judul skripsi

BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pembangkit listrik pada umumnya dihubungkan oleh saluran transmisi
udara dari pembangkit menuju ke pusat konsumsi tenaga listrik seperti gardu
induk (GI). Saluran transmisi udara berada di tempat yang tinggi sehingga rawan
terhadap gangguan petir yang menghasilkan gelombang berjalan yang dapat
merambat dan merusak peralatan pada pembangkit listrik. Maka dari itu, harus ada
lightning arrester (penangkal petir) untuk menangkal gelombang berjalan petir
yang akan masuk ke instalasi pusat pembangkit listrik. Tidak hanya dari petir,
gelombang berjalan juga dapat ditimbulkan dari proses switching atau proses
pembukaan dan penutupan pemutus sistem tenaga atau circuit breaker.
Saluran transmisi udara yang mengalirkan listrik dari pusat pembangkit
listrik merupakan instalasi listrik yang paling rawan terkena sambaran petir karena
berada di tempat terbuka dan di tempat yang tinggi. Oleh karena itu, diperlukan
pemasangan arester yang harus terletak di depan transformator dan sedekat
mungkin dengan transformator. Hal ini sangat penting karena gelombang berjalan
menuju ke transformator akan melihat transformator sebagai suatu ujung terbuka
(karena transformator mempunyai isolasi terhadap bumi) sehingga gelombang
pantulannya akan saling memperkuat terhadap gelombang yang datang. Ini berarti
transformator dapat terkena surja tegangan dua kali besarnya tegangan gelombang
surja yang datang.
1
Selain dapat merusak saluran transmisi udara, petir juga dapat merusak
peralatan listrik pada level tegangan rendah yang biasanya tersambung ke rumahrumah. Seperti yang kita ketahui bahwa saat ini masyarakat pada umumnya sangat
bergantung pada peralatan elektronik seperti handphone, televisi, laptop,
komputer, pompa air, dan lain-lain. Oleh karena itu pencegahan kerusakan
peralatan elektronik yang diakibatkan oleh hal yang tidak terduga seperti petir
seharusnya dapat dicegah atau diminimalisir.
Sambaran petir yang terjadi pada jaringan tegangan tinggi dapat
menyebabkan tegangan lebih dan merusak peralatan listrik pada sistem transmisi
maupun distribusi, sedangkan sambaran petir pada saluran tegangan rendah dapat
menyebabkan kerusakan pada peralatan elektronik yang biasanya terdapat di
dalam rumah. Adapun sambaran petir dapat terjadi dengan 2 cara, yaitu sambaran
langsung dan sambaran tidak langsung. Pada sambaran langsung, petir tepat
menyambar jaringan listrik tanpa perantara dan merusak peralatan listrik.
Sedangkan pada sambaran tidak langsung, petir akan menginduksi peralatan
listrik, dan dapat juga terjadi kenaikan tegangan tanah (ground potential rise)
sehingga terjadi kenaikan tegangan pentanahan di peralatan listrik. Kedua jenis
tegangan tersebut menimbulkan tegangan tinggi transien pada saluran.
Arester tegangan rendah maupun tegangan tinggi dibutuhkan untuk
mencegah adanya kerusakan peralatan listrik akibat tegangan lebih yang terjadi
pada saluran. Arester banyak dijual di pasaran, sehingga dapat ditemukan dengan
mudah. Namun kelayakan suatu arester tidak dapat langsung diterima, karena
2
diperlukan adanya pengujian arester dengan menggunakan tegangan impuls
seperti petir untuk dapat melindungi peralatan listrik dengan baik.
Di masa sekarang ini, kebutuhan listrik meningkat seiring dengan
berkembangnya teknologi. Perkembangan yang pesat ini harus diikuti dengan
peningkatan mutu energi listrik terutama keandalannya. Oleh karena itu, gangguan
dalam penyaluran listrik harus diminimalisir terutama gangguan terhadap
sambaran petir. Mahalnya harga sebuah arester tegangan tinggi cukup menjadi
pertimbangan pemakaian arester untuk sistem proteksi. Oleh karena itu, pada
penelitian kali ini akan diperoleh nilai sejauh mana arester dengan rating tegangan
yang lebih rendah yang disusun secara seri mampu menggantikan fungsi arester
dengan rating tegangan yang lebih tinggi, yaitu untuk memotong tegangan lebih
pada kapasitas yang lebih tinggi dengan harga yang lebih murah.
Hasil dari penelitian ini kemudian dapat dijadikan sebagai referensi untuk
menentukan penggunaan arester sesuai dengan BIL (Basic Insulation Level)
sistem tegangan yang dipakai.
1.2
Perumusan Masalah
Rumusan masalah sehubungan dengan latar belakang pada penelitian
adalah:
1. Pengaruh penggunaan arester dengan rating tegangan yang lebih
rendah untuk menggantikan peran arester dengan rating tegangan yang
lebih tinggi.
3
2. Menaikkan rating arester tegangan yang lebih rendah yang disusun
secara seri agar dapat digunakan pada sistem tegangan yang lebih
tinggi.
1.3
Batasan Masalah
Berdasarkan perumusan masalah tersebut, maka dibuat batasan-batasan
masalah yang akan dibahas agar pembahasan tidak keluar dari judul yang telah
ditentukan. Batasan-batasan masalah adalah:
1. Pengujian dilakukan melalui percobaan di laboratorium untuk melihat
kinerja arester saat terkena tegangan impuls.
2. Pengujian dilakukan melalui percobaan di laboratorium untuk melihat
kinerja arester yang disusun secara seri saat terkena tegangan impuls.
3. Arester yang digunakan adalah tiga arester identik ZnO merk OHIO
BRASS PDV100 OPTIMA, sehingga karakteristik yang tampak dan
pendekatan
linear
yang
didapatkan
adalah
karakteristik
dan
perndekatan untuk arester yang digunakan dalam percobaan.
4. Percobaan dilakukan hanya untuk mengamati tegangan residu masingmasing jumlah arester yang disusun secara tunggal maupun seri saat
terkena tegangan impuls.
5. Setelah
percobaan
di
laboratorium,
kemudian
dianalisis
dan
ditampilkan gelombang pengaruh pemakaian arester baik dengan satu
arester maupun arester yang disusun secara seri saat terkena tegangan
impuls.
4
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh penggunaan arester dengan rating tegangan yang
lebih rendah yang disusun secara seri untuk dapat menggantikan fungsi
arester dengan rating tegangan yang lebih tinggi dalam hal pemotongan
tegangan lebih transien melalui percobaan di laboratorium.
2. Mendapatkan persamaan linear agar dapat memperkirakan jumlah
arester yang dibutuhkan untuk memotong suatu tegangan lebih transien
dengan karakteristik arester yang sama.
1.5
Sistematika Penulisan
1. Bab I
: Pendahuluan
Berisi
tentang pendahuluan
yang mencakup
latar
belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, serta sistematika penulisan laporan.
2. Bab II
: Dasar Teori
Pada bab ini menjelaskan secara singkat konsep
fenomena petir, tegangan lebih pada sistem tenaga listrik,
dan arester.
5
3. Bab III
: Metodologi Penelitian
Metodologi Penelitian berisi cara percobaan dan tahaptahap pengujian, dan pengenalan singkat mengenai
pengambilan data, alat, dan bahan.
4. Bab IV
: Hasil Penelitian dan Analisis
Bab ini berisi data hasil simulasi dan percobaan beserta
analisis kinerja arester.
5. Bab V
: Kesimpulan
Bab ini berisi kesimpulan hasil pengujian dan analisis,
serta saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
6