Soal 2 : Mengapa tegangan transmisi listrik harus

QUIZ 1
1. Apa alasan Sdr/i mengikuti kuliah pilihan ini? *
Karena saya tertarik dengan nama mata kuliahnya, Sistem Isolasi. Sepertinya mata kuliah ini
sarat akan Sistem Tenaga Listrik. Dan saya sendiri baru mulai penjurusan di semester empat ini.
Saya mengambil STL. Dan Mata kuliah ini saya ambil sebagai motivasi saya untuk melihat STL
lebih jauh. Dan sekaligus memantapkan hati di STL. Amin
2. Apa saja yang Sdr/i harapkan setelah mengikuti kuliah ini? *
Saya berharap mendapatkan nilai yang bagus (yaitu : A). Selain itu, saya berharap pilihan saya ini
(STL) bukanlah pilihan yang salah. Saya ingin dengan mengambil mata kuliah pilihan ini, keteguhan
hati saya pada STL semakin mantap. Karena dari namanya saja, Sistem Isolasi, pasti akan
membahas seputar Isolasi Listrik di segala sistem Tenaga Listrik Tegangan Tinggi.
3. Tantangan atau hambatan apa yang mungkin akan Sdr/i hadapi dalam mengikuti kuliah
ini? *
Menurut saya, karena saya baru penjurusan. Dan saya belum tau apa-apa tentang STL sama
sekali. Saya kira, saya akan butuh tenaga dan usaha lebih untuk memahami materi-materi pilihan
STL ini. Mudah-mudahan saya bisa mengejar ketertinggala ini. Karena yang namanya mata kuliah
pilihan adalah mata kuliah untuk orang2 yang memang sudah siap kerja dan mantap melihat dunia
luar.
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 1
Quiz 2
Soal 1 : Mengapa saluran transmisi tenaga listrik dibutuhkan?
1. karena untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit listrik kepada konsumen, umumnya
beban beban besar jaraknya jauh dari pembangkit. tentunya pada saat perencanaan constraint/
tarik ulur letak pembangkit dari beban memperhitungkan jarak sumber energi primer dan pusat
beban.
1. Tujuan transmisi tenaga listrik adalah untuk menyalurkan listrik dari pembangkit ke gardugardu induk
1. Untuk menyalurkan daya dari pembangkit ke pusat-pusat beban.
1)Untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit ke konsumen yang umumnya jaraknya jauh.
Saluran transmisi akan mengalami rugi-rugi tenaga, maka untuk mengatasi hal tersebut tenaga
yang akan dikirim dari pusat pembangkit ke pusat beban harus ditransmisikan dengan tegangan
tinggi maupun tegangan ekstra tinggi.
1. Saluran Tranmisi Tenaga listrik dibutuhkan untuk menyalurkan daya listrik yang dihasilkan dari
pembangkit menuju gardu induk dan konsumen Industri yg brlangganan pda tegangan tinggi, serta
saluran transmisi juga dgunakan menyalurkan daya yang ada dari gardu induk satu ke gardu induk
yang lain dan selanjutnya energi listrik diteruskan ke konsumen melalui saluran distribusi.
1. saluran transmisi dibutuhkan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit menuju ke
konsumen dengan level tegangan yang sangat tinggi dengan jarak yang sangat jauh, hal itu
dimaksudkan untuk effisiensi, karena dengan daya yg sama, saat tegangan tinggi maka arus yg
dialirkan akn kecil dan mengakibatkan semakin kecilnya losses (P=V.I)
1. Saluran transmisi tenaga listrik dibutuhkan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit
ke tempat yang diinginkan.
1. Saluran transmisi digunakan untuk menyalurkan energi listrik dari pembangkit listrik kepada
konsumen (disalurkan ke saluran distribusi terlebih dahulu).
Soal 2 : Mengapa tegangan transmisi listrik harus ditinggikan?
2. tegangan harus ditinggikan sejalan besarnya daya yang harus disalurkan. S~VI , jika S naik
maka kapasitas penyaluran transmisi bisa dilakukan dengan memperbesar arus saluran(dengan
memperbesar KHA saluran transmisi) atau memperbesar level tegangan. semakin besar arus maka
loses yg terjadi di saluran transmisi naik secara kuadratis,, maka pilihan yg diambil untuk
memperbesar kapasitas saluran transmisi adalah dengan menaikkan level tegangan.
2. Tujuan ditinggikan tegangan adalah untuk mengurangi loses daya, loses daya akan semakin
tinggi jika arus pada transmisi juga tinggi, sehingga tegangan dibuat tinggi ataupun sangat tinggi
agar arus pada transmisi menjadi kecil.
2. Supaya arus nya menjadi kecil, sehingga loses menjadi sedikit.
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 2
2)Tujuan meningkatkan tegangan untuk transmisi adalah untuk memperkecil kerugian daya listrik
pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini daya yang ditansmisikan adalah berbanding lurus
dengan kuadrat arus yang mengalir pada konduktor (I2.R), sehingga bila arus yang ditransmisikan
besar maka rugi-rugi daya juga lebih besar. Dan dengan daya yang sama bila terhadap nilai
tegangannya, maka daya yang ditransmisikan berbanding lurus dengan kuadrat tegangan dan
berbanding terbalik dengan resistansinya (V2/R), maka arus yang mengalir kecil sehingga rugirugi daya transmisi juga akan kecil.
2. Tegangan Listrik transmisi ditinggikan disini berguna untuk menyalurkan daya listrik dari
pembangkit ke gardu induk dengan meminimalisirkan losses, sesuai pers S=V.I*.. sehingga utk
assumsi S tetap dan V besar maka I*kecil sementara kita tahu P losses=I^2.R sehingga losses
kecil. Serta dengan menaikkan tegangan maka dpat mningkatkan kapasitas pnyaluran daya naik
secara kuadratis sesuai pers S=V^2/R. dgan asumsi jnis kabel sama maka R sma dan dngan
assumsi mis V1=2 V2 maka kapasitas daya yg dikirimkan S1=4.S2 Pengiriman daya naik kuadratis.
2. sama seperti jawaban sebelumnya bahwa tegangan Listrik transmisi ditinggikan dimaksudkan
untuk menyalurkan daya listrik dari pembangkit ke gardu induk dengan efisien, artinya
mengurangi besarnya losses pada saluran. sesuai pers P=V.I..dengan assumsi P tetap dan V besar
maka I akan kecil dan seperti yang kita tahu bahwa P losses=I^2.R maka semakin I maka akan
semakin kecil nilai lossesnya.selain itu, sesuai dengan persamaan P=V^2/R, menaikkan tegangan
akan meningkatkan kapasitas penyaluran secara kuadrat.
2. Tegangan transmisi listrik harus ditinggikan karena selama transmisi bisa terjadi nya losses
yang di akibatkan oleh resistansi kabel. Dengan tegangan yang ditinggikan pada daya yang tetap
akan memberikan arus yang rendah (P=V.I, P tetap, V naik, I turun). Dengan arus (i) yang kecil
maka rugi-rugi yang terjadi kecil Ploss=I^R.
2. Tegangan harus ditinggikan dikarenakan untuk menjaga tegangan/daya yang disalurkan tidak
berkurang ketika diterima oleh konsumen (akibat losses/rugi-rugi daya). Dengan dinaikkannya
tegangan maka dengan daya yang sama (S~V I*), arus yang mengalir lebih berkurang dan
membuat losses (I2 R) berkurang.
Soal 3 : Permasalahan apa saja yg mungkin terjadi akibat peninggian tegangan transmisi?
3. dengan peningkatan level tegangan maslaah baru yg muncul adalah isolasi peralatan, semakin
tinggi level tegangan maka kekuatan isolasi peralatan yg dibuthkan juga semakin tinggi.
3. Kerena tegangan yang tinggi, jad iisolator yang dibutuhkan juga harus mempunyai kekuatan
isolasi yang tinggi dan semakin mahal biaya yang dibutuhkan
3. Isolasi . Dibutuhkan untuk menjaga peralatan agar tidak rusak jika terjadi gangguan.
3)Jika tegangan semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk akan membutuhkan
isolasi yang volumenya semakin banyak agar peralatan-peralatan tersebut mampu memikul
tegangan tinggi yang mengalir. Hal ini akan mengakibatkan kenaikan biaya investasi.
3. Dalam upaya penaikan tegangan transmisi masalah yg timbul dpat brupa pemilihan jenis isolasi
yang ada dan mampu bekerja dalam kondisi tersebut, pada umumnya semakin besar tegangan yg
dgunakan maka isolator yg dgunakan smakin bsar pula, hal ini berdampak pula trhadap ketahanan
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 3
konstruksi bangunan yg menopangnya sehingga kenaikan tgangan jga brdampak pda bentuk
konstruksi menara yg digunakan.
3. permasalahan yang mungkin muncul adalah masalah isolasi, selain suatu alat telah dibuat dengan
standar level tegangan tertentu yang artinya isolasi peralatan tersebut hanya mampu pada level
tegangan tersebut, saat dinaikkan isolasi pada alat tersebut kemungkinan akan rusak atau
berkurang kualitasnya sehingga memperpendek umur peralatan atau bahkan merusak peralatan.
selain itu juga efek medan listrik yang dapat ditimbulkan dari hal tersebut.
3. Alat-alat yang dibutuhkan harus sesuai dengan tegangan tinggi, misalnya isolasi yang
dibutuhkan harus sesuai. Tiang saluran transmisi harus disesuaikan dengan standar yang berlaku.
3. Dengan peningkatan level tegangan masalah baru yg muncul adalah isolasi peralatan, semakin
tinggi level tegangan maka kekuatan isolasi peralatan yg dibutuhkan juga semakin tinggi.
Soal 4 : Sebutkan jenis2 bahan isolasi listrik! Berikan masing-masing beberapa contoh!
4. bahan isolasi :
a. padat ex: resin, keramik, polimer ,
b. cair ex: minyak trafo,
c.gas ex : SF6, udara
4. Isolasi :
Isolasi padat : mika, kaca, silikon, kayu
Isolasi cair : minyak transformator
Isolasi gas : sulphur hexa flourida SF6, udara
4.
Padat : kaca,porselin .
Cair : Minyak Trafo .
Udara : SF6
4)
a) bahan isolasi gas : udara, Sulphur Hexa Fluorida, gas-gas lain ( gas bentukan fluoro organic,
gas karbon dioksoda, gas neon )
b) bahan isolasi cair : minyak transformator
c) bahan isolasi padat : kaca, ditol, porselin
d) bahan isolasi berserat: kayu, kertas, tekstil, bahan berserat anorganik (asbes dan fiberglass )
e) bahan isolasi mineral : mika, mikanit, marmer, batu tulis, klorida
f) bahan isolasi plastik : NYA, NYM, NYY, mikaleks, karet
4. Bahan isolasi yang ada dibedakan menjadi tiga yaitu : padat, cair, dan gas.
isolasi padat contohnya: Porselin, Gelas, dan FCR(Fiber Composit Reinforce)
berbahan fiberglass, resin, dll.
isolasi cair contohnya : minyak trafo
isolasi gas contohnya : udara, gas SF6
contoh seperti
4. macam2 bahan untuk isolasi
padat : kaca, keramik, porselin, kayu, Karet
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 4
cair : minyak trafo
gas : SF6 dan Udara
4. Jenis bahan isolasi
padat : karet, pvc, poly ethiline, keramik
cair : air murni, minyak trafo
gas : SF6, udara, co2
4. Bahan isolasi :
a. Padat, contohnya: resin, keramik, polimer ,
b. Cair, contohnya: minyak trafo,
c. Gas, contohnya : SF6, udara, Sulphur Hexa Fluorida.
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 5
QUIZ 3
1. Apa yang saudara ketahui tentang Tegangan Lebih?
1. Tegangan tinggi pada sistem tenaga ada dua. Tegangan biasa atau normal dan tegangan lebih
(overvoltage). Tegangan biasa masih dapat ditahan oleh sistem. Sedangkan tegangan lebih dapat
ditahan dalam waktu terbatas. Tegangan lebih merupakan gangguan pada sistem tenaga listrik yang
disebabkan nilai tegangan yang melebihi nilai semestinya. Biasanya disebabkan oleh hilangnya
beban secara tiba-tiba. Tegangan lebih ini bisa merusak isolasi yang ada jika nilai tegangannnya
melebihi standar pengisolasian dari tiap alat yang ada. Tegangan lebih bisa di golongkan menjadi
beberapa macam. Berdasarkan bentuknya (periodik dan aperiodik), sebabnya (luar seperti petir dan
dalam seperti switching surge). Petir terjadi secara alami sehingga disebut sebagai natural
overvoltage dan switching surge disebut sebagai man-made overvoltage.
1. Tegangan lebih adalah gangguan pada sistem tenaga listrik yang disebabkan oleh nilai tegangan
yangmelebihi dari yang seharusnya, umumnya terjadi karena hilangnya beban secara tiba-tiba.
2. Bagaimana caranya agar tegangan lebih tidak merusak Sistem Tenaga
Listrik?
1. salah satu tegangan lebih yang telah kita sebutkan di atas adalah petir. Oleh sebab itu, cara
mencegah kerusakan akibat petir pada STL adalah dengan memasang lightning arrester.
2. Isolasi yang baik pada peralatan listrik adalah kunci utama dari keamanan sistem tenaga listrik.
Oleh sebab itu, dengan memberikan sistem isolasi yang baik, dan memperhitungkan ketahanan dari
isolasi itu sendiri adalah hal yang wajib dipertimbangkan
3. memasang alat pengaman celah baik celah batang (rod gap) atau tanduk api serta alat pengaman
tabung pelindung pada sistem tenaga listrik.
4. selain lightning arrester, kita juga sebaiknya memasang kawat tanah (earth wire/kawat petir) pada
Gardu Induk dan Saluran Udara Tegangan Tinggi. Kawat ini akan melindungi kawat fase dari
sambaran petir. Dan ia dipasang di atas kawat fasa. Karena dianggap petir menyambar dari atas
kawat.
Cara agar tegangan lebih tidak merusak system :
a. memberikan sistem isolasi yang baik untuk semua peralatan
b. membuat koordinasi isolasi yang baik antara ketahanan isolasi peralatan dan penangkal
petir(arrester);
c. memasang kawat tanah pada SUTT dan gardu induk untuk melindungi terhadap sambaran petir;
d. memasang lightning arrester (penangkal petir) untuk mencegah kerusakan pada peralatan
akibatsambaran petir.
3. Sebutkan tegangan lebih apa saja yang mungkin terjadi pada Sistem
Tenaga Listrik?
a. Tegangan lebih surja petir
b. Tegangan lebih surja hubung
c. Tegangan lebih sementara
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 6
4. Apa yang Saudara ketahui tentang:
(a) Tegangan lebih surja petir,
(b) Tegangan lebih surja hubung,
(c) Tegangan lebih sementara
a. Natural Overvoltage seperti tegangan lebih surja petir yaitu tegangan yang diakibatkan faktor luar.
Petir merupakan peristiwa alamiah yang tidak dapat dikendalikan oleh manusia. Tegangan ini
berlangsung singkat sekali dan teredam.
b. Man made overvoltage pada gangguan tegangan lebih surja hubung (switching surge). Yaitu akibat
operasi membuka dan menutup PMT (pemutus tenaga) atau CB (Circuit Breaker) pada sistem tenaga
listrik tegangan ekstra tinggi. Proses switching adalah perbuatan manusia sendiri. Tegangan ini
berlangsung singkat sekali dan teredam.
c. Temporer Overvoltage/Tegangan lebih sementara adalah tegangan lebih fase ke tanah atau antara
fasa ke fasa yang berosilasi, berlangsung lama dan tidak teredam. pada gangguan 1 fase pembumian
dan tegangan lebih ini terjadi di dalam sistem.
Pemakaian tegangan saluran transmisi yang tinggi, mengakibatkan tegangan lebih transien yang
dialami oleh saluran transmisi tersebut akan semakin tinggi juga. Tegangan lebih tersebut bisa
merusak peralatan isolasi jika magnitude tegangannya melebihi BIL (Basic Insulation Level) peralatan
isolasi yang dipakai. Tegangan lebih transien adalah tegangan yang mempuyai amplitudo sangat
besar dan berlangsung sangat singkat yang disebabkan karena sambaran petir atau karena operasi
pensaklaran.
Tegangan lebih transient yang disebabkan karena sambaran petir disebut surja petir sedang
tegangan lebih transient yang disebabkan oleh operasi pensaklaran disebut surja hubung. Surja
hubung salah satunya disebabkan oleh proses pemberian tenaga (energized), yaitu proses mengaliri
sebuah saluran transmisi dalam keadaan tanpa beban dengan sumber tegangan, melalui operasi
penutupan saklar.
Kenaikan tegangan yang terjadi karena surja hubung harus diperhatikan jangan sampai
menyebabkan kerusakan koordinasi isolasi peralatan pada sistem.
Penelitian yang dilakukan penulis ini bertujuan untuk mengetahui profil dan karakteristik tegangan
lebih transien yang terjadi karena proses energized, dengan memakai program simulasi EMTP
(Electromagnetic Transients Program). Untuk obyek penelitian ini diambil data dari saluran transmisi
500 kV Ungaran-Pedan.
4. Jawaban :
a. gangguan tegangan lebih surja petir :
> gangguan tegangan lebih transien yang disebabkan olehsambaran petirb.
> gangguan tegangan lebih surja hubung : gangguan tegangan lebih yang disebabkan oleh adanya
tegangan lebih saat operasi switching pada sistem tenaga listrikc.
> gangguan tegangan lebih sementara adalah gangguan tegangan lebih fasa ke fasa atau fasa
ketanah,dan berlangsung lama serta kurang teredam. Alat pengaman celah baik celah batang (rod
gap) atau tanduk api, alat pengaman tabung pelindung
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 7
QUIZ 4
1. Apa tujuan pengujian tegangan tinggi?
untuk menguji bahan isolasi pada peralatan listrik
2. Contoh pengujian tegangan tinggi
a. Pengujian tegangan DC dan AC
b. Pengujian tegangan Impuls switching pada Circuit Breaker
c. Pengujian tegangan Impuls petir pada feeder (di saluran udara teganan tinggi)
3. Berikan pendapat mengenai :
a. Standar impuls petir
SIP (Standar Impuls Petir) adalah 1,2/50. (1,2 mikrosekon untuk tegangan naik dan 50 mikrosekon
untuk tegangan turun).
b. Standar impuls switching
Dari harga tegangan standard impuls petir, yaitu 125 kV dan 95kV dan tegangan impuls switching
104 kV dan 79 kV.
c. Hi-post test
pada pengujian tegangan AC dan DC.
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 8
QUIZ 5
1. Apa yang dimaksud electrical breakdown?
kegagalan isolasi karena terjadinya hantaran lsitrik pada isolator baik sementara maupun permanen.
2. Mengapa electrical breakdown dapat terjadi?
isolator yang mengalami kegagalan akan berubah menjadi konduktor. TEgangan yang makin tinggi
akan membuat medan listriknya tinggi. Jika medan ini lebih tinggi dari pada medan yang bisa ditahan
atau ditanggung oleh isolator, maka electrical breakdown dapat terjadi.
3. Sebutkan contoh aplikasi menggunakan isolasi jenis:
(a) Gas
Switch Gear/Circuit Breaker. Menggunakan SF6 (Sulfur Heksaflorida) yang merupakan penyebab
rumah kaca/perusak ozon. Molekulnya gampang bergerak/pindah.
kelemahan : harus ada maintainence tekanan
(b) Padat
Pada isolasi di kabel.
(c) Cair
Pada kapasitor dan Trafo
(d) Vacuum
kelebihan : gak butuh maintanence tekanan karena udah dalam 1 paket. Didapatkan pada Switch
Gear dan Circuit Breaker. Pengganti isolasi jenis Gas.
kelemahan : gak bisa dipake untuk teg tinggi karena elektrodenya mudah cair saat breakdown
terjadi.
4. Sebutkan teori electrical breakdown yang anda ketahui!
IKHWAN LUTHFI SYAFJON - SISTEM ISOLASI
Page 9