kabelnya single core maka secara
teori tekanan nya aliran minyak akan
memberikan tekanan pada setiap kabel
adalah sbb :
P = QbL
× 10
(−2)
Dimana : P = perbedaan tekanan
pada seksi kabel tsb. (tergantung route
dan profil dan satuannya (KN/m²).
Q = nilai aliran (liter per detik).
L = panjang seksi kabel (m).
b = koefisien gesekan minyak pada
kabel (MN S/m6 ).
Untuk kabel atau pipa bulat
adalah:
b=
2 , 54 n × 10 3
r4
Dimana
n = viskositas dari minyak
9centipoise) pada temperatur pengujian.
r = radius bagian dalam (mm) dari pipa
atau kabel diukur bagian dalam (r = 7
mm)
perbandingan aliran yang diperoleh dari
kabel yang baru selesai dipasang harus
diingatkan bahwa hal tsb sudah
termasuk semua sambungan pada seksi
369
kabel tsb dan hal tersebut hanya
menjadi
gambaran
dalam
pemeliharaan
dan
petunjuk.
Perhitungan itu tidak menunjukan
gangguan tak semestinya dari
sistem kabel tsb.
d. Test kooefisient impregnasi.
Setelah
selesai
secara
lengkap penggelaran kabel dan
penyambungannya, setiap seksi
minyaknya harus diperiksa dengan
tujuan efisiensi dari minyak
impregnasi dengan cara sbb :
manometer air raksa (mercury)
dihubungkan ke kabel dimana
sistim instalasi minyaknya ditutup
dan sisakan sedikit minyak,
biarkan beberapa menit agar
stabil, kemudian diukur jumlahnya
minyak
yang
tarikannya
menyebabkan penurunan tekanan
yang telah diketahui. Koefisient
impregnasi K didifinisikan sebagai
berikut, tidak boleh leibih besar
dari 4.5x 10-4 :
dV
1
K =
×
V
dP
Dimana :
dV = volume minyak yang tersisa
(liter)
dP = dorpnya tekanan (mmHg).
V = volume minyak didalam seksi
kabel (liter) termasuk isolasi
penghubung tangki.
Ketika kondisi kabel dalam
keadaan alat monitornya terpasang
setiap kabel akan diuji secara
terpisah.
1 Kg
1 Kg
cm 2
cm 2
= 7.35559 × 10 2 (mmHg )
= 98 .067 KN
1 Bar = 1 .02 kg
m2
cm 2
Dalam membandingkan aliran yang
diperoleh pada kabel yang sehat, harus
diingat bahwa semua joint akan ikut
terukur dan secara gambaran teoritis
hanya beberapa saja yang kondisinya
baik dan dijadikan referensi.
Hasil pengujian menunjukan tak
semestinya tidak ada gangguan pada
sistim. Tetsting ini akan dikerjakan
setelah penggantian kabel atau isolasi
sambungan.
8.21. Auxiliary Cable.
1. Continyuity Test
Setelah kabel digelar maka sebelum
disambung
diperlukan
periksa
kontinyuitas dari semua konduktor
sebagai konfirmasi.
2. test tegangan pada lapisan anti
karat (anti corrosion sheath)
Panjang kabel kabel akan tetap
setelah
digelar
dan
sebelum
disambung tegangan DC 4 kV per
mm dari tebalnya lapisan (seperti
yang tertulis pada spesifikasi teknik
dari kabel tsb) digunakan untuk
menguji ketahanan lapisan terhadap
armour dan permukaan luar untuk
beberapa menit.
3. test tahanan isolasi
Setelah kabel digelar maka sebelum
disambung harus diukur tahanan
isolasi secara individu diantara setiap
kabel
serta
terhadap
armour.
370
Menggunakan alat ukur tahanan
dengan tegangan operasi 500
Volt DC untuk satu menit dan
jangan
menggunakan
alat
dengan tegangan 5000 V dan
temperatur 20ºC. Pengukuran
tahanan isolasi dilanjutkan lagi
setiap kabel telah tersambung
dengan kabel yang lain dan hasil
tidak boleh lebih kecil dari 50
MΏ/km dan lebih kecil 90 % jika
hasil pengukuran lebih besar
dari 1000 MΩ/km.
4. Test Ketahanan Tegangan.
Setelah lengkap memasang
kabel maka kabel tersebut harus
diuji ketahanan terhadap
tegangan. Ketahanan Tegangan
kabel adalah antara konduktor
dan konduktor lainnya dan
terhadap armournya yang
terhubung ketanah. Tegangan
dinaikan secara bertahap dan
dipertahanankan selama 1 (satu)
menit. Beberapa hal yang harus
diperhatikan yaitu :
Kabel type 15 kV. Maka
digunakan tegangan 15 kV DC
antara konduktor dan armour.
Jika kabel telah dihubungan
dengan beban yang mungkin
berbentuk koil maka spesifikasi
koil dan beban lain sangat
diperhatikan dan jika perlu
didiskusikan terlebih dulu
dengan engineer yang lebih ahli.
5. Cross Talk.
Cross talk antara urat
(pair) kabel diukur dan tidak
boleh lebih jelek lagi dari nilai 74
dB pada frekuensi 1300 Hz dan
kondisi kabel pada keadaan
seimbang.
371
BAB IX.
PROTEKSI SISTEM PENYALURAN
Relai adalah suatu alat yang
bekerja secara otomatis untuk
mengatur/
memasukan
suatu
rangkaian listrik (rangkaian trip atau
alarm) akibat adanya perubahan
lain.
9.1.Perangkat Sistem Proteksi.
Proteksi
terdiri
dari
seperangkat
peralatan
yang
merupakan sistem yang terdiri dari
komponen-komponen berikut :
1. Relai, sebagai alat perasa untuk
mendeteksi adanya gangguan
yang
selanjutnya
memberi
perintah trip kepada Pemutus
Tenaga (PMT).
2. Trafo
arus
dan/atau
trafo
tegangan sebagai alat yang
mentransfer
besaran
listrik
primer
dari
sistem
yang
diamankan ke Relai (besaran
listrik sekunder)
3. Pemutus Tenaga (PMT) untuk
memisahkan bagian sistem yang
terganggu.
4. Baterai beserta alat pengisi
(bateray
charger)
sebagai
sumber tenaga untuk bekerjanya
relai, peralatan bantu triping.
5. Pengawatan (wiring) yang terdiri
dari
sirkit
sekunder
(arus
dan/atau tegangan), sirkit triping
dan sirkit peralatan bantu.
Secara garis besar bagian dari
Relai proteksi terdiri dari tiga bagian
utama, seperti pada blok diagram
(gambar.9.1), dibawah ini :
Ke rangkaian
Pemutus/sinyal
I
Elemen
Pembanding
Elemen
Pengindera
Elemen
Pengukur
+
Gambar 9.1 . Blok Diagram Relai proteksi
372
Masing-masing elemen/bagian
mempunyai fungsi sebagai berikut :
9.1.1.Elemen pengindera.
Elemen ini berfungsi untuk
merasakan besaran-besaran listrik,
seperti arus, tegangan, frekuensi,
dan sebagainya tergantung relai
yang dipergunakan.
Pada bagian ini besaran yang
masuk akan dirasakan keadaannya,
apakah keadaan yang diproteksi itu
mendapatkan gangguan atau dalam
keadaan normal, untuk selanjutnya
besaran tersebut dikirimkan ke
elemen pembanding.
9.1.2. Elemen pembanding.
Elemen ini berfungsi menerima
besaran setelah terlebih dahulu
besaran itu diterima oleh elemen
oleh elemen pengindera untuk
membandingkan besaran listrik
pada saat keadaan normal dengan
besaran arus kerja relai.
9.1.3. Elemen pengukur/penentu.
Elemen ini berfungsi untuk
mengadakan perubahan secara
cepet pada besaran ukurnya dan
akan segera memberikan isyarat
untuk
membuka
PMT
atau
memberikan sinyal.
Pada
sistem
proteksi
menggunakan
Relai
proteksi
sekunder seperti gambar 9. 2
Transformator arus ( CT )
berfungsi sebagai alat pengindera
yang merasakan apakah keadaan
yang diproteksi dalam keadaan
normal atau mendapat gangguan.
Sebagai alat pembanding sekaligus
alat pengukur adalah relai, yang
bekerja
setelah
mendapatkan
besaran dari alat pengindera dan
membandingkan dengan besar
arus penyetelan dari kerja relai.
Apabila besaran tersebut tidak
setimbang atau melebihi besar arus
penyetelannya, maka kumparan
Relai akan bekerja menarik kontak
dengan cepat atau dengan waktu
tunda dan memberikan perintah
pada kumparan penjatuh (trip-coil)
untuk bekerja melepas PMT.
Sebagai sumber energi/penggerak
adalah sumber arus searah atau
baterai.
Gambar 9.2. Rangkaian Relai
proteksi sekunder
Relai
C
Rangkaian
9.1.4. Fungsi dan Peranan Relai
Proteksi
Maksud dan tujuan pemasangan
Relai proteksi
adalah untuk
mengidentifikasi gangguan dan
memisahkan bagian jaringan yang
terganggu dari bagian lain yang
masih
sehat
serta
sekaligus
mengamankan bagian yang masih
373
sehat dari kerusakan atau kerugian
yang lebih besar, dengan cara :
1. Mendeteksi adanya gangguan
atau keadaan abnormal lainnya
yang dapat membahayakan
peralatan atau sistem.
2. Melepaskan
(memisahkan)
bagian sistem yang terganggu
atau yang mengalami keadaan
abnormal
lainnya
secepat
mungkin sehingga kerusakan
instalasi yang terganggu atau
yang dilalui arus gangguan
dapat dihindari atau dibatasi
seminimum
mungkin
dan
bagian sistem lainnya tetap
dapat beroperasi.
3. Memberikan
pengamanan
cadangan bagi instalasi lainnya.
4. Memberikan
pelayanan
keandalan dan mutu listrik yang
tbaik kepada konsumen.
5. Mengamankan
manusia
terhadap
bahaya
yang
ditimbulkan oleh listrik.
9.2. Syarat-syarat Relai Proteksi
Dalam
perencanaan
sistem
proteksi, maka untuk mendapatkan
suatu sistem proteksi yang baik
diperlukan persyaratan-persyaratan
sebagai berikut :
9.2.1. Sensitif.
Suatu Relai proteksi bertugas
mengamankan suatu alat atau
suatu bagian tertentu dari suatu
sisitem tenaga listrik, alat atau
bagian sisitem yang termasuk
dalam jangkauan pengamanannya.
Relai
proteksi
mendetreksi
adanya gangguan yang terjadi di
daerah pengamanannya dan harus
cukup sensitif untuk mendeteksi
gangguan
tersebut
dengan
rangsangan minimum
dan bila
perlu hanya mentripkan pemutus
tenaga (PMT) untuk memisahkan
bagian sistem yang terganggu,
sedangkan bagian sistem yang
sehat dalam hal ini tidak boleh
terbuka.
9.2.2. Selektif.
Selektivitas dari relai proteksi
adalah suatu kualitas kecermatan
pemilihan
dalam
mengadakan
pengamanan. Bagian yang terbuka
dari suatu sistem oleh karena
terjadinya gangguan harus sekecil
mungkin, sehingga daerah yang
terputus menjadi lebih kecil.
Relai proteksi hanya akan
bekerja selama kondisi tidak normal
atau
gangguan
yang
terjadi
didaerah pengamanannya dan tidak
akan bekerja pada kondisi normal
atau pada keadaan gangguan yang
terjadi
diluar
daerah
pengamanannya
9.2.3. Cepat.
Makin cepat relai proteksi
bekerja,
tidak
hanya
dapat
memperkecil kemungkinan akibat
gangguan,
tetapi
dapat
memperkecil
kemungkinan
meluasnya akibat yang ditimbulkan
oleh gangguan.
9.2.4. Andal.
Dalam keadaan normal atau
sistem yang tidak pernah terganggu
relai proteksi tidak bekerja selama
berbulan-bulan mungkin bertahuntahun, tetapi relai proteksi bila
diperlukan harus dan pasti dapat
374
bekerja, sebab apabila relai gagal
bekerja
dapat
mengakibatkan
kerusakan yang lebih parah pda
peralatan yang diamankan atau
mengakibatkan bekerjanya relai lain
sehingga daerah itu mengalami
pemadaman yang lebih luas.
.Untuk
tetap
menjaga
keandalannya, maka relai proteksi
harus dilakukan pengujian secara
periodik.
9.2.5. Ekonomis.
Dengan biaya yang sekecilnyakecilnya diharapkan relai proteksi
mempunyai
kemampuan
pengamanan
yang
sebesarbesarnya.
9.2.6. Sederhana.
Perangkat
relai
proteksi
disyaratkan mempunyai bentuk
yang sederhana dan fleksibel.
9.3. Penyebab Terjadinya
Kegagalan Poteksi
Jika
proteksi
bekerja
sebagaimana
mestinya,
maka
kerusakan yang parah akibat
gangguan
mestinya
dapat
dihindari/dicegah sama sekali, atau
kalau gangguan itu disebabkan
karena sudah adanya kerusakan
(insulation break down di dalam
peralatan), maka kerusakan itu
dapat dibatasi sekecilnya.
Proteksi yang benar harus
dapat bekerja cukup cepat, selektif
dan andal sehingga kerusakan
peralatan yang mungkin timbul
akibat busur gangguan atau pada
bagian
sistem/peralatan
yang
dilalalui arus gangguan dapat
dihindari dan kestabilan sistem
dapat terjaga.
Sebaliknya jika proteksi gagal
bekerja atau terlalu lambat bekerja,
maka
arus
gangguan
ini
berlangsung lebih lama, sehingga
panas yang ditimbulkannya dapat
mengakibatkan kebakaran yang
hebat, kerusakan yang parah pada
peralatan instalasi dan ketidak
stabilan sistem.
Tangki
trafo
daya
yang
menggelembung atau jebol akibat
gangguan
biasanya
karena
kegagalan kerja atau kelambatan
kerja proteksi. Kegagalan atau
kelambatan kerja proteksi juga akan
mengakibatkan bekerjanya proteksi
lain disebelah hulunya (sebagai
remote back up) sehingga dapat
mengakibatkan pemadaman yang
lebih luas atau bahkan runtuhnya
sistem (collapse).
Kegagalan atau kelambatan
kerja proteksi dapat disebabkan
antara lain oleh :
- Relainya telah rusak atau tidak
konsisten bekerjanya.
- Setelan (seting) Relainya tidak
benar(kurang
sensitif
atau
kurang cepat).
- Baterainya
lemah
atau
kegagalan sistem DC suply
sehingga
tidak
mampu
mengetripkan PMT-nya.
- Hubungan kotak kurang baik
pada
sirkit
tripping
atau
terputus.
- Kemacetan mekanisme tripping
pada PMT-nya karena kotor,
karat, patah atau meleset.
- Kegagalan
PMT
dalam
memutuskan arus gangguan
375
yang bisa disebabkan oleh arus
gangguanya
terlalu
besar
melampaui
kemampuan
pemutusan
(interupting
capability), atau kemampuan
pemutusannya telah menurun,
atau karena ada kerusakan.
- Kekurang
sempurnaan
rangkaian
sistem
proteksi
antara lain adanya hubungan
kontak yang kurang baik.
- Kegagalan saluran komunikasi
tele proteksi.
- Trafo arus terlalu jenuh.
9.4. Gangguan Pada
Penyaluran
Sistem
Jaringan tenaga listrik yang
terganggu harus dapat segera
diketahui dan dipisahkan dari
bagian jaringan lainnya secepat
mungkin dengan maksud agar
kerugian yang lebih besar dapat
dihindarkan.
Gangguan
pada
jaringan
tenaga
listrik
dapat
terjadi
diantaranya
pada
pembangkit,
jaringan transmisi atau di jaringan
distribusi. Penyebab gangguan
tersebut
tersebut
dapat
diakibatkan oleh gangguan sistem
dan non sistem.
9.4.1. Gangguan Sistem
Gangguan
sistem
adalah
gangguan yang terjadi di sistem
tenaga
listrik
seperti
pada
generator, trafo, SUTT, SKTT dan
lain sebagainya. Gangguan sistem
dapat
dikelompokkan
sebagai
gangguan permanen dan gangguan
temporer.
Gangguan
temporer
adalah gangguan yang hilang
dengan sendirinya bila PMT
terbuka, misalnya sambaran petir
yang menyebabkan flash over pada
isolator SUTT. Pada keadaan ini
PMT dapat segera dimasukan
kembali, secara manual atau
otomatis dengan AutoRecloser.
Gangguan permanen adalah
gangguan yang tidak hilang dengan
sendirinya,
sedangkan
untuk
pemulihan diperlukan perbaikan,
misalnya kawat SUTT putus.
9.4.2. Gangguan Non Sistem
PMT terbuka tidak selalu
disebabkan
oleh
terjadinya
gangguan pada sistem, dapat saja
PMT terbuka oleh karena relai yang
bekerja sendiri atau kabel kontrol
yang terluka atau oleh sebab
interferensi dan lain sebagainya.
Gangguan seperti ini disebut
gangguan bukan pada sistem,
selanjutnya disebut gangguan non–
sistem.
Jenis gangguan non-sistem
antara lain :
kerusakan komponen relai ;
kabel kontrol terhubung singkat ;
interferensi / induksi pada kabel
kontrol.
9.5. Proteksi Penghantar
Jaringan tenaga listrik secara
garis besar terdiri dari pusat
pembangkit,
jaringan
transmisi
(gardu induk dan saluran transmisi)
dan jaringan distribusi, seperti
diperlihatkan pada gambar 9.3.
376
PUSAT LISTRIK
P
M
TRANSMISI
GARDU
INDUK
DISTRIBUSI
G
Gambar 9.3. Jaringan sistem tenaga listrik
Dalam usaha untuk meningkatkan
keandalan penyediaan energi listrik,
kebutuhan sistem proteksi yang
memadai tidak dapat dihindarkan.
Blok diagram Sistem proteksi
Penghantar diperlihatkan pada
Gambar 9. 4.
Perintah buka
Transmisi
Masukan
besaran arus
dan tegangan
Relai
Proteksi
Sinyal kirim
Sinyal terima
Relai
Proteksi
Catu Daya
(battere)
Indikasi relai
Data Scada
Evaluasi
Disturbance Recorder
Gambar 9.4. Blok diagram sistem proteksi Penghantar
377
Sistem proteksi jaringan (SUTT
dan SUTET) terdiri dari Proteksi
Utama dan Proteksi Cadangan.
Relai untuk proteksi utama yang
dikenal saat ini :
a) Distance Relai
Basic atau Step
PUTT
POTT
Blocking
b) Differential Relai
Pilot
Current
Phase
c) Directional Comparison Relai
Impedance
Current
SuperImposed
Proteksi Cadangan adalah sebagai
berikut :
Sistem proteksi cadangan lokal
: OCR & GFR
Sistem proteksi cadangan jauh :
Zone 2 GI remote
9.6. Sistem Proteksi SUTET
Pada dasarnya, hanya ada
satu pola pengaman SUTET yang
dipakai pada sistem transmisi 500
kV di pulau Jawa, yaitu suatu pola
yang menggunakan dua Line
Protection (LP) berupa Distance
Relai (Z) + Tele Proteksi (TP) yang
identik, disebut LP(a) dan LP(b).
Pada setiap LP terdapat Directional
Earth Fault Relai (DEF) sebagai
komplemennya.
Pola ini selanjutnya dilengkapi
dengan Reclosing Relai untuk
melakukan SPAR. Pola ini dipakai
di hampir seluruh SUTET PLN di
Jawa dan untuk selanjutnya akan
disebut sebagai pola standar.
Namun demikian, disamping pola
yang standar terdapat dua pola lain
yang non standar.
Pola non standar yang pertama
mempunyai dua LP, yaitu : i) LP(a)
berupa Directional Comparison
(DC) dari jenis Non-Impedance
Relai, yang di-backup oleh sebuah
Distance Relai tanpa Tele Proteksi,
ii) LP(b) berupa distance Relai +
DEF dengan Tele Proteksi, yang dibackup oleh sebuah Distance Relai
tanpa Tele Proteksi. Pola ini hanya
digunakan pada SUTET Saguling Cirata 1.
Pola non standar yang kedua
mempunyai LP(a) berupa Phase
Comparison yang di backup oleh
Distance Relai tanpa Tele Proteksi,
dan LP(b) berupa Distance Relai +
DEF dengan Tele Proteksi yang dibackup oleh Distance Relai tanpa
Tele Proteksi. Pola ini hanya
digunakan pada SUTET Saguling Cirata 2.
378
Tabel 9.1. Pola Standar
Pola
LPa
Pola standar
LPb
Main
Backup
Main
Backup
Z+DEF+TP
Z
Z+DEF+TP
Z
Pola
standar I
non
DC
Z
Z+DEF+TP
Z
Pola
standar II
non
PC
Z
Z + TP
Z
9.7. Media Telekomunikasi
9.8. Distance Relai ( Relai Jarak)
Media PLC dapat digunakan
untuk Distance Relai, Comparison
Directional Relai, dan Comparison
Phase Relai. Media Fibre Optic
dapat digunakan untuk Distance
Relai, relai directional comparison,
relai phase comparison, dan relai
current differential.
Media Micro Wave dapat
digunakan untuk distance Relai,
relai directional comparison, relai
phase comparison, dan relai current
differential. Kabel Pilot dapat
digunakan
untuk
relai
pilot
differential.
Relai jarak digunakan sebagai
pengaman utama (main protection)
pada SUTT/SUTET dan sebagai
backup untuk seksi didepan. Relai
jarak bekerja dengan mengukur
besaran impedansi (Z) transmisi
dibagi menjadi beberapa daerah
cakupan yaitu Zone-1, Zone-2,
Zone-3, serta dilengkapi juga
dengan teleproteksi (TP) sebagai
upaya agar proteksi bekerja selalu
cepat dan selektif di dalam daerah
pengamanannya.
Zone-3
Zone-2
Zone-1
Gambar .9.5. Daerah pengamanan relai jarak
9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak
Relai jarak mengukur tegangan
pada titik relai dan arus gangguan
yang terlihat dari relai, dengan
membagi besaran tegangan dan
arus, maka impedansi sampai titik
terjadinya gangguan dapat di
tentukan. Perhitungan impedansi
dapat dihitung
menggunakan
rumus sebagai berikut :
379
Zf = Vf/If
Dimana :
Zf = Impedansi (ohm)
Vf = Tegangan (Volt)
If =Arus gangguan
Relai jarak akan bekerja
dengan
cara
membandingkan
impedansi gangguan yang terukur
dengan impedansi seting, dengan
ketentuan :
HV APPARATUS
Bila harga impedansi ganguan
lebih kecil dari pada impedansi
seting relai maka relai akan
trip.
Bila harga impedansi ganguan
lebih besar dari pada impedansi
seting relai maka relai akan
tidak trip.
Gambar 9.6. merupakan block
diagram relai jarak yang terpasang
di instalasi yang terdiri dari :

MK
M
PMS
REL
PANEL RELAI
MCB VT Bus
Close
PMT
Syncro
Chek (25)
Trip
CT
Rang. Arus
M
PMS
LINE
Auto
Rec (79)
Posisi PMT
PMS
TANAH
Mekanik PMT
Distance
Relai (21)
MCB VT Line
PANEL PLC
CR
CS
Gambar 9.6. Block diagram relai jarak
280
1. Peralatan tegangan tinggi (HV
apparatus)
PMT
PMS
CT
PT Line dan Bus
2. Marshalling Kios
MCB PT
MCB sumber AC/DC
Terminal rangkaian arus (CT)
dan tegangan (PT).
Terminal limit switch PMT dan
PMS
Terminal rangkaian trip dan
reclose
3. Panel Relai
MCB AC dan DC
Relai Jarak
Relai Lock Out
Aux. Relai

4. Panel PLC
Sinyal Kirim (carrier send)
Sinyal terima (carrer reciept)
Sinyal CIS
9.8.2. Pengukuran Impedansi
Gangguan Oleh Relai Jarak
Menurut jenis gangguan pada
sistem tenaga listrik, terdiri dari
gangguan hubung singkat tiga fasa,
dua fasa, dua fasa ke tanah dan
satu fasa ke tanah. Relai jarak
sebagai pengaman utama harus
dapat mendeteksi semua jenis
gangguan
dan
kemudian
memisahkan sistem yang terganggu
dengan sistem yang tidak terganggu.
Pada saat terjadi gangguan
tiga fasa yang simetris maka
amplitudo
tegangan
fasa
VR,VS,VT turun dan beda fasa
tetap 120 derajat. Impedansi yang
diukur relai jarak pada saat terjadi
gangguan hubung singkat tiga fasa
adalah sebagai berikut :
Vrelai = VR
Irelai=IR
ZR= VR /IR
Dimana,
ZR = impedansi terbaca oleh relai
VR = Tegangan fasa ke netral
IR = Arus fasa
9.7.4.Gangguan Hubung Singkat
Dua Fasa
Untuk mengukur impedansi
pada saat terjadi gangguan
hubung
singkat
dua
fasa,
tegangan
yang
masuk
ke
komparator relai adalah tegangan
fasa yang terganggu, sedangkan
arusnya adalah selisih (secara
vektoris)
arus-arus
yang
terganggu.
Maka
pengukuran
impedansi untuk hubung singkat
antara fasa S dan T adalah
sebagai berikut :
V relai
I relai
=
=
VS – VT
I S - IT
9.8.3. Gangguan Hubung Singkat
Tiga Fasa
381
Sehingga,
ZR =
VS − VT
IS − IT
Tabel. 9.2. Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung
singkat dua fasa
Fasa
terganggu
yang
Tegangan
Arus
R-S
VR-VS
IR - IS
S-T
VS-VT
IS - IT
T-R
VT-VR
IR - IT
terganggu, sedangkan arus fasa
terganggu di tambah arus sisa dikali
factor kompensasi.
Misalnya terjadi gangguan hubung
singkat satu fasa R ke tanah, maka
pengukuran impedansi dilakukan
dengan cara sebagai berikut :
9.8.5. Gangguan Hubung Singkat
Satu Fasa Ke Tanah
Untuk mengukur impedansi pada
saat hubung singkat satu fasa ke
tanah, tegangan yang dimasukkan
ke relai adalah tegangan yang
Tegangan pada relai
Arus pada relai
Arus netral
Kompensasi urutan nol
Z1=VR/(IR+K0.In)
:
:
:
:
Vrelai = VR
I relai = IR+K0.In
In = IR + IS + IT
K0=1/3(Z0 - Z1/Z2)
Tabel.9.3.Tegangan dan arus masukan relai untuk gangguan hubung singkat
satu fasa ke tanah
Fasa yang
terganggu
Tegangan
R-N
VR
IR + K0.In
S-N
VS
IS + K0.In
T-N
VT
IS + K0.In
Impedansi urutan nol akan timbul
pada gangguan tanah. Adanya K0
adalah untuk mengkompensasi
adanya impedansi urutan nol
Arus
tersebut. Sehingga impedansi yang
terukur menjadi benar.
382
9.9. Karakteristik Relai Jarak
Karakteristik
relai
jarak
merupakan penerapan langsung
dari prinsip dasar relai jarak,
karakteristik ini biasa digambarkan
didalam diagram R-X.

9.9.1. Karakteristik impedansi
Ciri-ciri nya :

Merupakan lingkaran dengan
titik pusatnya ditengah-tengah,
sehingga mempunyai sifat non
directional. Untuk diaplikasikan
sebagai pengaman SUTT perlu
ditambahkan relai directional.
Mempunyai
keterbatasan
mengantisipasi gangguan tanah
high resistance.
Karakteristik impedan sensitive
oleh
perubahan
beban,
terutama untuk SUTT yang
panjang sehingga jangkauan
lingkaran
impedansi
dekat
dengan daerah beban.
X
ZL
Z1 Z2 Z3
R
Directional
Gambar 9.7. Karakteristik Impedansi
9.9.2. Karakteristik Mho

Ciri-ciri :

Titik
pusatnya
bergeser
sehingga
mempunyai
sifat
directional.
Mempunyai keterbatasan untuk
mengantisipasi gangguan tanah
high resistance.
Untuk SUTT yang panjang
dipilih
Zone-3
dengan
karakteristik Mho lensa geser.
383
X
ZL
Z1 Z2 Z3
R
Gambar 9.8. Karakteristik Mho
X
ZL
Z1
Z2 Z3
R
Gambar 9.9. Karakteristik Mho
Z1,Z2 parsial Cross-polarise Mho, Z3 Lensa geser
9.9.3. Karakteristik Reaktance
gangguan
tanah
tahanan tinggi.
dengan
Ciri-ciri :
Karateristik
reaktance
mempunyai sifat non directional.
Untuk aplikasi di SUTT perlu
ditambah relai directional.
Dengan
seting
jangkauan
resistif cukup besar maka relai
reactance dapat mengantisipasi
384
X
Z
Z3
Z2
R
Gambar 9. 10. Karakteristik Reaktance dengan Starting Mho
9.9.4. Karakteristik Quadrilateral
Ciri-ciri :
Karateristik
quadrilateral
merupakan kombinasi dari 3
macam komponen yaitu :
reactance, berarah dan resistif.
Dengan
seting
jangkauan
resistif cukup besar
maka
X

karakteristik relai quadrilateral
dapat mengantisipasi gangguan
tanah dengan tahanan tinggi.
Umumnya kecepatan relai lebih
lambat dari jenis mho.
ZL
Z3
Z2
Z1
R
Gambar 9.11. Karakteristik Quadrilateral
385
9.10. Pola Proteksi
9.10.1. Pola Dasar
Agar gangguan sepanjang
SUTT dapat ditripkan dengan
seketika pada kedua sisi ujung
saluran, maka relai jarak perlu
dilengkapi fasilitas teleproteksi.
Ciri-ciri Pola dasar :
Tidak ada fasilitas sinyal PLC
Untuk lokasi gangguan antara
80 – 100 % relai akan bekerja
zone-2 yang waktunya lebih
lambat (tertunda).
Z1
TRIP
OR
OR
TZ2
Z2
Z1
TRIP
TZ2
Z2
T
TZ3
Z3
Z3
TZ3
Z2 = Timer zone 2
TZ3 = Timer zone 3
Gambar 9.12. Rangkaian logic Basic Scheme
zone-2 bekerja disertai dengan
9.10.2. Pola PUTT (Permissive
menerima
sinyal.
(carrier
Underreach Transfer Trip)
receipt).
Bila terjadi kegagalan sinyal
Prinsip Kerja dari pola PUTT :
PLC maka relai jarak kembali ke
Pengiriman sinyal trip (carrier
pola dasar.
send) oleh relai jarak zone-1.
Dapat menggunakan berbeda
Trip seketika oleh teleproteksi
type dan relai jarak.
akan terjadi bila relai jarak
.
CS
CS
Z1
Z2
C
TRIP
TZ2
OR
Z1
TRIP
OR
AND
TZ2
AND
CS = sinyal kirim
CR = sinyal terima
Z2
C
Z2 = trip zone 2
TZ2 = waktu trip zone 2
Gambar 9. 13. Rangkaian logic Pola PUTT
386
9.10.3. Permissive
transfer Trip
Overreach
Prinsip Kerja dari pola POTT :
Pengiriman sinyal trip (carrier
send) oleh relai jarak zone-2.
Trip seketika oleh teleproteksi
akan terjadi bila relai jarak

zone-2 bekerja disertai dengan
menerima
sinyal
(carrier
receipt).
Bila terjadi kegagalan sinyal
PLC maka relai jarak kembali ke
pola dasar.
Dapat menggunakan berbeda
type dan relai jarak.
CS
CS
Z1
TRIP
OR
OR
Z2
TZ2
CR
AND
Z1
TRIP
TZ2
Z2
AND
CR
CR = sinyal terima
tZ2 = waktu trip zone 2
Gambar 9.14. Rangkaian logic Pola POTT
9.10.4. Pola Blocking (Blocking
Scheme)
Prinsip Kerja dari pola Blocking :
Pengiriman sinyal block (carrier
send) oleh relai jarak zone-3
reverse.
Trip seketika oleh teleproteksi
akan terjadi bila relai jarak
zone-2 bekerja disertai dengan
CR
Z3

Z1
Z1
Z2

tidak ada penerimaan sinyal
block. (carrier receipt).
Bila terjadi kegagalan sinyal
PLC maka relai jarak akan
mengalami mala kerja.
Membutuhkan
sinyal
PLC
cukup half duplex.
Relai jarak yang dibutuhkan
merk dan typenya sejenis.
TRIP
OR
TZ2
TRIP
OR
TZ2
AND
AND
TZ2
TZ3
Z2
CR
Z3
Re
v
Rev
AND
CS
CS
AND
Gambar 9. 15. Ranglaian Logic Blocking Scheme
287
9.10.5. Penyetelan Daerah Jangkauan pada Relai Jarak
Local bus
Near and bus
far and bus
Zone-3(A)
Zone-2(A)
Zone-1(A)
A
Zone-3(B)
Zone-2(B)
Zone-1(B)
B
C
Gambar 9.16. Daerah penyetelan Relai jarak tiga tingkat
Relai jarak pada dasarnya
bekerja
mengukur
impadansi
saluran, apabila impedansi yang
terukur / dirasakan relai lebih kecil
impedansi tertentu akibat gangguan
( Zset < ZF ) maka relai akan bekerja.
Prinsip ini dapat memberikan
selektivitas pengamanan, yaitu
dengan mengatur hubungan antara
jarak dan waktu kerja relai.
Penyetelan relai jarak terdiri dari
tiga
daerah
pengamanan,
Penyetelan zone-1 dengan waktu
kerja relai t1, zone-2 dengan waktu
kerja relai t2 , dan zone-3 waktu
kerja relai t3 .
9.10.6. Penyetelan Zone-1
Dengan
mempertimbangkan
adanya kesalahan-kesalahan dari
data saluran, CT, PT, dan peralatan
penunjang lain sebesar 10% - 20 %
, zone-1 relai disetel 80 % dari
panjang saluran yang diamankan.
Zone-1 = 0,8 . Z L1 (Saluran)
....
Waktu kerja relai seketika, (t1= 0)
tidak dilakukan penyetelan waktu .
9.10.7. Penyetelan Zone-2
Prinsip
peyetelan
Zone-2
adalah berdasarkan pertimbanganpertimbangan sebagai berikut :
Zone-2 min = 1,2 . ZL1
388
Prinsip
penyetelan
zone-3
adalah berdasarkan pertimbanganpertimbangan sebagai berikut :
1. Mendeteksi
adanya
gangguan.
2. Menentukan jenis gangguan
dan memilih fasa yang
terganggu.
Prinsip penyetelan starting di bagi
2, yaitu :
1. Starting arus lebih :
I fasa-fasa = 1.2 CCC atau ct
I fasa-netral = 0.1. CCC atau ct
2. Starting impedansi
Zsmin = 1.25 x Zone-3
Zs max= 0.5 x kV/(CCC atau
Ct x√3)
Zone-3min = 1.2 ( ZL1 + 0,8.ZL2 )
9.10.11. Penyetelan Resistif reach
Zone-2
mak
= 0,8 (Z
L1
+ 0,8. ZL2)
Dengan : ZL1 = Impedansi saluran
yang diamankan.
ZL1 = Impedansi saluran berikutnya
yang terpendek (Ω )
Waktu kerja relai t2= 0.4 s/d 0.8 dt.
9.10.8. Penyetelan zone-3
Zone-3mak1 = 0,8 ( ZL1 + 1,2.ZL2 )
Zone-3mak2 = 0,8 ( ZL1 + k.ZTR )
Dengan : L1 = Impedansi saluran
yang diamankan
ZL2 = Impedansi saluran berikutnya
yang terpanjang
Waktu kerja relai t3= 1.2 s/d 1.6 dt.
9.10.9. Peyetelan zone-3 reverse
Fungsi
penyetelan
zone-3
reverse adalah digunakan pada
saat pemilihan teleproteksi pola
blocking. Dasar peyetelan zone-3
reverse ada dua jenis :
• Bila Z3 rev memberi sinyal trip.
Zone-3 rev = 1.5 Z2-ZL1
• Bila Z3 rev tidak memberi sinyal
trip.
Zone-3 rev = 2 Z2-ZL1.
9.10.10. Penyetelan Starting
Fungsi
penyetelan
resistif
reach
adalah
mengamankan
gangguan yang bersifat high
resistance.
Prinsip
penyetelan
resistif reach (Rb) tidak melebihi
dari kreteria setengah beban (1/2 Z
beban ).
• Untuk system 70 kV :
Rb = 15 x Zone-1 x k0 x 2.
• Untuk system 150 dan 500 kV :
Rb = 8 x Zone-1 x k0 x 2
9.10.12. Directional Comparison
Relai.
Relai penghantar yang prinsip
kerjanya membandingkan arah
gangguan, jika kedua relai pada
penghantar merasakan gangguan
di depannya maka relai akan
bekerja. Cara kerjanya ada yang
menggunakan
directional
impedans, directional current dan
superimposed.
Fungsi starting relai jarak adalah :
389
A
B
≥
≥
DIR
DIR
T
T
&
R
Signalling channel
&
R
Gambar 9.17. Directional comparison relai
9.11. Current Differential Relai
Prinsip kerja pengaman differensial arus saluran transmisi mengadaptasi
prinsip kerja diferensial arus, yang membedakannya adalah daerah yang
diamankan cukup panjang sehingga diperlukan :
Sarana komunikasi antara ujung-ujung saluran.
Relai sejenis pada setiap ujung saluran.
Karena ujung-ujung saluran transmisi dipisahkan oleh jarak yang jauh
maka masing-masing sisi dihubungkan dengan :
kabel pilot
saluran telekomunikasi : microwave, fiber optic.
End B
End A
I
IA
Relai A
IB
Relai B
Gambar 9.18. Relai arus differensial Transmisi
390
−
−
Tanpa gangguan atau gangguan eksternal
IA +IB = 0
Keadaan gangguan internal
IA +IB ≠ 0 (= IF)
9.11.1. Pilot Relai
OP
OP
B
B
v
v
Gambar 9. 19. Balanced Voltage
B
I
OP
B
OP
I
Gambar 9. 20. Circulating Current
Umumnya diterapkan untuk
mengatasi kesulitan koordinasi
dengan relai arus lebih pada
jaringan yang kompleks atau sangat
pendekdan kesulitan koordinasi
dengan relai jarak untuk jaringan
yang sangat pendek. Pada saluran
udara faktor pembatas dari relai ini
adalah panjang dari rangkaian pilot,
sedangkan pada saluran kabel
adalah arus charging kabel dan
sistem pentanahan.
Prinsip kerja relai diferensial
arus saluran transmisi yaitu relai
diferensial
dengan
circulating
current atau relai diferensial dengan
balanced voltage seperti pada
gambar.9.21.
9.11.2. Phase Comparison Relai
Prinsip kerja membandingkan
sudut fasa antara arus yang masuk
dengan arus yang keluar daerah
pengaman. Prinsip kerja diperlihatkan pada gambar, 9.21.
dimana
pada saat gangguan internal output
dari comparator memberikan nilai 1
..
391
A
B
A
B
a. Fasa arus di A
b. Logic fasa arus di A
c. Fasa arus di B
d. Logic fasa arus di B
Output comparator di A :
e=b+d
Output discriminator
Stability
Gangguan eksternal
Gangguan internal
Gambar 9. 21. Gelombang sudut fasa pada Phase Comparison Relai
9.11.3. Super Imposed Directional
Relai
Elemen directional menggunakan sinyal superimposed
Superimposed = faulted - unfaulted
Selama gangguan tegangan dan
arus berubah sebesar ∆Vr dan ∆ir,
perubahan ini dikenal sebagai
besaran superimposed.
Untuk gangguan di depan : ∆ Vr
∠-ø rep dan ∆ ir mempunyai
polaritas
yang
berlawanan
sedangkan untuk gangguan di
belakang : ∆ Vr ∠ -ø rep dan ∆ ir
mempunyai polaritas yang sama
Arah ditentukan dari persamaan :
Dop = | ∆ Vr ∠ -ø rep - ∆ ir | - | ∆
Vr ∠ -ø rep + ∆ ir |
Dop positip untuk gangguan arah
depan dan Dop negatip untuk
gangguan
arah
belakang
392
Forward Fault
∆ ir
∆ Vr
t=0
Zs
∆ ir =
R
- ∆ Vr
Zs
∆ ir
t=0
∆ ir =
∆ ir =
- ∆ Vr
∠ -ø s
|Zs|
ZL
∆ Vr
Zs
+ ∆ Vr
Zs + ZL
∆ ir =
+ ∆ Vr
∠ -ø LS
|Zs + ZL|
Gambar 9. 22. Prinsip pengukuran superimposed tegangan dan arus
Pht 1
67G
50G
67G
Pht 2
Gambar 9. 23. Rangkaian pengukuran Relai tanah selektif
393
9.11.4. Relai tanah selektif
(selection ground Relai)
Rangkaian relai tanah selektif
(50G) dihubungkan seperti pada
gambar. Jika ada gangguan satu
fasa ke tanah pada penghantar 1
maka relai 50G akan merasakan
gangguan demikian juga relai
directional
ground
(67G).
Penghantar 1 akan trip karena 50G
kerja dan arus yang dirasakan 67G
penghantar 1 > 67G penghantar 2.
Apabila salah satu pmt penghantar
lepas relai 50 G tidak akan bekerja.
Setting waktu relai 50G umumnya <
setting waktu 67G.
Relai ini dipasang pada
penghantar dengan sirkit ganda dan
tidak dapat dioperasikan jika ada
pencabangan dalam penghantar
tersebut (single phi atau single T).
9.11.5. Relai tanah terarah (directional ground Relai)
A
B
C
VRES
Gambar 9. 24. Rangkaian open delta trafo tegangan
Relai
arah
hubung
tanah
memerlukan operating signal dan
polarising signal. Operating signal
diperoleh dari arus residual melalui
rangkaian trafo arus penghantar
(Iop = 3Io) sedangkan polarising
signal diperoleh dari tegangan
residual. Tegangan residual dapat
diperoleh dari rangkaian sekunder
open delta trafo tegangan seperti
pada Gambar 9.25.
VRES = VAG + VBG + VCG = 3Vo
9.11.6
Relai Cadangan (Back Up
Protection)
Diperlukan
apabila
proteksi
utama tidak dapat bekerja atau
terjadi gangguan pada sistem
proteksi utama itu sendiri. Pada
dasarnya sistem proteksi cadangan
dapat dibagi menjadi dua katagori,
yaitu
a. Sistem proteksi cadangan lokal
(local back up protection
system)
394
Proteksi cadangan lokal adalah
proteksi
yang
dicadangkan
bekerja
bilamana
proteksi
utama
yang
sama
gagal
bekerja.
Contohnya
:
penggunaan OCR atau GFR.
b. Sistem proteksi cadangan jauh
(remote back up protection
system)
Proteksi
cadangan
jauh
adalah
proteksi
yang
dicadangkan bekerja bilamana
proteksi utama di tempat lain
gagal bekerja. Proteksi cadangan
lokal dan jauh
diusahakan
koordinasi waktunya dengan
proteksi
utama
di
tempat
berikutnya. Koordinasi waktu
dibuat
sedemikian
hingga
proteksi cadangan dari jauh
bekerja lebih dahulu dari proteksi
cadangan lokal. Hal ini berarti
bahwa
kemungkinan
sekali
bahwa proteksi cadangan dari
jauh akan bekerja lebih efektif
dari proteksi cadangan lokal.
Dengan penjelasan di atas
berarti bahwa waktu penundaan
bagi proteksi cadangan lokal cukup
lama sehingga mungkin sekali
mengorbankan kemantapan sistem
demi
keselamatan
peralatan.
Dengan demikian berarti pula
bahwa proteksi cadangan lokal
hanya sekedar proteksi cadangan
terakhir
demi
keselamatan
peralatan.
9.11.7. Operating Time dan Fault
Clearing Time
Kecepatan pemutusan gangguan
(fault clearing time) terdiri dari
kecepatan kerja (operating time)
Relai, kecepatan buka pemutus
tenaga (circuit breaker) dan waktu
kirim sinyal teleproteksi. Fault
clearing time menurut SPLN 52-1
1984 untuk sistem 150 kV sebesar
120 ms dan untuk sistem 70 kV
sebesar 150 ms.
Besaran fault clearing time
berhubungan dengan mutu tenaga
listrik di sisi konsumen, batasan
Kedip menurut SE Direksi PT PLN
(PERSERO) No. 12.E / 012 / DIR /
2000
adalah 140 ms untuk
bekerjanya proteksi utama sistem
150 kV dan 170 ms untuk
bekerjanya proteksi utama di sistem
70 kV, sedangkan untuk proteksi
cadangan maksimum sebesar 500
ms.
Fault clearing time proteksi
cadangan sebesar 500 ms dapat
dicapai dengan memanfaatkan
proteksi cadangan zone 2 distance
Relai dari GI remote. Dari kedua hal
di atas maka untuk PLN UBS P3B
fault clearing time di sistem 150 kV
adalah 120 ms untuk bekerja
proteksi utama dan 500 ms untuk
bekerja
proteksi
cadangan,
sedangkan di sistem 70 kV adalah
150 ms untuk bekerja proteksi
utama dan 500 ms untuk bekerja
proteksi cadangan.
Untuk memenuhi fault clearing
time di atas maka perlu ditetapkan
batasan operating time dari relai itu
sendiri. Dengan mempertimbangkan waktu kerja pmt dan waktu
yang diperlukan teleproteksi maka
operating time relai proteksi utama
di sistem 150 kV adalah tipikal ≤ 30
ms dan pada SIR 10 dan reach
setting 80 % sebesar ≤ 40 ms,
sedangkan di sistem 70 kV adalah
395
antara lain adalah a/. kerusakan
instalasi b/. timbulnya masalah
stabilitas
transient,
c/.
dimungkinkan OCR dan GFR di
sistem bekerja sehingga pemutusan
menyebar.
Persyaratan yang diperlukan
untuk proteksi busbar adalah :
1. Waktu pemutusan yang cepat
(pada basic time)
2. Bekerja untuk gangguan di
daerah proteksinya.
Tidak bekerja untuk gangguan di
luar daerah proteksinya.
4. Selektfi, hanya mentripkan pmtpmt yang terhubung ke seksi
yang terganggu.
5. Imune terhadap malakerja,
karena proteksi ini mentripkan
banyak PMT.
Jenis/pola proteksi busbar
banyak ragamnya, tetapi yang akan
di bahas disini adalah proteksi
busbar diferensial dengan jenis low
impedans dan high impedans
tipikal ≤ 35 ms dan pada SIR 10
dan reach setting 80 % sebesar ≤
50 ms.
9.11.8. Relai Proteksi Busbar.
Sebagai proteksi utama Busbar
adalah relai Differensial, yang
berfungsi
mengamankan
pada
busbar tersebut terhadap gangguan
yang terjadi di busbar itu sendiri.
Konfigurasi Busbar ada 3 macam :
1. Busbar tunggal ( Single Busbar ).
2. Busbar ganda ( Double Busbar ).
3. Busbar 1,5 PMT.
Gangguan pada busbar relatif
jarang (kurang lebih 7 % )
dibandingkan dengan gangguan
pada penghantar (kurang lebih 60
%) dari keseluruhan gangguan [1]
tetapi dampaknya akan jauh lebih
besar dibandingkan pada gangguan
penghantar, terutama jika pasokan
yang terhubung ke pembangkit
tersebut cukup besar.
Dampak yang dapat ditimbulkan
oleh gangguan di bus jika
gangguan tidak segera diputuskan
..
1
1
1
2
R
3
2
2
4
3
5
4
3.
6
5
7
6
8
7
8
R
Gambar.9. 25. Wiring diagram sistem proteksi untuk konfigurasi double busbar
396
9. 12. Proteksi Transformator
Tenaga
Proteksi
transrmator
daya
terutama bertugas untuk mencegah
kerusakan transformator sebagai
akibat adanya gangguan yang
terjadi
dalam
petak/bay
transformator,
disamping
itu
diharapkan juga agar pengaman
transformator dapat berpartisipasi
dalam penyelenggaraan selektifitas
sistem, sehingga pengamanan
transformator hanya melokalisasi
gangguan yang terjadi di dalam
petak/bay transformator saja.
9.12.1. Tujuan pemasangan Relai
proteksi Trafo Tenaga.
Maksud
dan
tujuan
pemasangan relai proteksi pada
transformator daya adalah untuk
mengamankan peralatan /sistem
sehingga kerugian akibat gangguan
dapat dihindari atau dikurangi
menjadi sekecil mungkin dengan
cara :
1. Mencegah
kerusakan
transformator akibat adanya
gangguan/ketidak
normalan
yang terjadi pada transformator
atau gangguan pada bay
transformator.
2. Mendeteksi adanya gangguan
atau keadaan abnormal lainnya
yang dapat membahayakan
peralatan atau sistem.
3. Melepaskan
(memisahkan)
bagian sistem yang terganggu
atau yang mengalami keadaan
abnormal
lainnya
secepat
mungkin sehingga kerusakan
instalasi yang terganggu atau
yang dilalui arus gangguan
dapat dihindari atau dibatasi
seminimum
mungkin
dan
bagian sistem lainnya tetap
dapat beroperasi.
4. Memberikan
pengamanan
cadangan bagi instalasi lainnya.
5. Memberikan
pelayanan
keandalan dan mutu listrik yang
terbaik kepada konsumen.
6.
Mengamankan
manusia
terhadap
bahaya
yang
ditimbulkan oleh listrik.
9.12.2. Gangguan pada Trafo
Tenaga
Gangguan pada transformator
daya tidak dapat kita hindari,
namun akibat dari gangguan
tersebut
harus
diupayakan
seminimal mungkin dampaknya.
Ada dua jenis penyebab gangguan
pada transformator, yaitu gangguan
eksternal dan gangguan internal.
1. Ganggauan eksternal.
Gangguan eksternal sumber
gangguan- nya berasal dari luar
pengamanan transformator, tetapi
dampaknya
dirasakan
oleh
transformator tersebut, diantaranya
- gangguan hubung singkat pada
jaringan
- beban lebih
- surja petir .
2. Gangguan internal
Gangguan
internal
adalah
gangguan yang bersumber dari
397
daerah pengamanan/petak bay
transformator, diantaranya :
- gangguan antar fasa pada
belitan
- fasa terhadap ground antar
belitan transformator
- gangguan
pada
inti
transformator
- gangguan tap changer
- kerusakan bushing
- kebocoran
minyak
atauminyak terkontaminasi
- suhu lebih.
9.12.3. Sistem Pentanahan Titik
Netral Trafo Tenaga.
Adapun tujuan pentanahan titik
netral transformator daya adalah
sebagai berikut :
1. Menghilangkan
gejala-gejala
busur api pada suatu sistem.
2. Membatasi tegangan-tegangan
pada fasa yang tidak terganggu
(pada fasa yang sehat).
3. Meningkatkan
keandalan
(realibility) pelayanan dalam
penyaluran tenaga listrik.
4. Mengurangi/membatasi
tegangan lebih transient yang
disebabkan
oleh
penyalaan
bunga api yang berulang-ulang
(restrike ground fault).
5. Memudahkan
dalam
menentukan sistem proteksi
serta
memudahkan
dalam
menentukan lokasi gangguan
9.12.4. Metoda Pentanahan Titik
Netral Trafo Tenaga.
Metoda-metoda
pentanahan
titik netral transformator daya
adalah sebagai berikut :
a) Pentanahan
mengambang
(floating grounding)
b) Pentanahan melalui tahanan
(resistance grounding)
c) Pentanahan melalui reaktor
(reactor grounding)
d) Pentanahan langsung (effective
grounding)
e) Pentanahan melalui reaktor
yang
impedansinya
dapat
berubah-ubah
(resonant
grounding) atau pentanahan
dengan kumparan Petersen
(Petersen Coil).
9.12.5. Jenis Proteksi Trafo
Tenaga.
Trafo tenaga diamankan dari
berbagai macam gangguan,
diantaranya dengan peralatan
proteksi (sesuai SPLN 52-1:1983
Bagian Satu, C) :
• Relai arus lebih
• Relai arus hubung tanah
• Relai beban lebih
• Relai tangki tanah Relai
ganggauan tanah terbatas
(Restricted Earth Fault)
• Relai suhu
• Relai Bucholz
• Relai Jansen
• Relai tekanan lebih
• Relai suhu
• Lightning arrester
• Relle differensial
398
.
P51N
NP51
96T
26
87T
63
S51-1 S51-2
PU
64V
Gambar 9. 26. Blok Diagram Proteksi Trafo Tenaga
399
9.13. Relai Arus Lebih (Over
Current Relay)
Relai ini berfungsi untuk
mengamankan
transformator
terhadap gangguan hubung singkat
antar fasa didalam maupun diluar
daerah pengaman transformator,
seperti terlhat pada foto dibawah ini
Gambar 8.26 Relai arus lebih
Juga
diharapkan
relai
ini
mempunyai sifat komplementer
dengan relai beban lebih. relai ini
berfungsi pula sebagai pengaman
cadangan bagi bagian instalasi
lainnya.
9.13.1. Relai Gangguan Tanah
Terbatas (Restricted Earth
fault Relay )
Mengamankan transformator
terhadap tanah didalam daerah
pengaman transformator khususnya
untuk gangguan didekat titik netral
yang tidak dapat dirasakan oleh
Relai differensial.
9.13.2. Relai arus lebih Berarah .
Directional over current Relai
atau yang lebih dikenal dengan
Relai arus lebih yang mempunyai
arah tertentu merupakan Relai
Pengaman yang bekerja karena
adanya besaran arus dan tegangan
yang dapat membedakan arah arus
gangguan. Relai ini terpasang pada
Jaringan
Tegangan
tinggi,
Tegangan menengah juga pada
pengaman Transformator tenaga
dan berfungsi untuk mengamankan
peralatan listrik akibat adanya
gangguan phasa-phasa maupun
Phasa ketanah.
Relai Ini Mempunyai 2 buah
parameter ukur yaitu Tegangan dan
Arus yang masuk ke dalam Relai
untuk membedakan arah arus ke
depan atau arah arus ke belakang.
Pada pentanahan titik netral
trafo
dengan
menggunakan
tahanan, relai ini dipasang pada
penyulang 20 KV. Bekerjanya relai
ini berdasarkan adanya sumber
arus dari ZCT (Zero Current
Transformer) dan sumber tegangan
dari PT (Potential Transformers).
Sumber
tegangan
PT
umumnya
menggunakan
rangkaian Open-Delta, tetapi
tidak menutup kemungkinan ada
yang menggunakan koneksi
langsung 3 Phasa. Untuk
membedakan
arah
tersebut
maka salah satu phasa dari arus
harus dibandingakan dengan
Tegangan pada phasa yang lain.
• Relai connections
Adalah sudut perbedaan antara
arus dengan tegangan masukan
relai pada power faktor satu.
• Relai maximum torque angle
Adalah perbedaan sudut antara
arus dengan tegangan pada relai
400
yang
menghasilkan
Max. torque
line
torsi
maksimum.
Reference
V
φi
θ
φ
RESTRAIN
I
Zero
torque line
α
φv
Iv
RESTRAIN
Gambar 9.28 Diagram phasor Torsi
9.13.3. Relai gangguan hubung
tanah.
Relai
ini
berfungsi
untuk
mengamankan transformator gangguan hubung tanah, didalam dan diluar
daerah pengaman transformator.
Relai arah hubung tanah memerlukan
operating signal dan polarising signal.
Operating signal diperoleh dari arus
residual melalui rangkaian trafo arus
penghantar (Iop = 3Io) sedangkan
polarising signal diperoleh dari
tegangan residual. Tegangan residual
dapat diperoleh dari rangkaian
sekunder open delta trafo tegangan
seperti pada Gambar 9.24
VRES = VAG + VBG + VCG = 3Vo
9.14. Proteksi Penyulang 20 KV
Jenis Relai proteksi yang
terdapat pada penyulang 20 kV
adalah sebagai berikut :
9.14.1.Relai Arus Lebih ( Over
Current Relai )
Relai ini berfungsi untuk
memproteksi SUTM terhadap
gangguan antar fasa atau tiga
fasa.
9.14.2. Relai Arus Lebih
berarah ( Directional
OCR )
Relai ini berfungsi untuk
memproteksi SUTM terhadap
gangguan antar fasa atau tiga
401
fasa dan hanya bekerja pada satu
arah saja. Karena Relai ini dapat
membedakan arah arus gangguan.
9.14.3. Relai Hubung Tanah
(Ground Fault Relay)
Relai ini berfungsi untuk
memproteksi SUTM atau SKTM dari
gangguan tanah. Relai Beban Lebih
(Over Load Relai). Relai ini dipasang
pada SKTM yang berfungsi untuk
memproteksi SKTM dari kondisi beban
lebih.
9.14.4. Relai Penutup Balik
Reclosing Relay ).
Relai
ini
berfungsi
untuk
memproteksi
SUTM
terhadap
gangguan antar fasa atau tiga fasa
dan hanya bekerja pada satu arah
saja.
Karena
Relai
ini
dapat
membedakan arah arus gangguan.
9.14.5. Relai Frekwensi Kurang
(Under Freqwency Relay)
Relai ini berfungsi untuk melepas
SUTM atau SKTM bila terjadi
penurunan frekwensi system.
9.15. Disturbance Fault Recorder
(DFR )
Disturbance Fault Recorder
(DFR) suatu
alat
yang
dapat
mengukur dan merekam besaran
listrik seperti arus ( A ), tegangan ( V )
dan frekuensi ( Hz ) pada saat
sebelum,
selama
dan
setelah
gangguanDisturbance Fault Recorder
( DFR ) yang saat ini sudah
merupakan suatu kebutuhan, yang
dapat membantu merekam data dari
sistem tenaga listrik termasuk
sistem proteksi serta peralatan
terkait
lainnya
yang
pada
akhirnya
membantu
dalam
analisa dan memastikan bahwa
sistem telah bekerja dengan baik.
DFR akan bekerja secara real
time untuk memonitor kondisi
listrik dan peralatan terkait
lainnya
pada
saat
terjadi
gangguan, karena menggunakan
sistem digital maka semua data
dikonversikan ke bentuk digital
dan disimpan di memori., hasil
monitor tersebut akan tersimpan
secara permanen dalam bentuk
hasil cetakan di kertas dan data
memori.
Manfaat Disturbance Fault
Recorder (DFR )
Mendeteksi
penyebab
gangguan
Mengetahui
lamanya
gangguan ( fault clearing time
)
Mengetahui besaran listrik
seperti Arus (A),Tegangan(V)
dan Frekuensi (F)
Mengetahui
unjuk
kerja
sistem proteksi terpasang
Melihat harmonik dari sistem
tenaga Listrik
Melihat apakah CT normal /
tidak ( jenuh)
Memastikan bahwa PMT
bekerja dengan baik
Dokumentasi
Pengembangan DFR :
Time Synchronizing (GPS)
Master Station
Monitoring Frekuensi
DC Monitoring
Bagian
dari
DFR
(Disturbance Fault Recorder) :
402

DAU (Data Acquisition Unit), AC/DC
Power Supply
Communication
Channel,
Sistem
Alarm
ANALOG
16 Channel
PRINTER
EVENT
32 Channel
DAU
HANNE
Data
Acquisition
Unit
SYNCHR
COMM
KE
MASTER DFR
ALARM
RELAi
KEY
BOARD
&
SCREEN
DC POWER
AC POWER
EXTERNAL
Gambar
9.29 Disturbance Fault Recorder
Mencetak / print out ulang
Record gangguan yang pernah
direkam :
DFR II harus dalam kondisi
Manual Mode
Tekan tombol Record Select
display akan tampil Record
Select
Tekan kunci panah kebawah,
display tampil : Rec No ….
Setelah ini tekan / masukkan
nomor yang diinginkan kemudian
tekan tombol Enter. Printer akan
bekerja, dan layar akan terbaca
Printing.
Tunggu
sampai
selesai
mencetak, atau Cancel untuk
membatalkan.
Jangan lupa kembali ke Auto
setelah selesai, dengan tombol
Auto
Kita dapat juga memilih nomor
record dengan menggunakan
tombol Panah
Keatas /
Kebawah.
Apabila nomor record yang akan
dicetak sudahdiperagakan, maka
kita cukup menekan tombol
Enter.
Mencetak Setup Parameter
DFR II harus dalam kondisi
Manual Mode
Tekan tombol Print Setup
Tekan tombol Panah Kebawah
kemudian printer akan bekerja
403
Tekan sampai selesai mencetak,
atau Cancel untuk membatalkan
Jangan lupa kembali ke Auto
setelah selesai, dengam tombol
Auto.
9.16. Basic Operation
Switch on : Menyalakan DFR
Pertama kali dinyalakan DFR II
akan memeriksa keadaan didalam
rangkaian
elektroniknya
dan
menghitung Memorinya sampai
4096 KB. Setelah semuanya dalam
kondisi baik, maka secara otomatis
display/peragaan di DFR II akan
menampilkan Jam dan Nomor
Record yang ada didalam DFR.
Apabila kita ingin mempercepat
pemeriksaan dan test memory,
tekan tombol Panah Kebawah dan
display akan menampilkan Jam dan
Rec No.
Misalnya :
JJ : MM : SS REC ….
15 : 06:32 REC 041
Setelah itu tekan tombol Reset
Alarm Indicator, maka seluruh
lampu Alarm Indicator harus
padam/tidak menyal. Apabila ada
Alarm Indicator yang menyala,
maka lihat petunjuk bagian Trouble
Shooting.
9.16.1 Automatic Mode : Posisi
DFR siap/otomatis
Pada kondisi Jam dan Nomor
Record tampil dilayar, dan Status
Indicator Led Auto menyala, kondisi
ini disebut Automatic Mode. Dalam
kondisi ini semua key kecuali
Manual Mode dan Reset Alarm dan
Sensor
Target
tidak
dapat
difungsikan. Pada posisi ini DFR
dalam keadaan siap akan merekam
data
gangguan/fault
secara
otomatis.
Catatan :
Dalam kondisi ini Lampu Status
Indicator yang menyala adalah:
Auto dan Data Memory (kalau ada
data ). Apabila Lampu Status
Indicator lain ada yang menyala,
berarti ada gangguan didalam DFR,
contoh lampu Off Line, artinya DFR
dalam keadaan tidak siap merkam.
Lihat bagian Trouble Shooting.
9,16.2 Manual Mode :
Posisi manual operation :
Merubah ke kondisi manual
untuk dirubah / dioperasikan oleh
operator / manusia Pada posisi ini
kita dapat :
Merubah Parameter dari DFR
Melakukan
pengetesan/
pemeriksaan
komponen
elektronis
Meminta rekaman data, ataupun
memanipulasikan data rekaman
Dari kondisi Automatic kita dapat
merubah ke kondisi manual dengan
cara :
Tekan tombol Manual, pada
display akan tampil Manual Mode.
Berarti kita sudah ada pada posisi
Manual dan Lampu Status Manual
akan menyala.
9.16.4. Kembali ke posisi /
kondisi Automatic mode
Untuk kembali ke posisi
Automatic mode, setelah kita
selesai dengan posisi Manual
mode, kita harus kembali ke
tampilan layar Manual Mode, yaitu
404
dengan menekan tombol Cancel
beberapa kali(tergantung diposisi
mana kita sedang berada). Lalu
tekan tombol Auto, maka pada layar
akan tampil JAM dan Record No
untuk mempercepat peragaan,
tekan tombol Panah Kebawah atau
Cancel.
Cara menganalisa :
1. Pada kondisi normal, arus dan
tegangan akan menggambarkan
sinusoidal ( 50 Hz ) yang
sempurna.
2. Besaran arus dan tegangan
tersebut dapat diukur dengan
memperhatikan skala rekaman,
serta ratio CT dan PT.
3. Setiap trigger karena besaran
analog yang diluar normal, DFR
akan menggambarkan pada
bagian sensor digital, serta
bentuk sinusoidal arus/tegangan
akan berubah menjadi lebih
besar atau Lebih kecil.
4. Apabila perubahan besaran
analog
ini
diikuti
dengan
bekerjanya proteksi maka diikuti
dengan perubahan status input
digital.
5. Bila PMT juga bekerja, maka
dapat dilihat status PMT sebagai
input digital yang berubah.
6. Setiap trigger karena perubahan
status input digital, DFR akan
menggambarkannya
pada
bagian digital, dimana garisnya
akan berubah menjadi terputus
gangguan tersebut (sekitar 80 %)
bersifat temporer[2] yang akan
segera hilang setelah Pemutus
Tenaga
(PMT)
trip.
Agar
kesinambungan pelayanan/ suplai
energi listrik tetap terjaga serta
batas stabilitas tetap terpelihara
maka PMT dicoba masuk kembali
sesaat setelah kejadian trip diatas.
Dengan memasukan kembali PMT
ini diharapkan dampak gangguan
yang bersifat temporer tersebut
dapat dikurangi Untuk mengurangi
dampak
gangguan
tersebut
terhadap keandalan penyediaan
tenaga listrik, khususnya pada saat
terjadi gangguan temporer, maka
pada SUTT/ SUTET tersebut
dipasang auto recloser (A/R).
Pengoperasian
auto-recloser
diharapkan dapat meningkatkan
availability (ketersediaan) SUTT/
SUTET, hal ini berarti peluang
(lama dan frekuensi) konsumen
terjadi padam dapat dikurangi.
Namun sebaliknya, pengoperasian
A/R secara tidak tepat dapat
menimbulkan
kerusakan
pada
peralatan,
sehingga
dapat
menimbulkan dampak pemadaman
meluas serta waktu pemulihan yang
lebih lama.
9.17.1. Kaidah Penyetelan A/R
Penentuan dead time.
Penentuan dead time harus
mempertimbangkan hal berikut :
9.17. Auto Recloser.
Saluran udara tegangan tinggi
(SUTT/SUTET) merupakan salah
satu bagian sistem yang paling
sering
mengalami
gangguan,
sebagian besar dari sumber
a. Stabilitas dan sinkronisasi
sistem.
•
Tidak
berpengaruh
pada
jaringan
radial
tetapi
berpengaruh pada jaringan
405
•
yang memiliki lebih dari satu
sumber (pembangkit atau IBT).
Dead time dipilih sesuai
dengan kebutuhan sistem dan
keamanan peralatan.
b. Karakteristik PMT.
Waktu yang diperlukan oleh
PMT untuk trip dan reclose
harus diperhitungkan, khususnya
untuk A/R cepat.
• Waktu de-ionisasi udara seperti
tabel 9.4
Tabel 9.4. Waktu de-ionisasi udara
Tegangan Sistem (kV)
Waktu De-ionisi (detik)
66
110
132
220
275
400
0.1
0.15
0.17
0.28
0.3
0.5
•
Operating time PMT (0.05 - 0.1
detik).
• Waktu reset mekanik PMT (0.2
detik).
Selain itu pengaruh penurunan
kemampuan PMT karena umur
harus
dipertimbangkan
dalam
menentukan pola dan waktu
operasi ( lambat atau cepat) A/R.
c. Karakteristik peralatan
proteksi.
Harus diperhitungkan
yang dibutuhkan untuk
peralatan proteksi.
2)
(instanteneous) pertimbangan
ini tidak diperlukan.
Reclaim time harus
memperhitungkan waktu yang
diperlukan oleh mekanisme
closing PMT agar PMT tersebut
siap untuk reclose kembali.
Umumnya untuk sistem
hidraulik memerlukan waktu 10
detik.
e. Kriteria Seting Untuk SPAR :
waktu
reset
d. Penentuan reclaim time.
1) Reclaim time harus lebih lama
dari waktu kerja relai proteksi,
namun untuk
basic time
1). Dead time
:
- lebih kecil dari seting discrepancy
dan seting GFR
- lebih besar dari operating time
pmt, waktu reset mekanik pmt,
dan waktu pemadaman busur
api + waktu deionisasi udara.
- Tipikal set 0.5 s/d 1 detik.
406
2). Reclaim time :
-
Memberi
kesempatan
pmt
untuk kesiapan siklus O-C-O
berikutnya.
- Tipikal 40 detik.
f. Kriteria Seting Untuk TPAR
1). Dead time :
-
lebih besar dari operating time
pmt, waktu reset mekanik pmt,
dan waktu pemadaman busur
api + waktu deionisasi udara.
- Tipikal set 5 s/d 60 detik.
2). Seting berbeda untuk kedua
sisi :
- Untuk sumber di kedua sisi maka
sisi dengan fault level rendah
reclose terlebih dahulu baru
kemudian sisi lawannya.
- Untuk sumber di satu sisi (radial
double sirkit) bila tidak terdapat
S/C untuk operasi manual yang
terpisah dari S/C untuk A/R
maka untuk keperluan manuver
operasi, reclose pertama dapat
dilakukan dari sisi sumber.
3) SUTT yang tersambung ke
pembangkit :
- A/R untuk SUTT yang kedua sisi
tersambung
ke
Pembangkit
maka pola yang dipilih TPAR
(inisiate gangguan 1 fasa)
dengan seting dead time lebih
lama.
SUTT yang hanya satu sisi
tersambung
ke
pembangkit
maka pola yang dipilih TPAR
dengan pola S/C di sisi
pembangkit diseting DL/DB out.
4). Reclaim time :
- Memberi kesempatan pmt untuk
kesiapan
siklus
O-C-O
berikutnya.
- Tipikal 40 detik.
g. Faktor Teknis Dalam
Pengoperasian Auto Reclose
(A/R)
Auto Recloser tidak boleh bekerja
pada kondisi, sebagai berikut :
a. PMT dibuka secara manual atau
beberapa saat setelah PMT
ditutup secara manual.
b. PMT trip oleh Circuit Breaker
Failure (CBF)
atau Direct
Transfer Trip (DTT).
c. PMT
trip
oleh
pengaman
cadangan (Z2, Z3, OCR/GFR).
d. PMT trip oleh Switch On To
Fault (SOTF).
e. Bila relai proteksi SUTT tidak
dilengkapi dengan fungsi SOTF,
maka perlu ditambahkan sirkit
A/R blok untuk menunda fungsi
A/R setelah PMT dimasukan
secara manual. Lama waktu
tunda sirkit A/R blok akan
ditentukan kemudian.
f. PMT trip oleh out of step
protection.
g. Terjadi
ketidak
normalan
peralatan teleproteksi di sisi
terima
Auto
Reclosertidak
boleh
dioperasikan pada :
- SKTT
- SUTT yang tersambung ke trafo
dengan sambungan T.
Mempertimbangkan
dampak
terhadap kerusakan peralatan pada
saat gangguan permanen maka
A/R dioperasikan hanya dengan
single shot.
407
Pola A/R yang dapat diterapkan
adalah :
Auto Recloser cepat untuk 1
(satu) fasa, 3 (tiga) fasa dan 1+3
(satu atau tiga) fasa.
Auto Recloser lambat untuk 3
(tiga) fasa
Pemilihan pola diatas dengan
mempertimbangkan
batasanbatasan yang dijelaskan di bawah
ini.
h. Faktor Yang Mempengaruhi
Pola
Auto Recloser Pemilihan pola
single phase auto reclosing (SPAR)
atau three phase auto reclosing
(TPAR) dengan waktu reclose
cepat
atau
lambat
harus
mempertimbangkan batas stabilitas
sistem, karaktesitik PMT dan
peralatan proteksi yang digunakan.
Pertimbangan
ini
menyangkut
besarnya nilai setelan untuk dead
time dan reclaim time.
Pemilihan pola single phase
auto reclosing (SPAR) atau three
phase auto reclosing (TPAR)
dengan waktu reclose cepat atau
lambat harus mempertimbang- kan
konfigurasi jaringan seperti dibawah
ini
a. Jaringan radial sirkit tunggal.
b. Jaringan radial sirkit ganda.
c. Jaringan looping sirkit tunggal.
d. Jaringan looping sirkit ganda.
Pemilihan pola A/R dengan
waktu reclose cepat atau lambat
harus
mempertimbangkan
persyaratan pada kedua ujung
saluran antara lain
a. kemungkinan reclose pada
gangguan permanen.
b. kemungkinan gagal sinkron
pada saat reclose.
c. salah satu sisi tersambung ke
unit pembangkit.
d. penutupan dua pmt yang tidak
serentak
i
Pengoperasian High Speed
Auto Recloser
Pengoperasian A/R cepat dapat
diterapkan bila persyaratan di
bawah ini dipenuhi, sebagai berikut:
a. Siklus kerja (duty cycle) dari
PMT sesuai untuk operasi
dengan A/R cepat.
b. Sistem proteksi di semua ujung
saluran bekerja pada basic
time/ instantenous.
c. Kemampuan
poros
turbin
(terutama
yang
berporos
panjang) dan belitan stator
generator perlu diperhatikan ,
sehingga pengoperasian high
speed A/R 3 fasa pada
SUTT/SUTET di GI pembangkit
atau yang dekat pembangkit
dilakukan
setelah
ada
kepastian bahwa operasi high
speed A/R 3 fasa tidak
membahayakan turbin dan
generator.
d. Operasi high speed A/R 3 (tiga)
fasa khususnya pada sistem
500 KV (SUTET) tidak boleh
diterapkan bila hasil studi
menunjukan bahwa high speed
reclosing
akan
dapat
menimbulkan tegangan lebih
transien yang melebihi nilai
desain yang diijinkan.
Penerapan A/R cepat 1(satu) fasa
Dapat diterapkan pada konfigurasi
atau sistem berikut :
a. SUTET
b. SUTT jaringan radial sirkit
tunggal atau ganda.
c. SUTT jaringan looping sirkit
tunggal atau ganda.
408
a. Penerapan A/R cepat 3 (tiga)
fasa Dapat diterapkan pada
konfigurasi atau sistem berikut :
• SUTT jaringan radial sirkit
• tunggal atau ganda.
• SUTT jaringan looping sirkit
tunggal atau ganda.
• Pengoperasian high speed A/R 3
fasa , disamping memberikan
keuntungan pada sistem yaitu
memperbaiki stability margin,
mengurangi
terjadinya
pembebanan
kritis
akibat
gangguan pada SUTT/SUTET
maupun
pada
saluran
interkoneksi, juga memberikan
resiko
berupa
kemungkian
terjadinya gangguan yang lebih
parah bila operasi A/R pada saat
ada
gangguan
permanen.
Dengan demikian maka
pengoperasian high speed A/R
3 (tiga) fasa harus didahului dengan
keyakinan (berupa hasil studi)
bahwa pengoperasian A/R akan
memberi
manfaat yang besar
dengan resiko yang kecil
409
BAB X
PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN
Saluran Udara Tegangan Tinggi
(SUTT)
dan
Saluran
Udara
Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI)
adalah sarana instalasi tenaga
listrik
diatas
tanah
untuk
menyalurkan tenaga listrik dari
Pusat Pembangkit ke Gardu Induk
(GI) atau dari GI ke GI lainnya
(antar GI).
SUTT/SUTETI
merupakan
peralatan
buatan
manusia.
Peralatan ini pada dasarnya bisa
rusak
baik
karena
salah
pengoperasian, kesalahan saat
konstruksi maupun telah melampaui
masa kerjanya (life time).
Pengertian Pemeliharaan adalah
kegiatan yang meliputi:
- Perawatan/pemeriksaan
- Perbaikan
- Penggantian
- Pengujian
10.1. Tujuan Pemeliharaan
-
Mempertahankan kemampuan
kerja peralatan
Memperpanjang
live
time
peralatan
Menghilangkan,
mengurangi
resiko kerusakan
Mengembalikan
kemampuan
kerja peralatan
Mengurangi kerugian secara
ekonomis
Memberi keyakinan keandalan
operasinya
10.2. Jenis-jensi pemeliharaan
Banyak metoda pemeliharaan
yang dilakukan mulai dari yang
paling sederhana hingga yang
rumit. Beberapa jenis pemeliharaan
antara lain :
- Pemeliharaan rutin (Preventive
Maintenance)
- Pemeliharaan Korektif
(Corrective Maintenance)
- Pemeliharaan darurat
(Emergency Maintenance)
- Pemeliharaan yang berdasar
kondisi / karakter peralatan
(Condition Base Maintenance /
CBM)
10.2.1. Pemeliharaan Rutin :
Pemeliharaan rutin merupakan
kegiatan / usaha yang secara
periodik
dilakukan
untuk
mempertahankan kondisi jaringan
agar selalu dalam keadaan baik
dengan keandalan dan daya guna
yang optimal.
Dalam
pelaksanaannya
pemeliharaan rutin terdiri dari :
-
Pemeliharaan tahunan
Pemeliharan lima tahunan
10.2.2. Pemeriksaan Rutin
Pemeriksaan rutin merupakan
pemeriksaan
secara
visual
(inspeksi):
- Ground patrol
- Climb up inspection
Hasil pemeriksaan merupakan
data yang dapat dipakai:
- Evaluasi
/
perencanaan/
pengembangan
- Penanggulangan
dan
pencegahan
410
-
Perbaikan
modifikasi
Penggantian
10.2.2.1.
/
perubahan/
kerusakan
dapat
segera
ditanggulangi yang pada akhirnya
keandalan penyaluran tenaga listrik
tetap terjaga dengan baik.
Ground patrol
10.2.3. Pemeriksaan Sistematis
Ground patrol adalah jenis
pekerjaan
pemantauan/pemeriksaan
harian
terhadap jalur transmisi tanpa
memanjat tower dilakukan oleh Line
walker secara terjadwal. Obyek
yang diperiksa adalah :
-
Kawat penghantar
Ground wire
Ruang
bebas
(Right
of
Way/ROW)
Tower dan halamannya
Lingkungan
dan
aktifitas
masyarakat sekitarnya
10.2.2.2.
Pemeriksaan
Sistematis
adalah pekerjaan pengujian yang
dimaksudkan untuk menemukan
kerusakan atau gejala kerusakan
yang tidak dapat ditemukan atau
diketahui pada saat inspeksi untuk
kemudian disusun saran-saran
perbaikannya.
Pelaksanaan Pemeriksaan
Sistematis ini lebih luas dan lebih
teliti dari pada pemeriksaan rutin.
Untuk memperoleh tingkat ketelitian
yang tinggi dipergunakan peralatan
bantu.
Climb up inspection
Climb up inspection adalah jenis
pekerjaan pemeriksaan terhadap
tower berikut perlengkapannya
dilakukan oleh Climber dengan cara
memanjat
tower
pada
SUTT/SUTETI yang dalam keadaan
bertegangan.
Contoh dari pemeriksaan ini
misalnya
adalah
pengujian
kemampuan
isolator
di
laboratorium, pemeriksaan kondisi
sambungan dengan menggunakan
Infra red thermovision, pemeriksaan
tegangan tembus isolator dengan
corona detector,
Obyek yang diperiksa adalah:
- Besi Tower dan kelengkapannya
- Kawat penghantar sekitar tower
- Ground wire sekitar tower
- Klem pemegang kawat dan
asesorisnya
- Isolator dan asesorisnya
- Benda asing yang terdapat
pada tower , isolator dan kawat
Beberapa hal yang mempengaruhi
pola pemeliharaan rutin antara lain :
Melalui
pemeriksaan
ini
diharapkan secara dini dapat
ditemukan
abnormaly
atau
kelainan-kelainan
yang
dapat
menimbulkan gangguan. sehingga
-
-
Kondisi alam setempat
polutif alami, polutif industri,
gempa,
kondisi
normal,
pertumbuhan
tanaman
sepanjang jalur dan disekitar
jalur, petir, longsoran dan lain
sebagainya.
Karakteristik kerja peralatan
biasanya berdasarkan buku
petunjuk
pabrik
atau
pengalaman
yang
terjadi
411
-
selama ini: isolator gelas yang
sering pecah
Sosial kemasyarakatan
penggalian liar, pencurian :
grounding – member tower dan
lain sebagainya.
10.2.4. Pemeliharaan Korektif
Pemeliharaan
Korektif
(corrective maintenance) adalah
pekerjaan
pemeliharaan
yang
dilakukan
karena
peralatan
mengalami
kerusakan
atau
memerlukan penyempurnaan.
Pemeliharaan korektif kebanyakan
terjadi karena jarang atau tidak
pernah dilakukan pemeriksaan
rutin.
10.2.6. Pemeliharaan berdasarkan
kondisi/karakter
peralatan (CBM)
Pemeliharaan ini tidak lagi
berdasar waktu, namun berdasar
kondisi/karakter peralatan. Dalam
satu tahun bisa saja dilakukan
beberapa kali kunjungan atau
pemeriksaan tergantung tingkat
potensi gangguan.
Kerusakan
yang
terjadi
menjadi
statistik
dan
dapat
disimpulkan
sebagai
trend
peralatan.
Namun
adakalanya
kerusakan akibat fenomena alam
yang tidak terlihat sewaktu patroli.
Contoh yang dapat dilakukan CBM
adalah :
10.2.5. Pemeliharaan Darurat
Pemeliharaan
Darurat
dilakukan karena telah terjadi
kerusakan pada SUTT/SUTET yang
disebabkan oleh hal-hal diluar
rencana seperti : banjir, gempa
bumi, longsor, gunung meletus,
kebakaran, tertabrak kendaraan
dan lain sebagainya.
Pemeliharaan
jenis
ini
sifatnya darurat dan memerlukan
penanganan ekstra serta segera
untuk mengatasinya. Biayanya
tentu saja tidak bisa direncanakan
dan mungkin bisa dimasukkan
dalam katagori biaya tak terduga
karena memang kejadiannya diluar
kendali manusia. Salah satu
solusinya ialah memasang tower
emergency.
-
-
Pemeriksaan
isolator
dan
asesoris isolator maupun clamp
pada daerah yang polusinya
tinggi.
Pemeriksaan jarak tower dan
lendutan kawat pada kawasan
luas yang mengalami longsor
secara perlahan
Pemeriksaan kondisi pondasi
pada daerah longsoran
Pemeriksaan
isolator
pada
daerah yang sering tersambar
petir
Pengukuran nilai pentanahan
tower pada daerah pegunungan
atau musim kemarau.
10.2.7. Contoh
SUTT / SUTET
Pemeliharaan
Berbagai macam pemeliharaan yang pernah terjadi di jaringan
SUTT/ SUTET antara lain :
a. Penggantian isolator pecah atau
rusak lapisan permukaannya
412
b. Pembersihan isolator karena
polusi
c. Perbaikan kawat rantas
d. Perbaikan kawat putus
e. Pengencangan
klem-klem
jumper
f. Pembersihan kawat dari layanglayang
g. Ground patrol
h. Climb up inspection
i. Pemeriksaan stabilatas pondasi
tower (leveling, retak)
j. Pemeriksaan
kelengkapan
tapak tower (patok tanda batas
tanah PLN, urugan tanah tapak
tower)
k. Pengecekan
Tahanan
Pembumian
l. Pemeriksaan
jarak
bebas
konduktor dengan benda di
sekitarnya
m. Perbaikan
tower
yang
mengalami
deformasi
/
bengkok-bengkok akibat tanah
sekeliling pondasi longsor
n. Pondasi turun/amblas karena
tanah dasar pondasi mengalami
sliding/gelincir oleh arus air
bawah tanah
o. Pengelasan baut-baut tower
untuk mencegah pencurian
p. Perbaikan spacer yang le[pas
dari konduktor
q. Penggantian pentanahan tower
/grounding
r. Penebangan pohon atau antena
komunikasi yang tumbang ke
arah konduktor (diluar row)
s. Penggantian besi tower karena
pencurian
t. Penggantian Tension clamp
konduktor
u. Pemasangan kembali / reposisi
damper yang melorod ke
tengah gawang
v. Penggantian lampu aviasi yang
mati/rusak
w. Penyambungan kembali kawat
yang putus atau rusak berat
x. Penggantian asesoris / clamp
yang karatan
y. Perbaikan klem kawat jumper
yang putus
z. Pemasangan
pengaman
halaman tower
10.3.
Prosedur Pemelihan
SUTT/SUTET
Langkah kerja pemeliharaan
SUTT/SUTETI adalah :
1. Adanya laporan dari petugas
lapangan maupun masyarakat
atau hasil evaluasi data laporan
yang masuk
2. Melakukan
Analisa
Keselamatan Pekerjaan dengan
meninjau lapangan
3. Membahas hasil AKP dan
rencana tindak lanjut yang
diperlukan
4. Mempersiapkan:
SDM;
peralatan; metoda pengerjaan;
material pengganti maupun
pendukung
lainnya
dan
organisasi kerja
5. Menjadwalkan pekerjaan dan
persetujuannya
6. Melakukan persiapan pekerjaan
setelah adanya persetujuan
7. Melaksanakan pekerjaan
8. Melakukan evaluasi
9. Membuat laporan kerja
413
10.3.1. Peralatan yang dipelihara
Peralatan yang dipelihara pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran
udara tegangan ektra tinggi seperti tabel 10.1. berikut ini
Tabel 10.1. Peralatan yang dipelihara pada saluran udara tegangan tinggi dan
saluran udara tegangan ektra tinggi
I
8
9
II
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Ruang Bebas / Lingkungan
Jarak pepohonan thd kawat fasa
Jarak bangunan thd kawat fasa
Jarak pohon terhadap kawat fasa
bila tumbang ke arah kawat
Jarak bangunan thd kawat fasa
bila roboh ke arah kawat
Jarak jaring pengaman thd kawat
Jarak kawat ke tanah
Jarak kawat ke tiang perahu/kapal
bila air pasang
Kegiatan layang-layang
Struktur tanah dekat tiang
Tiang / Menara / Tower
Konstruksi tiang
Batang rangka besi
Tangga / baut panjat
Penghalang panjat (ACD)
Plat rambu bahaya
Plat nomor / pht / tanda fasa
Baut sambungan rangka
Indicator lamp (air traffict light)
Cat / galvanis badan tiang
Klem kawat grounding
Kawat grounding
Batang penangkal petir
Alat penangkal petir lainnya
III
1
2
3
4
5
6
7
8
Isolator
Piringan isolator
Arcing horn sisi tiang
Arcing horn sisi kawat pht.
Assesories isolator (pin, dll)
Suspension clamp
Tension clamp
Ikatan isolator
Armour rod
1
2
3
4
5
6
7
414
9
Posisi rencengan isolator
IV
1
2
3
4
5
6
7
8
Pondasi & Halaman Tiang
Pondasi / chimney
Kaki tiang / stub
Tumbuhan di halaman tiang
Pagar pengaman halaman tiang
Patok batas halaman tiang
Stabilitas tanah sekitar hal. tiang
Talud pengaman
Kegiatan pihak lain di halaman tiang
V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
kawat penghantar
Kawat fasa
Peredam getaran (Vibr. damper)
Spacer
Midspan compression joint
Repair sleeve
Jumper wire
Sagging
Armour rod
Jarak antar kawat fasa
Indicator lamp (induction)
VI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Kawat Petir & Kawat Optik
Kawat petir
Peredam getaran (Vibr. damper)
Midspan compression joint
Repair sleeve
Tension clamp
Suspension clamp
Jumper wire
Sagging
Armour rod
Sign ball (bola pengaman)
Klem sambungan ke grounding
Kotak sambungan kawat optik
Kawat yang turun ke kotak kwt optik
415
10.3.1.1. Jenis-jenis kelainan.
Jenis-jenis kelainan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran
udara tegangan ektra tinggi seperti tabel 10.2
Tabel 10.2 Jenis-jenis kelainan pada saluran udara tegangan tinggi dan saluran
udara tegangan ektra tinggi
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Jenis Kelainan
Amblas
Andongan rendah
Bahaya I
Bahaya II
Bahaya III
Bengkok
Benda asing
Cat pudar
Dekat jalan
Erosi
Hilang
Karatan
Kendor
Kotor
Kritis
Longsor
Mekar / rantas
Melorod
Miring
Pecah / retak
Putus
Rusak
Semak belukar
Tertimbun
Tergenang
Tidak seimbang
416
10.3.1.2. Jenis-jenis penanggulangan
Jenis-jenis penanggulangan pada saluran udara tegangan tinggi dan
saluran udara tegangan ektra tinggi, seperti tabel 10.3
Tabel 10.3 Jenis-jenis penanggulangan pada saluran udara tegangan tinggi
dan saluran udara tegangan ektra tinggi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Ditinggikan chimneynya
Dinaikkan kawatnya
Dibongkar
Ditebang / dipangkas
Diluruskan
Dibersihkan
Digalvanis / dicat ulang
Ditanggul
Diganti
Dikencangkan
Dibabat
Dipasang patok
Dinormalkan
Diarmor rod / dipress
Disambung
Diposisikan kembali seperti semula
Diperbaiki
Diperiksa
Diseimbangkan
10.3.1.3. Contoh Abnormality Peralatan
1. Kerusakan pada isolator
Kerusakan pada isolator dapat dilihat pada gambar 10.1
Gambar 10.1 Kerusakan pada Isolator
417
2. Kerusakan pada menara
Kerusakan pada menara dapat dilihat pada gambar 10.2
Gambar 10. 2 Kerusakan pada menara
3. Kerusakan pada Kerusakan pada isolator gantung
Kerusakan pada Kerusakan pada isolator gantung dapat dilihat pada
gambar 10.3
Gambar 10. 3 Kerusakan pada isolator gantung
418
3. Kerusakan pada kawat pentanahan
Kerusakan pada kawat pentanahan dapat dilihat pada gambar 10.3
Gambar 10. 4 Kerusakan pada kawat pentanahan
10.3.2. Peralatan kerja
10.3.2.1. Peralatan kerja
Pemeliharaan
-
Transportasi peralatan ke-atas/
bawah : tali, katrol dll
Lever hoist
Sling
Karpet
Pengait pin isolator
Palu plastik
Kunci-kunci ( Inggris dan
pas/ring)
Came along (tiang tension)
Conductor lifter (tiang
suspension)
Shackle
Peralatan bantu
BV lier
Sling panjang
Tambang
Kunci ring-pas
Angle level
Parang
Tang kombinasi
-
Ranging meter
Obeng minus besar
Stop meter (5 meter)
Clinometer
Palu godam 5 kilogram
Theodolit
Water pas
Gimpole/ tiang pengangkat
Sling mata itik
Shackle 5/8”
Alat ukur pentanahan (tahanan
kaki tiang )
Gergaji besi
Corona detector
Mesin press hydraulic
Infra red thermovision
Kikir plat besar
Rol meter
Chain saw
Teropong
Pakaian kerja
HT
bagi
koordinator
dan
pengendali mutu Pekerjaan
Mesin potong
Mesin bor
Mesin las
419
-
Tir for
Capstan winch
Capstan hoist
Kunci ring
Kunci sok
10.3.2.2. Peralatan K3
-
-
Grounding + stick
Voltage detector
Alat komunikasi / HT
Buku working permit
APD :
• Topi pengaman
• Kacamata UV
• Pakaian kerja
• Sabuk pengaman
• Lanyard
• Sepatu pengaman
• Sarung tangan
Rambu-rambu peringatan
Rambu K3
Kotak P3K
Tandu
Jas hujan
Lampu penerangan
1. TOPI PENGAMAN
1
2. KACAMATA ULTRA VIOLET
(U.V)
2
3. PAKAIAN KERJA (WERK
PACK)
4. LANYARD
8
5. SABUK PENGAMAN
3
6. SARUNG TANGAN
4
3
7. SEPATU PANJAT
6
8. HANDY TALKY (HT)
5
7
Gambar 10.5 Peralatan kerja pemeliharaan jaringan
420
10.3.2.3. Meterial Pemeliharaan
1. Material pengganti existing:
isolator; besi diagonal, kawat
penghantar, ground wire, dan
lain sebagainya
2. Repair sleeve
3. Mid span joint
4. Armor rod
5. BBM mesin
6. Minyak hydraulic
7. Sakapen
8. Majun
9. Minyak WD4
10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan
Peralatan
10.3.3.1. Pemeliharaan alat kerja.
1. Setiap peralatan kerja yang
berupa mesin maupun alat ukur
wajib mengikuti buku instruksi
yang dikeluarkan oleh pabrikan
2. Setiap alat kerja wajib diketahui
Safe Working Loadnya (SWL)
3. Setiap beban yang akan
ditanggung oleh alat kerja wajib
diketahui besarannya
4. Setiap
petugas
wajib
mengetahui Safety faktor (SF)
5. Setiap
petugas
wajib
mengetahui
tanda-tanda
kerusakan pada alat kerja
6. Setiap alat kerja tidak boleh
digunakan
kecuali
sebagai
fungsinya
10.3.3.2. Pemeliharaan Peralatan
Transmisi
Pemeliharaan
peralatan
transmisi wajib mengikuti prosedur
kerjanya atau Instruksi Kerja, agar
tercapai satu kesepakatan untuk
meyelesaikan pekerjaan secara
runtut/bertahap; tertib; lancar dan
aman.
Instruksi
Kerja
transmisi antara lain:
Peralatan
1. Pemeliharaan isolator
2. Pemeliharaan kawat
penghantar
3. Pemeliharaan ground wire
4. Pemeliharaan rangka tower
5. Pemeliharaan halaman tower
6. Pemeliharaan ruang bebas
10.3.4. Pelaporan Pekerjan
Pemeliharan
Pekerjaan pemeliharaan yang
telah diselesaikan harus dilaporkan
ke pemberi tugas yang memuat :
- Proses persiapan
- Tanggal, hari, jam pelaksanaan
- Personel yang terlibat
- Organisasi kerjanya
- Peralatan yang dipakai
- Material yang digunakan
- Tata laksana kerja
- Kendala yang dihadapi
- Solusi yang telah diterapkan
- Pelaksanaan/penerapan K3
- Masalah lingkungan
- Biaya yang telah dikeluarkan
- Saran
dan
usulan
untuk
perbaikan
- Kesimpulan
Manfaat laporan pekerjaan :
1. Data
2. Bahan analisa untuk pebaikan
dan pengembangan
3. Penilaian unjuk kerja
4. Lain-lain
421
DAFTAR PUSTAKA
Bernad Grad ( 2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage New- York
David E Johnson (2006) Basic Electric Circuit Analisis John Wiley & Sons.Inc
New- York
Diklat PLN Padang . (2007) Transmisi Tenaga Listrik Padang
Diklat PLN Pusat . (2005) Transmisi Tenaga Listrik Jakarta
Fabio Saccomanno (2003) Electric Power System and Control John Wiley &
Sons.Inc New- York
John D. McDonald (2003) Electric Power Substation Engginering CRC Press
London
Jemes A.Momoh (2003) Electric Power System CRC Press London
Luces. M . (1996) Electric Power Distribution and Transmision Prantice Hall
New- York
Oswald (2000) Electric Cables for Pewer Transmision John Wiley & Sons.Inc
New- York
Paul M Anderson
(2000) Analisis of Faulted Power System John Wiley &
Sons.Inc New- York
Panagin.R.P ( 2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage New- York
Stan Stawart (2004) Distributet Swichgear John Wiley & Sons.Inc New- York
Stepen L. Herman
(2005) Electrical Transformer John Wiley & Sons.Inc
New- York
Hutauruk (2000)Tranmisi Daya listrik Erlangga Jakarta.
422