3.6 .1 .a . Jaringan Distribusi Tenaga Listrik-smt1-kls IX (Buku C3)--26Nop

Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |i
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DASAR MENENGAH DAN KEBUDAYAAN
REPUBLIK INDONESIA
2014
JARINGAN DISTRIBUSI
TENAGA LISTRIK
SEMESTER 1
Kelas
XI
ii | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Milik Negara
Tidak Diperdagangkan
JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
PAKET KEAHLIAN TEKNIK KETENAGALISTRIKAN
Semester 1
SMK
Penulis
: Syufrijal
Readysal Monantun
Reviewer
: Suyitno
Soeprijanto
Wisnu Djatmiko
Grafis
:
TIM
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | iii
Kata Pengantar
Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi. Didalamnya dirumuskan secara terpadu
kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan
proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi
yang diinginkan.
Faktor pendukung terhadap keberhasilan Implementasi Kurikulum 2013 adalah ketersediaan buku
siswa dan buku guru, sebagai bahan ajar dan sumber belajar yang ditulis dengan mengacu pada
Kurikulum 2013. Buku siswa ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai
untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang
sesuai.
Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah
kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi
itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning)
melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based learning), dan penyelesaian masalah
(problem solving based learning) yang mencakup proses mengamati, menanya, mengumpulkan
informasi, mengasosiasi, dan mengkomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan
kemampuan mencipta .
Sebagaimana lazimnya buku teks pembelajaran yang mengacu pada kurikulum berbasis
kompetensi, buku ini memuat rencana pembelajaran berbasis aktivitas. Buku ini memuat urutan
pembelajaran yang dinyatakan dalam kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan peserta didik. Buku
ini mengarahkan hal-hal yang harus dilakukan peserta didik bersama guru dan teman sekelasnya
untuk mencapai kompetensi tertentu; bukan buku yang materinya hanya dibaca, diisi, atau dihafal.
Buku ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai
kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum 2013, peserta didik diajak
berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Buku ini
merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu buku ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan
penyempurnaan.
Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat
kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian buku ajar ini. Atas kontribusi
itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor
naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah mudahan, kita dapat memberikan
yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan
generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |1
Daftar Isi
Contents
Kata Pengantar ................................................................................................................................. i
Daftar Isi .......................................................................................................................................... 1
Daftar Tabel .................................................................................................................................... ix
Daftar Gambar ................................................................................................................................. x
PENDAHULUAN .............................................................................................................................. 1
A.
Deskripsi ............................................................................................................................. 11
B.
Prasyarat ............................................................................................................................. 11
C. Petunjuk Penggunaan ......................................................................................................... 11
D. Tujuan Akhir ........................................................................................................................ 12
E.
Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar ............................................................................... 12
F.
Peta konsep .......................................................................................................................... 3
BAB I SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK ............................................................................. 15
A.
Konsep Dasar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. ................................................................. 5
B.
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. ......................................................................................... 7
C. Perbedaaan Jaringan Transmisi dan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. ............................... 8
D. Pembagian Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ....................................................................... 9
1.
Tegangan. ................................................................................................................. 9
2.
Arus......................................................................................................................... 11
3.
Sistem Penyaluran. ................................................................................................. 12
E.
Rangkuman ......................................................................................................................... 14
F.
Evaluasi............................................................................................................................... 15
2|Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
BAB II ANALISA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK ......................................... 18
A.
Pendahuluan. ...................................................................................................................... 18
B.
Sistem Distribusi. ................................................................................................................. 19
C. Jaringan Distribusi Tenaga Primer. ...................................................................................... 19
1.
Sistem Radial. ......................................................................................................... 19
2.
Konfigurasi Sistem Loop.......................................................................................... 22
3.
Konfigurasi Sistem Spindel.......................................................................................25
4.
Konfigurasi Sistem Spot Network..............................................................................27
5.
Konfigurasi Sistem Interkoneksi............................................................................... .29
D. Jaringan Distribusi Sekunder............................................................................................... .. 31
E.
F.
Relasi Arus, Tegangan dan Daya pada Jaringan Distribusi................................................ .33
1.
Tegangan ................................................................................................................ .33
2.
Daya ........................................................................................................................ .35
3.
Effisiensi ...................................................................................................................42
Penyusutan Energi pada Jaringan Distribusi........................................................................43
1.
Jatuh Tegangan........................................................................................................44
2.
Rugi-Rugi Daya ........................................................................................................45
3.
Rugi-Rugi Transformator...........................................................................................66
G. Analisa Jaringan Distribusi ................................................................................................. 67
H. Rangkuman ......................................................................................................................... 83
I.
Evaluasi .............................................................................................................................. 87
BAB III SISTEM OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK ....................................... 89
A.
Komponen Utama Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. .............................................. 89
1.
Gardu Induk...............................................................................................................89
2.
Penyulang........ ....................................................................................................... .89
3.
Beban........................................................................................................................89
4.
Pembangkit Listrik Berdaya Kecil............................................................................ .90
5.
Alat Pengendali Berbasis Elektronika.......................................................................90
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |3
B.
Tiang Penyangga Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. .......................................................... 90
1.
Tiang Kayu................................................................................................................90
2.
Tiang Baja (Steel Pole)............................................................................................ .91
3.
Tiang Beton Bertulang...............................................................................................92
4.
Tiang Beton Pratekan................................................................................................92
C. Kawat Penghantar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik......................... ................................. 92
1.
Kawat Tembaga........................................................................................................94
2.
Kawat Alumunium.................................................................................................... .94
3.
Kawat Logam Campuran...........................................................................................95
4.
Kawat Logam Paduan...............................................................................................95
D. Isolator Jaringan Distribusi Tenaga Listrik. .......................................................................... 96
E.
F.
1.
Kriteria Bahan Isolator...............................................................................................97
2.
Isolator Porselin....................................................................................................... .97
3.
Isolator Gelas............................................................................................................98
4.
Kerusakan Isolator Jaringan Distribusi Tenaga Listrik..............................................99
Andongan .......................................................................................................................... 101
1.
Pengukuran Andongan Pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik............................102
2.
Andongan Dan Panjang Gawang............................................................................104
3.
Perhitungan Andongan Simetris..............................................................................105
Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ............................................................. 109
1.
Mutu Listrik..............................................................................................................110
2.
Keandalan Penyaluran Tenaga Listrik.....................................................................110
3.
Keamanan Dan Keselamatan..................................................................................111
4.
Biaya Operasional...................................................................................................111
5.
Kelangsungan Penyaluran......................................................................................111
6.
Ukuran Tingkat Kelangsungan Penyaluran.............................................................112
7.
Stabilitas Frekuensi.................................................................................................113
8.
Stabilitas Tegangan Pelayanan...............................................................................114
4|Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
G. Gangguan Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ........................................... 115
1.
Gangguan Pada Sistem Frekuensi..........................................................................115
2.
Gangguan Pada Sistem Tegangan.........................................................................116
3.
Gangguan Pada Sistem Interupsi atau Pemadaman Listrik....................................118
H. Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Berbasis SCADA ................................. 118
I.
Sistem Pentanahan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik ...................................................... 122
1.
Sistem Pembumian Jaringan Distribusi Tenaga Listrik...........................................125
2.
Pengukuran Tahanan Pembumian..........................................................................128
3.
Pengukuran Sistem Pembumian TN.......................................................................129
4.
Pengukuran Sistem Pembumian TT........................................................................130
5.
Pengukuran Sistem Pembumian IT.........................................................................131
J.
Rangkuman ....................................................................................................................... 133
K.
Evaluasi............................................................................................................................. 135
BAB IV. SCADA ........................................................................................................................... 138
A.
Pendahuluan. .................................................................................................................... 138
B.
Pengertian Umum Sistem SCADA. .................................................................................... 139
C. Fungsi Sistem SCADA. ..................................................................................................... 141
D. Peralatan SCADA. ............................................................................................................. 141
E.
1.
Master Station.........................................................................................................141
2.
Front End Computer..................................................................................... ..........142
3.
Human Machine Interface.......................................................................................142
4.
Remote Terminal Unit (RTU)l...................................................................... ...........142
Konfigurasi Sistem SCADA. .............................................................................................. 143
1.
Point to Point...........................................................................................................143
2.
Star............................................................................................................... ...........144
3.
Party Line................................................................................................................144
4.
Mix Star and Party Line................................................................................ ..........144
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |5
F.
Komunikasi Sistem SCADA. .............................................................................................. 145
1.
Sistem Radio...........................................................................................................145
2.
Sistem Power Line Carrier (PLC)................................................................ ..........145
3.
Jaringan Telepone..................................................................................................145
4.
Jaringan Fiber Optic..................................................................................... ..........146
5.
Jaringan GPRS.......................................................................................................147
G. Konfigurasi Human Machine Interface (HMI). .................................................................... 148
H. Pengoperasian Human Machine Interface (HMI). .............................................................. 150
I.
Rangkuman. ...................................................................................................................... 167
J.
Evaluasi. ............................................................................................................................ 169
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................... 173
Glosarium .................................................................................................................................... 174
6|Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
: Perbedaan Jaringan Distribusi dan Jaringan Transmisi.................................... 8
Tabel 2.1
: Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Program Etap...................... 82
Tabel 3.1
: Sifat Logam Penghantar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.............................. 96
Tabel 3.2
: Ukuran Tinggi Tiang dan Span.................................... ..................................... 104
Tabel 3.3
: Ukuran Tinggi Menara dan Span......................................... ............................. 105
Tabel 3.4
: Contoh Operasi SCADA Saluran Kabel Tanah................................................. 119
Tabel 3.5
: Contoh Operasi SCADA Saluran Udara Tegangan Menengah......................... 120
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |7
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1
: Sistem Tenaga Listrik ...................................................................................... 6
Gambar 1.2
: Diagram Garis Tunggal Sistem Tenaga Listrik.................................................. 7
Gambar 1.3
: Sistem PenyaluranTenaga Listrik ..................................................................... 10
Gambar 2.1
: Penyaluran Energi Listrik................................... .............................................. 18
Gambar 2.2
: Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Terbuka (1)............................................... 20
Gambar 2.3
: Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Terbuka (2)............................................... 20
Gambar 2.4
: Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Paralel ......................................................22
Gambar 2.5
: Konfigurasi Jaringan Sistem Loop (1)............................................................... 23
Gambar 2.6
: Konfigurasi Jaringan Sistem Loop (2)................................................................23
Gambar 2.7
: Skema Rangkaian Loop Terbuka................................... .................................. 24
Gambar 2.8
: Skema Rangkaian Loop Tertutup...................................................................... 25
Gambar 2.9
: Konfigurasi Jaringan Sistem Spindel (1) ...........................................................26
Gambar 2.10 : Konfigurasi Jaringan Sistem Spindel (2)........................................................... 27
Gambar 2.11 : Konfigurasi Jaringan Sistem Spot Network....................................................... 28
Gambar 2.12 : Konfigurasi Jaringan Sistem Interkoneksi..........................................................29
Gambar 2.13 : Jaringan Distribusi Sekunder ........................................................................... 31
Gambar 2.14 : Satu Tiang STR Maksimum 5 SLP................................... ................................ 32
Gambar 2.15 : Satu Tiang SLP Maksimum 5 Pelanggan Secara Seri ..................................... 32
Gambar 2.16 : Sambungan Satu Tiang Atap Maksimum 3 SLP............................................... 33
Gambar 2.17 : Sistem Distribusi Tiga Phasa Empat Kawat...................................................... 34
Gambar 2.18 : Sistem Tiga Phasa Empat Kawat Pada Trafo Distribusi .................................. 34
Gambar 2.19 : Segitiga Daya.................................................................................................... 35
Gambar 2.20 : Beban Hubung Bintang (Y)................................................................................ 37
Gambar 2.21 : Beban Hubung Delta (Δ)................................... ............................................... 38
Gambar 2.22 : Rangkaian Ekuivalen Saluran Distribusi............................................................ 43
Gambar 2.23 : Diagram Vektor Arus dan Tegangan Saluran Distribusi .................................. 44
Gambar 2.24 : Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai Beban A................................................ 47
Gambar 2.25 : Saluran Distribusi 3 phasa Mensuplai Beban A, B dan C ................................ 52
Gambar 2.26 : Tampilan Program Etap dan Keterangan Singkatnya ...................................... 68
Gambar 2.27 : Hasil Program Etap pada Saluran Distribusi 3 Phasa....................................... 69
Gambar 2.28 : Membuka Program Etap ............................................................ ...................... 70
Gambar 2.29 : Pemberian Nama File........................................................................................ 70
Gambar 2.30 : Pemberian Nama User...................................................................................... 71
Gambar 2.31 : Tampilan Awal Pembuatan Program Etap........................................................ 71
8|Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 2.32 : Pengisian Standar Project................................................................................ 72
Gambar 2.33 : Cara Meletakkan Komponen Power Grid.......................................................... 72
Gambar 2.34 : Cara Merubah Posisi Power Grid ke Bentuk Horisontal ................................... 72
Gambar 2.35 : Pengisian Data Info Power Grid........................................................................ 73
Gambar 2.36 : Pengisian Standar Project................................................................................. 73
Gambar 2.37 : Cara Meletakkan Bus dan Menghubungkan ke CB1......................................... 74
Gambar 2.38 : Pengisian Data Info Bus1............................................................ ..................... 74
Gambar 2.39 : Cara Meletakkan Trafo dan Menghubungkan ke Bus1.................................... . 75
Gambar 2.40 : Pengisian Data Rating Trafo..............................................................................75
Gambar 2.41 : Cara Meletakkan dan Menghubungkan CB7, Bus3 dan CB9........................... 75
Gambar 2.42 : Cara Meletakkan Kabel dan Menghubungkan ke CB9...................................... 76
Gambar 2.43 : Pengisian Data Info Bus1............................................................ ..................... 73
Gambar 2.44 : Pengisian Data Impedansi Kabel ..................................................................... 77
Gambar 2.45 : Cara Meletakkan Beban dan Menghubungkan ke Bus 5 ........................... ...... 77
Gambar 2.46 : Pengisian Data Info Static Load........................................................................ 78
Gambar 2.47 : Pengisian Data Loading Static Load................................................................. 78
Gambar 2.48 : Cara Masuk ke Pemilihan Metode Perhitungan Aliran Daya............................ 79
Gambar 2.49 : Pemilihan Metode Perhitungan Aliran Daya...................................................... 79
Gambar 2.50 : Menjalankan Simulasi Aliran Daya.................................................................... 79
Gambar 2.51 : Hasil Simulasi Aliran Daya................................................................................ 80
Gambar 2.52 : Laporan Hasil Aliran Daya Komplit.................................................................... 80
Gambar 2.53 : Pemilihan Laporan Hasil Analisa Aliran Daya................................................... 81
Gambar 2.54 : Laporan Hasil Rugi-Rugi Saluran...................................................................... 81
Gambar 2.55 : Laporan Hasil Total Beban Pada Setiap Bus.................................................... 81
Gambar 2.56 : Laporan Hasil Branch Loading.......................................................................... 82
Gambar 2.57 : Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai Beban A dan B..................................... 87
Gambar 2.58 : Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai 2 Beban................................................ 88
Gambar 3.1
: Panjang Tiang Kayu.......................................................................................... 91
Gambar 3.2
: Kawat Penghantar AAAC.................................................................................. 93
Gambar 3.3
: Kawat penghantar ACSR.................................................................................. 93
Gambar 3.4
: Isolator Gantung (Suspension Type Insulator).................................................. 100
Gambar 3.5
: Isolator Jenis Post Saluran (Pin Post Type Insulator)....................................... 101
Gambar 3.6
: Bentuk Andongan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik............................... 101
Gambar 3.7
: Pengukuran Andongan dengan Metode Papan Bidik........................................ 102
Gambar 3.8
: Pengukuran Andongan dengan Metode Dynamometer.................................... 103
Gambar 3.9
: Alat ukur Dynamometer..................................................................................... 103
Gambar 3.10 : Andongan pada Mendatar................................................................................. 105
Gambar 3.11 : Analisis Bentuk Andongan Simetris................................................................... 105
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik |9
Gambar 3.12 : Penjumlahan Vektor Beban Total Kawat Penghantar....................................... 109
Gambar 3.13 : Recloser pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik............................................. 113
Gambar 3.14 : Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik berbasis Scada.................. 122
Gambar 3.15 : Berbagai gangguan listrik.................................................................................. 123
Gambar 3.16 : Gangguan listrik pada tiang listrik...................................................................... 123
Gambar 3.17 : Tegangan langkah gangguan listrik pada tiang listrik....................................... 124
Gambar 3.18 : Sistem Pembumian TN - S................................................................................ 126
Gambar 3.19 : Sistem Pembumian TN - C................................................................................ 126
Gambar 3.20 : Sistem Pembumian TN – C - S..........................................................................127
Gambar 3.21 : Sistem Pembumian TT...................................................................................... 127
Gambar 3.22 : Sistem Pembumian IT....................................................................................... 128
Gambar 3.23 : Pengukuran Tahanan Pembumian.................................................................... 129
Gambar 3.24 : Pengukuran Sistem Pembumian TN................................................................. 129
Gambar 3.25 : Pengukuran Sistem Pembumian TT.................................................................. 130
Gambar 3.26 : Pengukuran Sistem Pembumian TT dengan menggunakan ELCB.................. 131
Gambar 3.27 : Pengukuran Sistem Pembumian IT................................................................... 132
Gambar 4.1
: Blok Diagram Sistem SCADA............................................................................ 140
Gambar 4.2
: Konfigurasi Sistem SCADA............................................................................... 143
Gambar 4.3
: Konfigurasi point to point.................................................................................. 143
Gambar 4.4
: Konfigurasi Star................................................................................................. 144
Gambar 4.5
: Konfigurasi Party Line....................................................................................... 144
Gambar 4.6
: Konfigurasi Mix Star and Party line....................................................................144
Gambar 4.7
: Dua buah STLO Terhubung dengan Saluran Telekomunikasi.......................... 146
Gambar 4.8
: Konfigurasi Master Station.................................................................................149
Gambar 4.9
: Tombol Menu Utama pada Layar Monitor Sistem SCADA................................ 150
Gambar 4.10 : Tombol Dummy Breaker................................................................................... 150
Gambar 4.11 : Tampilan Dummy Breaker................................................................................. 150
Gambar 4.12 : Tombol Shift Change......................................................................................... 151
Gambar 4.13 : Tampilan Shift Change...................................................................................... 151
Gambar 4.14 : Tombol Change Password................................................................................ 152
Gambar 4.15 : Tampilan User Change Password..................................................................... 152
Gambar 4.16 : Tombol Exit...................................................................................................... 152
Gambar 4.17 : Tampilan Confirm Shutdown............................................................................. 153
Gambar 4.18 : Tombol Log Out................................................................................................. 153
Gambar 4.19 : Tampilan Confirm Log off.................................................................................. 153
Gambar 4.20 : Tampilan Log On............................................................................................... 154
Gambar 4.21 : Tombol Single Line Diagram 20 kV................................................................... 154
Gambar 4.22 : Tampilan Menu Single Line 20kV..................................................................... 155
10 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 4.23 : Tombol Konfigurasi Sistem Master SCADA...................................................... 156
Gambar 4.24 : Konfigurasi Sistem Master SCADA................................................................. 156
Gambar 4.25 : Tombol Control Area..........................................................................................157
Gambar 4.26 : Tampilan Control Area...................................................................................... 157
Gambar 4.27 : Tombol View Area............................................................................................ 157
Gambar 4.28 : Currenty Selected View Area dan Control Area................................................ 158
Gambar 4.29 : Tombol Capture................................................................................................. 158
Gambar 4.30 : Tampilan SnagIt.................................................................................................158
Gambar 4.31 : Tampilan Set Input Capture............................................................................... 159
Gambar 4.32 : Tampilan Set Output Capture............................................................................ 159
Gambar 4.33 : Tombol Sistem Summaries................................................................................160
Gambar 4.34 : Tampilan System Display................................................................................. 160
Gambar 4.35 : Tampilan Analog Summary............................................................................... 161
Gambar 4.36 : Tampilan Status Summary................................................................................ 161
Gambar 4.37 : Tampilan Event Summary................................................................................. 162
Gambar 4.38 : Tampilan Remote Summary.............................................................................. 162
Gambar 4.39 : Tampilan Tag Summary.................................................................................... 163
Gambar 4.40 : Tampilan Connection Summary........................................................................ 163
Gambar 4.41 : Tampilan Trend Set........................................................................................... 164
Gambar 4.42 : Tombol Alarm.................................................................................................... 164
Gambar 4.43 : Tampilan Remote Select.................................................................................. 164
Gambar 4.44 : Tampilan Alarm Summary................................................................................. 165
Gambar 4.45 : Tombol Navigasi................................................................................................ 165
Gambar 4.46 : Tampilan CRT Override..................................................................................... 166
Gambar 4.47 : Tombol Database Management Tool (DMT)..................................................... 166
Gambar 4.48 : Tampilan Database Management Tool..............................................................166
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 11
PENDAHULUAN
A. Deskripsi
Dengan makin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, dibutuhkan suatu sumber
daya listrik yang stabil dan handal dari sisi pembangkit, transmisi sampai distribusi ke
konsumen. Salah satu komponen yang penting dalam suatu sistem tenaga listrik adalah gardu
induk, yang merupakan ujung tombak penyaluran daya dari penyulang ke sistem distribusi.
Maka sebagai lulusan siswa SMK harus dapat menyesuaikan dan mengikuti perkembangan
ilmu dan teknologi tersebut, terutama bagi SMK Teknik Ketenagalistrikan peminatan Teknik
Jaringan Tenaga Listrik yang nantinya akan bekerja di bidang ketenagalistrikan, salah satunya
di bagian jaringan distribusi tenaga listrik, di dalam buku ini akan dipelajari deskripsi dan sistem
dari jaringan distribusi tenaga listrik, serta teknik pengoperasian jaringan distribusi tenaga
listrik.
Diharapkan dengan menggunakan bahan ajar ini maka guru dapat lebih mudah menerangkan
kepada siswa dan siswa dapat mempelajari deskripsi, sistem dan prinsip kerja Jaringan
Distribusi Tenaga Listrik serta sistem kerja yang ada didalamnya secara mudah dan sederhana
namun merupakan inti dasar dari Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, sehingga ketika berada di
lingkungan kerja akan dapat lebih mudah melaksanakan tugasnya.
B. Prasyarat
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik merupakan suatu bagian dari sistem ketenagalistrikan
secara keseluruhan, untuk dapat mempelajari bahan ajar di semester satu ini, maka diperlukan
prasyarat siswa harus sudah lulus dan memahami isi dari pelajaran C1, yaitu : Dasar Bidang
Keahlian yang sudah diajarkan pada semester sebelumnya.
C. Petunjuk Penggunaan
Bahan ajar ini menggunakan sistem pembelajaran dengan pendekatan kompetensi, yaitu
dengan melakukan pendekatan terhadap kondisi nyata yang ada dilapangan dan melakukan
pengamatan serta pemahaman dengan runtut sehingga diperoleh suatu kondisi yang
mencerminkan keadaan yang sama dengan kondisi nyata sehingga melatih siswa untuk
tanggap dan mampu menganalisa kondisi nyata, dengan pendekatan berupa Contextual
Learning.
1.
Petunjuk penggunaan bagi siswa :
a.
Siswa diharapkan menyelesaikan dan memahami mata pelajaran atau materi yang
menjadi prasyarat pemelajaran modul ini, yaitu Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
pada Semester sebelumnya.
12 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
b.
Kegiatan pemelajaran dilakukan secara berurutan dari Bab 1 ke Bab Selanjutnya
dengan mengikuti arahan dan bimbingan dari guru.
2.
c.
Pelajari dan pahami setiap uraian materi dengan seksama.
d.
Diskusikan dengan teman atau guru bila ada materi yang kurang dipahami.
Peran Guru:
a.
Merencanakan kegiatan pembelajaran siswa sesuai silabus.
b.
Melaksanakan pembelajaran sesuai dengan Rencana Program Pembelajaran (RPP)
yang sudah dibuat.
c.
Mengarahkan dan membimbing siswa dalam merencanakan proses belajar
d.
Membimbing siswa dalam diskusi dan ikut serta membahas materi yang kurang
dimengerti oleh siswa
e.
Membantu siswa untuk menetukan dan mengakses sumber belajar lain yang
diperlukan untuk kegiatan pembelajaran.
f.
Membuat rencana penilaian dan menyiapkan perangkatnya
g.
Mengevaluasi kemajuan siswa dan memberikan penilaian akhir terhadap hasil
belajar siswa dan menentukan apakah siswa memenuhi syarat KKM.
D. Tujuan Akhir
Setelah menyelesaikan seluruh materi yang ada dalam bahan ajar Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik ini, diharapkan siswa dapat :
-
Mendeskripsikan sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik listrik.
-
Mengidentifikasikan sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik listrik.
-
Mendeskripsikan prinsip kerja Jaringan Distribusi Tenaga Listrik listrik.
-
Menganalisis sistem operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
-
Mendeskripsikan sistem operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik dengan sistem SCADA
E. Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar, Kelas XI semester 1
KOMPETENSI INTI
1. Menghayati dan mengamalkan
ajaran agama yang dianutnya.
2. Menghayati dan mengamalkan
perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong,
kerjasama, toleran, damai), santun,
responsif dan pro-aktif dan
KOMPETENSI DASAR
1.1 Menyadari sempurnanya konsep Tuhan tentang
benda-benda dengan fenomenanya untuk
dipergunakan dalam Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik.
1.2 Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai
tuntunan dalam Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.
2.1 Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, sabar, teliti,
kritis, rasa ingin tahu, inovatif dan tanggung jawab
dalam melaksanakan pekerjaan di bidang
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 13
KOMPETENSI INTI
KOMPETENSI DASAR
menunjukan sikap sebagai bagian
dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam berinteraksi
secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam
menempatkan diri sebagai
cerminan bangsa dalam pergaulan
dunia.
2.2 Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun,
demokratis, dalam menyelesaikan masalah
perbedaan konsep berpikir dalam melakukan
tugas di bidang Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.
2.3 Menunjukkan sikap responsif, proaktif, konsisten,
dan berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan dalam melakukan pekerjaan di
bidang Jaringan Distribusi Tenaga Listrik.
3. Memahami, menerapkan, dan
menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural, dan
metakognitif berdasarkan rasa
ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni,
budaya, dan humaniora dalam
wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan
peradaban terkait penyebab
fenomena dan kejadian dalam
bidang kerja yang spesifik untuk
memecahkan masalah.
3.1 Mendiskripsikan sistem distribusi tenaga listrik.
3.2 Menganalisis sistem jaringan distribusi tenaga
4. Mengolah, menalar, dan menyaji
dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang
dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, bertindak secara efektif
dan kreatif, dan mampu
melaksanakan tugas spesifik di
bawah pengawasan langsung.
4.1 Mengidentifikasi sistem distribusi tenaga listrik.
4.2 Melakukan perhitungan sistem jaringan distribusi
tenaga listrik.
4.3 Mengoperasikan jaringan distribusi tenaga listrik.
listrik.
3.3 Mendeskripsikan operasi jaringan distribusi
tenaga listrik.
3.4 Mendeskripsikan sistem operasi jaringan distribusi
tenaga listrik dengan sistem SCADA.
F. Peta Konsep
Sistem dan Prinsip Kerja Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Analisa dan Perhitungan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem Operasian Jaringan Distribusi Tenaga Listrik berbasis SCADA
Gambar 0.1 Peta Konsep Materi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
14 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Sumber : http://engineeringhouse.blogspot.com/2012/02/keandalan-dan-kualitas-listrik.html
Gambar 0.2 Peta Konsep Pembahasan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 15
BAB I
SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
A.
Konsep Dasar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Tenaga listrik merupakan bentuk energi sekunder yang dibangkitkan, ditransmisikan dan
didistribusikan kepada pelanggan/konsumen dan dimanfaatkan untuk segala macam keperluan.
Sistem tenaga listrik merupakan rangkaian instalasi tenaga listrik yang terdiri dari sistem
pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi yang saling terintegrasi dan berfungsi untuk
memenuhi kebutuhan energi listrik bagi semua orang.
Sistem pembangkit tenaga listrik merupakan rangkaian instalasi yang terdiri dari peralatanperalatan seperti generator yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik
bekerja dengan mengubah energi potensial menjadi energi mekanik yang kemudian digunakan
untuk menghasilkan energi listrik. Energi potensial menggerakkan turbin kemudian putaran turbin
yang merupakan energi mekanik digunakan untuk memutar generator listrik. Generator listrik
mengkonversi energi mekanik menjadi energi listrik.
Sistem transmisi tenaga listrik merupakan penyaluran energi listrik dari suatu tempat ke
tempat lainnya atau dari pembangkit listrik ke gardu induk. Sebelum energi listrik ditransmisikan,
hal pertama yang harus dilakukan adalah menaikkan tegangan yang disuplai dari generator
menjadi 70 kV, 150 kV atau 500 kV, sebab tegangan yang dikeluarkan dari generator hanya
berkisar antara 6,6 kV sampai 24 kV. Menaikkan tegangan berfungsi untuk mengurangi rugi daya
pada saluran trasnmisi dan untuk mengimbangi jauhnya jarak saluran transmisi. Energi listrik
ditransmisikan melalui saluran udara tegangan tinggi (SUTT) atau melalui saluran udara tegangan
ekstra tinggi (SUTET).
Sistem distribusi merupakan penyaluran energi listrik dari gardu induk ke konsumen.
Terdapat 2 (dua) sistem distribusi yaitu distribusi primer dan distribusi sekunder. Distribusi primer,
penyalurannya dimulai dari gardu induk (sisi sekunder trafo daya) ke gardu distribusi (sisi primer
trafo distribusi) atau dari gardu induk langsung ke konsumen tegangan menengah 20 kV.dimana
tegangan tinggi terlebih dahulu diturunkan menjadi tegangan menengah sebesar 20 kV melalui
transformator step down. Distribusi sekunder, penyalurannya dimulai dari gardu distribusi (sisi
sekunder trafo distribusi) ke konsumen tegangan rendah. Energi tenaga listrik disalurkan melalui
penyulang-penyulang yang berupa saluran udara ataupun saluran kabel bawah tanah. Penyulang
distribusi terletak di gardu distribusi. Fungsi gardu distribusi untuk menurunkan tegangan distribusi
primer menjadi tegangan rendah atau tegangan distribusi sekunder sebesar 220/380 V.
Konsumen tenaga listrik disambung dari Jaringan Tegangan Rendah (JTR) melalui Saluran
Rumah (SR). Dari SR, energi listrik masuk ke Alat Pembatas dan Pengukur (APP) terlebih dahulu
16 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
sebelum memasuki instalasi rumah milik konsumen. APP berfungsi membatasi daya dan mengukur
pemakaian energi listrik oleh konsumen.
Jaringan distribusi tenaga listrik adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berhubungan
langsung dengan pelanggan. Sistem ini terdiri dari sistem distribusi tegangan menengah dan
sistem distribusi tegangan rendah. Sistem distribusi tenaga listrik didefinisikan sebagai bagian dari
sistem tenaga listrik yang menghubungkan Pusat Pembangkit Tenaga Listrik,Transmisi Tenaga
Listrik dan Gardu Induk dengan konsumen.
Sistem distribusi tenaga listrik adalah sarana dari sistem tenaga Listrik di dalam menyalurkan
energi listrik ke konsumen. Dalam menyalurkan tenaga listrik ke konsumen dari pusat beban, suatu
sistem distribusi tenaga listrik harus disesuaikan dengan kondisi setempat dengan memperhatikan
faktor beban, perkembangan dimasa mendatang, kendala, serta ekonomisnya. Untuk lebih
jelasnya, sistem tenaga listrik dapat dilihat pada gambar 1.1 di bawah ini :
sumber : http://basementbrat.files.wordpress.com/2008/11/sistem-tenaga-listrik1.jpg
Gambar 1.1. Sistem Tenaga Listrik
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 17
B.
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Pada Sistem Tenaga Listrik, terdapat 3 (tiga) bagian utama yaitu :
1.
Pusat Pembangkit Tenaga Listrik
Merupakan tempat menghasilkan energi listrik yang terdapat mesin membangkitkan
tenaga listrik berupa generator, dilengkapi dengan gardu induk penaik tegangan, dari
tegangan rendah yang dihasilkan generator dinaikan menjadi tegangan tertentu dengan
transformator step up sebagai penaik tegangan.
2.
Saluran Transmisi
Merupakan saluran penyalur energi listrik, berupa : Saluran Udara Tegangan Ekstra
Tinggi (SUTET) dan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) berfungsi menyalurkan
tenaga listrik dari gardu induk pusat pembangkit ke gardu induk yang lain dengan jarak
yang jauh.
3.
Saluran Distribusi
Saluran distribusi berfungsi menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari gardu
induk ke kelompok beban berupa gardu distribusi dan konsumen dengan mutu yang
handal dan memadai. Untuk lebih jelasnya, sistem tenaga listrik dapat dilihat pada
gambar 1.2 di bawah ini :
Sumber: Badruddin; Sistem Distribusi; Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB
Gambar 1.2. Diagram Garis Tunggal Sistem Tenaga Listrik
18 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
C.
Perbedaan Jaringan Transmisi dan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem transmisi tenaga listrik merupakan penyaluran energi listrik dari pembangkit listrik ke
gardu induk. Energi listrik ditransmisikan melalui saluran udara tegangan Tinggi (SUTT) atau
melalui saluran udara tegangan ekstra tinggi (SUTET). Sistem distribusi tenaga listrik merupakan
penyaluran energi listrik dari gardu induk ke konsumen. Berdasarkan konsep dasar dan definisi
antara jaringan transmisi tenaga listrik dan jaringan distribusi tenaga listrik, maka perbedaannya
dapat dilihat pada tabel 1.1
Tabel 1.1. Perbedaan Jaringan Distribusi dan Jaringan Transmisi
No
Sudut Pandang
Distribusi
Transmisi
1
Fungsi
Menyalurkan Daya ke
konsumen
Menyalurkan Daya ke
Gardu Induk
2
Letak Lokasi Jaringan
Dalam kota
Luar Kota
3
Tegangan Sistem
< 30 kV
> 30 kV
4
Bentuk Jaringan
Radial, Loop, Paralel,
Interkoneksi
Radial dan Loop
5
Sistem Penyaluran
Saluran Udara dan Saluran
Bawah Tanah
Saluran Udara dan
Saluran Bawah Laut
6
Konstruksi Jaringan
Lebih rumit dan beragam
Lebih sederhana
7
Analisis Jaringan
Lebih kompleks
Lebih sederhana
8
Penyangga Jaringan
Jaringan Tiang
Jaringan Menara
9
Tiang Penyangga Jaringan
< 20 meter
30 – 200 meter
10
Bahan Penyangga
Baja, Besi dan Kayu
Baja
11
Jarak antar Tiang
40 – 100 meter
150 – 350 meter
12
Kawat Penghantar
BCC, SAC, AAC dan AAAC
ACSR dan ACAR
13
Kawat Tarikan
Dengan Kawat Tarikan
Tanpa Kawat Tarikan
14
Besar Andongan
0 – 1 meter
2 – 5 meter
15
Isolator Jaringan
Jenis Pasak (pin)
Jenis Gantung
Jenis Post (batang)
Jenis Gantung
Jenis Cincin
16
Komponen Rangkaian
R dan L
R, L dan C
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 19
D.
Pembagian Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem jaringan distribusi tenaga listrik dapat dibedakan berdasarkan tegangan, arus dan
sistem penyaluran.
1.
Tegangan
Berdasarkan besarnya tegangan listrik, jaringan distribusi tenaga listrik dapat
dibedakan menjadi 2 (dua) sistem, yaitu : sistem jaringan distribusi primer dan sistem
jaringan distribusi sekunder.
a.
Sistem Jaringan Distribusi Primer
Sistem jaringan distribusi primer atau sering disebut jaringan distribusi tegangan
menengah (JDTM) terletak diantara gardu induk dengan gardu pembagi, yang
memiliki tegangan sistem lebih tinggi dari tegangan terpakai untuk konsumen.
Standar tegangan untuk jaringan distribusi primer ini adalah 6 kV, 10 kV, dan 20
kV (sesuai standar PLN). Sedangkan di Amerika Serikat standar tegangan untuk
jaringan distribusi primer ini adalah 2,4 kV, 4,16 kV, dan 13,8 kV.
b.
Sistem Jaringan Distribusi Sekunder
Sistem jaringan distribusi sekunder atau sering disebut jaringan distribusi
tegangan rendah (JDTR), merupakan jaringan yang berfungsi sebagai penyalur
energi listrik dari gardu pembagi (gardu distribusi) ke pusat beban (konsumen
tenaga listrik). Besarnya standar tegangan untuk jaringan distribusi sekunder ini
adalah 127/220 V pada sistem lama, dan 220/380 V pada sistem baru untuk
perumahan, serta 440/550 V untuk keperluan industri.
Berdasarkan tegangan pengenalnya, saluran distribusi tenaga listrik dapat dibedakan
menjadi dua jenis, yaitu : distribusi tegangan menengah dan distribusi tegangan
rendah.
a.
Jaringan Tegangan Menengah (JTM)
Merupakan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) atau Saluran Udara
Tegangan Menegah (SUTM). Sistem Distribusi ini menghubungkan trafo daya di
gardu induk menuju gardu distribusi, berdasarkan tegangan yang disalurkan
adalah 6 kV, 12 kV atau 20 kV.
b.
Jaringan Tegangan Rendah (JTR)
Merupakan saluran kabel tegangan rendah yang salurannya biasa berupa
SKTM/SUTM, yang menghubungkan gardu distribusi / trafo distribusi ke
konsumen. Tegangan kerja pada sistem yang dipergunakan adalah 220 volt atau
380 volt.
20 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Berdasarkan letak jaringan distribusi tenaga listrik terhadap posisi gardu distribusi,
dapat dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu :
a.
Jaringan Distribusi Primer (Jaringan Tegangan Menengah)
Jaringan distribusi primer merupakan suatu jaringan yang letaknya sebelum
gardu distribusi dan berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik bertegangan
menengah (sebesar : 6 kV atau 20 kV).
Kawat penghantar dapat berupa kabel dalam tanah atau saluran/kawat udara
yang menghubungkan gardu induk (sekunder trafo) dengan gardu distribusi atau
gardu hubung yang merupakan sisi primer dari trafo didtribusi.
b.
Jaringan Distribusi Sekunder (Jaringan Tegangan Rendah)
Jaringan distribusi sekunder berupa jaringan yang letaknya setelah gardu
distribusi, yang
berfungsi menyalurkan tenaga listrik bertegangan rendah
sebesar : 220 V/380 V.
Kawat
penghantarnya
berupa
kabel
tanah
atau
kawat
udara
yang
menghubungkan dari gardu distribusi yang merupakan sisi sekunder trafo
distribusi ke konsumen/pelanggan atau pemakai seperti :
industri dan atau
rumah.
Untuk lebih jelasnya, sistem jaringan tenaga listrik dapat dilihat pada gambar 1.3 di
bawah ini :
Sumber : http://engineeringhouse.blogspot.com/2012/02/keandalan-dan-kualitas-listrik.html
Gambar 1.3. Sistem PenyaluranTenaga Listrik
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 21
2.
Arus
Berdasarkan sumber arus listrik maka sistem jaringan distribusi dapat dibedakan
menjadi 2 (dua) jenis, yaitu :
a.
Jaringan Distribusi AC
Jaringan distribusi arus bolak-balik (AC) paling banyak digunakan. Penyaluran
energi listrik dari gardu induk ke konsumen tegangan menengah 20 kV
menggunakan sistem 3 (tiga) fasa sedangkan penyaluran energi listrik dari gardu
distribusi ke konsumen tegangan rendah seperti industri menggunakan sistem 3
fasa dengan tegangan 380 V, akan tetapi penyaluran energi listrik ke perumahan
menggunakan sistem 1 fasa yaitu 220 V.
Kelebihan :
1)
Dapat mengubah tegangannya, naik maupun turun.
2)
Dapat mengatasi kesulitan dalam menyalurkan tenaga listrik untuk jarak
jauh.
3)
Dapat
langsung
digunakan
untuk
memparalelkan
beberapa
pusat
pembangkit tenaga listrik.
4)
Dapat menyalurkan tiga atau empat jenis tegangan dalam satu saluran,
karena menggunakan sistem tiga phasa.
Kelemahan :
1)
Untuk tegangan tinggi sering terjadi arus pemuatan (charging current).
2)
Memerlukan stabilitas tegangan untuk kondisi dan sifat beban yang
berubah-ubah.
3)
Memerlukan tingkat isolasi yang tinggi untuk tegangan tinggi.
4)
Terjadinya efek kulit (skin effect) pada induktansi dan kapasitansi untuk
tegangan tinggi.
Sistem 3 phasa mempunyai kelebihan dibandingkan sistem 1 phasa, yaitu :
1)
Daya yang disalurkan lebih besar
2)
Nilai sesaat konstan
3)
Medan magnit putarnya mudah diadakan
22 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
b.
Jaringan Distribusi DC
Jaringan distribusi arus searah (DC) jarang digunakan, walaupun ada untuk
daerah
tertentu.
Penggunaan
jaringan
DC
ini
dilakukan
dengan
jalan
menyearahkan terlebih dahulu arus AC (bolak-balik) ke arus DC (searah) dengan
alat penyearah converter, sedangkan untuk merubah kembali dari arus bolakbalik ke arus searah digunakan alat inverter. Dari kedua sistem ini yang banyak
digunakan adalah sistem distribusi arus bolak-balik (AC). Sistem distribusi DC
mempunyai keuntungan maupun kerugiannya, yaitu :
Kelebihan :
1)
Isolasinya lebih sederhana,
2)
Daya guna (efisiensi) lebih tinggi, karena faktor dayanya = 1
3)
Tidak ada masalah stabilisasi dan perubahan frekuensi untuk penyaluran
jarak jauh.
4)
Tidak ada masalah arus pengisian (charging current) untuk tegangan tinggi,
5)
Dianggap ekonomis bila jarak penyaluran lebih besar dari 1000 km untuk
saluran udara, dan lebih besar 50 km untuk saluran bawah tanah
Kelemahan :
1)
Perubahan arus AC ke DC atau kebalikannya menggunakan peralatan
converter atau inverter, memerlukan biaya yang tinggi karena peralatan
tersebut harganya mahal.
2)
Pada saat beban naik dan jarak penyaluran makin panjang, maka jatuh
tegangan (drop voltage) makin tinggi.
3.
Sistem Penyaluran
Berdasarkan sistem penyalurannya, jaringan distribusi dapat dibedakan menjadi dua
macam , yaitu :
a.
Saluran Udara (Overhead Line)
Saluran udara merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kawat
penghantar yang ditompang pada tiang listrik.
Kelebihan :
1)
Lebih fleksibel dan leluasa dalam upaya untuk perluasan beban.
2)
Dapat digunakan untuk penyaluran tenaga listrik pada tegangan diatas 66
kV.
3)
Lebih mudah dalam pemasangannya.
4)
Bila terjadi gangguan hubung singkat, mudah diatasi dan dideteksi
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 23
Kelemahan :
1)
Mudah terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon.
2)
Untuk wilayah yang penuh dengan bangunan yang tinggi, sukar untuk
menempatkan saluran,
3)
Masalah efek kulit, induktansi, dan kapasitansi yang terjadi, akan
mengakibatkan tegangan drop lebih tinggi
4)
Ongkos pemeliharaan lebih mahal, karena perlu jadwal pengecatan dan
penggantian material listrik bila terjadi kerusakan.
b.
Saluran Bawah Tanah (Underground Cable)
Saluran bawah tanah merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kabel
yang ditanamkan di dalam tanah.
Kelebihan :
1)
Tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon,
dsb.
2)
Tidak mengganggu pandangan, bila adanya bangunan yang tinggi,
3)
Dari segi keindahan, saluran bawah tanah lebih sempurna dan lebih indah
dipandang,
4)
Mempunyai batas umur pakai dua kali lipat dari saluran udara,
5)
Ongkos pemeliharaan lebih murah, karena tidak perlu adanya pengecatan.
6)
Tegangan drop lebih rendah karena masalah induktansi bisa diabaikan.
Kelemahan :
1)
Biaya investasi pembangunan lebih mahal dibandingkan dengan saluran
udara.
2)
Saat terjadi gangguan hubung singkat, usaha pencarian titik gangguan tidak
mudah (susah).
3)
Perlu pertimbangan-pertimbangan teknis yang lebih mendalam di dalam
perencanaan, khususnya untuk kondisi tanah yang dilalui.
4)
Hanya tidak dapat menghindari bila terjadi bencana banjir, desakan akar
pohon, dan ketidakstabilan tanah.
24 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
E.
Rangkuman
Tenaga listrik merupakan bentuk energi sekunder yang dibangkitkan, ditransmisikan dan
didistribusikan kepada pelanggan/konsumen dan dimanfaatkan untuk segala macam keperluan.
Sistem tenaga listrik merupakan rangkaian instalasi tenaga listrik yang terdiri dari sistem
pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi yang saling terintegrasi dan berfungsi untuk
memenuhi kebutuhan energi listrik bagi semua orang.
Sistem distribusi merupakan penyaluran energi listrik dari gardu induk ke konsumen.
Terdapat 2 (dua) sistem distribusi yaitu distribusi primer dan distribusi sekunder. Distribusi primer,
penyalurannya dimulai dari gardu induk (sisi sekunder trafo daya) ke gardu distribusi (sisi primer
trafo distribusi) atau dari gardu induk langsung ke konsumen tegangan menengah 20 kV.dimana
tegangan tinggi terlebih dahulu diturunkan menjadi tegangan menengah sebesar 20 kV melalui
transformator step down. Distribusi sekunder, penyalurannya dimulai dari gardu distribusi (sisi
sekunder trafo distribusi) ke konsumen tegangan rendah. Energi tenaga listrik disalurkan melalui
penyulang-penyulang yang terdapat pada gardu distribusi. Fungsi gardu distribusi untuk
menurunkan tegangan distribusi primer menjadi tegangan rendah atau tegangan distribusi
sekunder sebesar 220/380 V.
Sistem penyalurannya jaringan distribusi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: saluran
udara dan saluran bawah tanah. Saluran udara merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui
kawat penghantar yang ditompang pada tiang listrik. Saluran bawah tanah merupakan sistem
penyaluran tenaga listrik melalui kabel yang ditanamkan di dalam tanah.
Berdasarkan sumber arus listrik maka sistem jaringan distribusi dapat dibedakan menjadi 2
(dua) jenis, yaitu : jaringan distribusi AC dan jaringan distribusi DC. Jaringan distribusi arus bolakbalik (AC) paling banyak digunakan daripada jaringan distribusi DC karena dapat menggunakan
sistem 3 phasa sehingga daya yang disalurkan besar dan dapat menyalurkan tiga atau empat jenis
tegangan dalam satu saluran. Selain itu pada peralatan jaringan distribusi DC harganya sangat
mahal. Penggunaan jaringan DC dilakukan dengan jalan menyearahkan terlebih dahulu arus AC
(bolak-balik) ke arus DC (searah) dengan alat penyearah converter, sedangkan untuk merubah
kembali dari arus bolak-balik ke arus searah digunakan alat inverter. Jaringan distribusi DC
dianggap ekonomis bila jarak penyaluran lebih besar dari 1000 km untuk saluran udara, dan lebih
besar 50 km untuk saluran bawah tanah.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 25
F.
Evaluasi
Gambar
1)
Jawaban
Perhatikan gambar sistem penyaluran energi listrik di bawah ini !
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
Petunjuk Pengisian :
a.
Perhatikan gambar di atas !
b.
Jawablah secara singkat di kolom jawaban yang telah disediakan !
1.
Pusat pembangkit tenaga listrik ditunjukkan oleh huruf ?
2.
Jaringan transmisi tenaga listrik ditunjukkan oleh huruf ?
3.
Jaringan distribusi primer ditunjukkan oleh huruf ?
4.
Distribusi sekunder ditunjukkan oleh huruf ?
5.
Gardu induk dengan Trafo Step Up ditunjukkan oleh huruf ?
6.
Gardu induk dengan Trafo Step Down ditunjukkan oleh huruf ?
7.
Batas tanggung jawab PLN dalam sistem tenaga listrik ditunjukkan oleh huruf ?
8.
Gardu dengan Trafo Step down ditunjukkan oleh huruf ?
9.
Jaringan distribusi tenaga listrik ditunjukkan oleh huruf ?
10. Jaringan distribusi tegangan rendah ditunjukkan oleh huruf ?
11. Jaringan distribusi tegangan menengah ditunjukkan oleh huruf ?
26 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
2)
Perhatikan gambar jaringan distribusi tenaga listrik di bawah ini !
3)
Petunjuk Pengisian :
a)
Perhatikan gambar di atas !
b)
Jawablah secara singkat di kolom jawaban yang telah disediakan !
1.
Jaringan distribusi primer ditunjukkan oleh ?
2.
Jaringan distribusi sekunder ditunjukkan ?
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 27
3.
Trafo utama ditunjukkan oleh ?
4.
Trafo arus ditunjukkan oleh ?
5.
Trafo ukur ditunjukkan oleh ?
6.
Disconneting switch ditunjukkan oleh ?
7.
Circuit breaker ditunjukkan oleh ?
8.
Arester ditunjukkan oleh ?
9.
Kabel pentanahan ditunjukkan oleh ?
10. Kabel saluran udara ditunjukkan oleh ?
11. Kabel jaringan distribusi primer ditunjukkan oleh ?
12. Kabel jaringan distribusi sekunder ditunjukkan oleh ?
Soal
Petunjuk Pengisian :
a.
Bacalah pertanyaan dengan seksama di bawah ini !
b.
Jawablah secara singkat, jelas, logis dan ilmiah pada kolom jawaban yang telah
disediakan !
1.
Apa yang dimaksud dengan pusat pembangkit tenaga listrik !
2.
Apa yang dimaksud dengan jaringan distribusi tenaga listrik !
3.
Apa yang dimaksud dengan jaringan distribusi primer !
4.
Apa yang dimaksud dengan jaringan distribusi sekunder !
5.
Apa yang dimaksud dengan jaringan distribusi tegangan rendah !
6.
Apa yang dimaksud dengan jaringan distribusi tegangan menengah !
Jawaban
28 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
BAB II
ANALISA SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
A.
Pendahuluan
Pada dasarnya dalam sistem tenaga listrik, dikenal 3 (tiga) bagian utama yaitu: pembangkit,
saluran transmisi dan saluran distribusi. Pembangkit tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat
tenaga listrik seperti: tenaga air (PLTA), tenaga panas bumi (PLTP), tenaga gas (PLTG), tenaga
uap (PLTU), dan tenaga gas uap (PLTGU).
Saluran transmisi berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk pusat
pembangkit ke gardu induk yang lain dengan jarak yang jauh. Karena tegangan generator pada
umumnya rendah, antara 6 kV sampai 24 kV, maka tegangan ini dinaikkan dengan menggunakan
transformator daya ke tingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 kV sampai 500 kV. Tingkat
tegangan yang lebih tinggi ini, selain untuk memperbesar daya hantar saluran juga untuk
memperkecil rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran. Penurunan tegangan dari tingkat
tegangan transmisi pertama dilakukan pada gardu induk, dimana tegangan diturunkan dari 500 kV
ke 150 kV atau dari 150 kV ke 70 kV dan kedua pada gardu induk distribusi dari 150 kV ke 20 kV
atau dari 70 kV ke 20 kV.
Saluran distribusi berfungsi untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari
gardu induk ke konsumen. Penurunan tegangan menegah 20 kV ke tegangan rendah 220/380 V
dilakukan melalui trafo distribusi. Penyaluran energi listrik yang berawal dari pusat tenaga listrik ke
konsumen melalui saluran transmisi dan distribusi dapat dilihat pada gambar 2.1.
Sumber: https://ehendra.files.wordpress.com/2011/06/stl-llll3.jpg
Gambar 2.1. Penyaluran Energi Listrik
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 29
B.
Sistem Distribusi
Sistem distribusi daya listrik meliputi semua jaringan tegangan menengah 20 kV dan semua
jaringan tegangan rendah 380/220 Volt hingga ke meter-meter pelanggan. Jaringan tegangan
menengah (JTM) sering disebut dengan jaringan distribusi primer sedangkan jaringan tegangan
rendah (JTR) sering disebut dengan jaringan distribusi sekunder. Pendistribusian daya listrik
dilakukan melalui saluran udara atau bawah tanah.
Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo-trafo distribusi, dimana
tegangan distribusi 20 kV diturunkan ke level tegangan yang lebih rendah menjadi 380/220 Volt.
Dari trafo-trafo distribusi kemudian para pelanggan listrik dilayani dengan menarik kabel-kabel
tegangan rendah menjalar ke sepanjang pusat pemukiman yang meliputi pelanggan komersial
maupun beberapa industri yang ada di lokasi tersebut.
C.
Jaringan Distribusi Primer
Distribusi primer adalah jaringan distribusi daya listrik yang bertegangan menengah (20 kV).
Jaringan distribusi primer tersebut merupakan jaringan penyulang. Jaringan distribusi primer
berawal dari sisi sekunder trafo daya yang terpasang pada gardu induk hingga ke sisi primer trafo
distribusi yang terpasang pada tiang-tiang saluran. Pola konfigurasi jaringan pada distribusi primer
terdiri dari 5 tipe yaitu sistem radial, sistem lup, sistem spindel, sistem spot network dan sistem
interkoneksi.
1.
Sistem Radial
Sistem jaringan radial pada distribusi tenaga listrik paling banyak digunakan dan paling
sederhana dibandingkan dengan tipe jaringan yang lain. Tenaga listrik yang disalurkan
secara radial melalui gardu induk ke konsumen-konsumen dilakukan secara terpisah
satu sama lainnya. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu
titik yang merupakan sumber dari jaringan itu dan dicabang-cabangkan ke titik-titik
beban yang dilayani. Sistem radial terdiri atas fider (feeders) atau penyulang yang yang
menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial. Konfigurasi jaringan sistem radial
terbagi atas 2 (dua) bagian yaitu sistem radial terbuka dan sistem radial paralel.
a.
Sistem Radial Terbuka
Sistem radial terbuka ini paling tidak dapat diandalkan, karena penyaluran tenaga
listrik hanya dilakukan dengan menggunakan satu saluran saja. Jaringan model ini
sewaktu mendapat gangguan akan menghentikan penyaluran tenaga listrik cukup
lama sebelum gangguan tersebut diperbaiki kembali. Oleh sebab itu kontinuitas
pelayanan pada sistem radial terbuka ini kurang bisa diandalkan.
30 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Selain itu makin panjang jarak saluran dari gardu induk ke konsumen, kondisi
tegangan makin tidak bisa diandalkan, justru bertambah buruk karena rugi-rugi
tegangan akan lebih besar. Berarti kapasitas pelayanan untuk sistem radial
terbuka ini sangat terbatas. Konfigurasi sistem jaringan radial terbuka terlihat
pada gambar 2.2 dan 2.3.
Gambar 2.2. Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Terbuka (1)
Gambar 2.3. Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Terbuka (2)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 31
Kelebihan sistem radial terbuka:
1)
Konstruksinya lebih sederhana
2)
Material yang digunakan lebih sedikit, sehingga lebih murah
3)
Sistem pemeliharaannya lebih murah
4)
Untuk penyaluran jarak pendek akan lebih murah
Kelemahan sistem radial terbuka:
1)
Keandalan sistem ini lebih rendah
2)
Faktor penggunaan konduktor 100 %
3)
Makin panjang jaringan (dari gardu induk atau gardu hubung) kondisi tegangan
tidak dapat diandalkan
b.
4)
Rugi-rugi tegangan lebih besar
5)
Kapasitas pelayanan terbatas
6)
Bila terjadi gangguan penyaluran daya terhenti.
Sistem Radial Paralel
Untuk memperbaiki kekurangan dari sistem radial terbuka diatas maka dipakai
konfigurasi sistem radial paralel, yang menyalurkan tenaga listrik melalui dua
saluran yang diparalelkan. Pada sistem ini titik beban dilayani oleh dua saluran,
sehingga bila salah satu saluran mengalami gangguan, maka saluran yang satu
lagi dapat menggantikan, dengan demikian pemadaman tak perlu terjadi.
Kontinuitas pelayanan sistem radial paralel ini lebih terjamin dan kapasitas
pelayanan bisa lebih besar dan sanggup melayani beban puncak (peak load)
dalam batas yang diinginkan. Kedua saluran dapat dikerjakan untuk melayani titik
beban bersama-sama. Biasanya titik beban hanya dilayani oleh salah satu saluran
saja. Hal ini dilakukan untuk menjaga kontinuitas pelayanan pada konsumen.
Konfigurasi sistem jaringan radial paralel dapat dilihat pada gambar 2.4.
Kelebihan sistem radial paralel:
1)
Kontinuitas pelayanan lebih terjamin, karena menggunakan dua sumber
2)
Kapasitas pelayanan lebih baik dan dapat melayani beban maksimum
3)
Kedua saluran dapat melayani titik beban secara bersama
4)
Bila salah satu saluran mengalami gangguan, maka saluran yang satu lagi
dapat menggantikannya, sehingga pemadaman tak perlu terjadi.
5)
Dapat menyalurkan daya listrik melalui dua saluran yang diparalelkan
32 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Kelemahan sistem radial paralel:
1)
Peralatan yang digunakan lebih banyak terutama peralatan proteksi
2)
Biaya pembangunan lebih mahal.
Gambar 2.4. Konfigurasi Jaringan Sistem Radial Paralel
2.
Konfigurasi Sistem Loop
Sistem jaringan loop merupakan bentuk tertutup, disebut juga bentuk jaringan
ring. Susunan rangkaian saluran membentuk ring yang memungkinkan titik beban
terlayani dari dua arah saluran, sehingga kontinuitas pelayanan lebih terjamin serta
kualitas dayanya menjadi lebih baik. Bentuk sistem jaringan loop diperlihatkan pada
gambar 2.5 dan 2.6.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 33
Gambar 2.5. Konfigurasi Jaringan Sistem Loop (1)
Gambar 2.6. Konfigurasi Jaringan Sistem Loop (2)
Struktur jaringan loop merupakan gabungan dari dua buah struktur jaringan
radial, dimana pada ujung dari dua buah jaringan dipasang sebuah pemutus (PMT)
atau pemisah (PMS). Pada saat terjadi gangguan, atau setelah gangguan dapat diisolir,
maka pemutus atau pemisah ditutup sehingga aliran daya listrik ke bagian yang tidak
terkena gangguan tidak terhenti. Pada umumnya penghantar dari struktur ini
mempunyai struktur yang sama, ukuran konduktor tersebut dipilih sehingga dapat
menyalurkan seluruh daya listrik beban struktur loop, yang merupakan jumlah daya
listrik beban dari kedua struktur radial. Jaringan distribusi loop mempunyai kualitas dan
kontinuitas pelayanan daya yang lebih baik, tetapi biaya investasi lebih mahal dan
cocok digunakan pada daerah yang padat dan memerlukan keandalan tinggi.
34 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Kelebihan sistem loop:
1)
Dapat menyalurkan daya listrik melalui satu atau dua saluran feeder yang saling
berhubungan
2)
Menguntungkan dari segi ekonomis
3)
Bila terjadi gangguan pada salauran maka saluran yang lain dapat menggantikan
untuk menyalurkan daya listrik
4)
Konstinuitas penyaluran daya listrik lebih terjamin
5)
Bila digunakan dua sumber pembangkit, kapasitas tegangan lebih baik dan
regulasi tegangan cenderung kecil
6)
Dalam kondisi normal, pemutus beban dalam keadaan terbuka
7)
Biaya konstruksi lebih murah
8)
Faktor penggunaan konduktor lebih rendah, yaitu 50 %
9)
Keandalan relatif lebih baik
Kelemahan sistem loop:
1)
Keterandalan sistem ini lebih rendah
2)
Jatuh tegangan makin besar
3)
Bila beban yang dilayani bertambah, maka kapasitas pelayanan akan lebih jelek
Bentuk sistem jaringan distribusi loop ini ada 2 macam yaitu :
1)
Bentuk open loop, dilengkapi dengan normally open switch yang terletak pada
salah satu bagian gardu distribusi dan dalam keadaan normal rangkaian selalu
terbuka. Skema rangkaian loop terbuka dapat dilihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7. Skema Rangkaian Loop Terbuka
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 35
2) Bentuk close loop, dilengkapi dengan normally close switch yang terletak pada
salah satu bagian diantara gardu distribusi dan dalam keadaan normal rangkaian
selalu tertutup. Skema rangkaian loop tertutup dapat dilihat pada gambar 2.8
Gambar 2.8. Skema Rangkaian Loop Tertutup
3.
Konfigurasi Sistem Spindel
Jaringan distribusi spindel merupakan saluran kabel bawah tanah tegangan
menengah (SKTM) yang penerapannya cocok di kota-kota besar. Sistem jaringan
spindel biasanya terdiri atas maksimum 6 penyulang dalam keadaan dibebani, dan satu
penyulang dalam keadaan kerja tanpa beban. Saluran penyulang yang beroperasi
dalam keadaan berbeban dinamakan "working feeder" atau saluran kerja, sedangkan
saluran yang dioperasikan tanpa beban dinamakan "express feeder".
Fungsi "express feeder" dalam hal ini selain sebagai cadangan pada saat terjadi
gangguan pada salah satu "working feeder", juga berfungsi untuk memperkecil
terjadinya drop tegangan pada sistem distribusi bersangkutan pada keadaan operasi
normal. Konfigurasi jaringan sistem spindel dapat dilihat pada gambar 2.9 dan 2.10.
Adapun operasi sistem jaringan spindel adalah sebagai berikut:
1)
Dalam keadaan normal semua saluran digardu hubung (GH) terbuka sehingga
semua SKTM beroperasi radial.
2)
Dalam keadaan normal saluran ekspress tidak dibebani dan dihubungkan dengan
rel di gardu hubung dan digunakan sebagai pemasok cadangan dari gardu hubung.
3)
Bila salah satu seksi dari SKTM mengalami gangguan, maka saklar beban di
kedua ujung seksi yang terganggu dibuka. Kemudian sisi gardu induk (GI)
36 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
mendapat suplai dari GI, dan gardu hubung mendapat supply dari gardu hubung
melalui saluran ekspres.
Sistem jaringan distribusi spindel sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan- kebutuhan
antara lain:
1)
Peningkatan keandalan / kontinuitas pelayanan sistem.
2)
Menurunkan atau menekan rugi – rugi akibat gangguan.
3)
Sangat baik untuk men-supply daerah beban yang memiliki kerapatan beban yang
cukup tinggi.
Perluasan jaringan mudah dilakukan.
150 KV
PMT 150 KV
TRAFO DAYA
PMT 20 KV
20 KV
PMT 20 KV
EXPRESS FEEDER
4)
SKB (BUKA)
Gambar 2.9 : Konfigurasi Jaringan Sistem Spindel (1)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 37
Gambar 2.10 : Konfigurasi Jaringan Sistem Spindel (2)
4.
Konfigurasi Sistem Spot Network
Untuk pelanggan yang tidak boleh padam (pelanggan VVIP) misalkan: Istana
Presiden, Gedung MPR, bandar udara dan rumah sakit maka tenaga listrik disuplai
dengan pola jaringan spot network dengan minimal 2 penyulang sekaligus plus
Automatic Change Over. Sistem Spot network merupakan sistem penyaluran tenaga
listrik yang dilakukan secara terus-menerus oleh dua atau lebih feeder pada gardugardu induk dari beberapa pusat pembangkit tenaga listrik yang bekerja secara paralel.
Sistem ini merupakan pengembangan dari sistem-sistem yang terdahulu dan
merupakan sistem yang paling baik serta dapat diandalkan, mengingat sistem ini
dilayani oleh dua atau lebih sumber tenaga listrik. Selain itu jumlah cabang lebih
banyak dari jumlah titik feeder. Konfigurasi jaringan sistem spot network dapat dilihat
pada gambar 2.11.
38 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.11 : Konfigurasi Jaringan Sistem Spot Network
Sistem spot network dapat digunakan pada daerah-daerah yang memiliki
kepadatan tinggi dan mempunyai kapasitas dan kontinuitas pelayanan yang sangat
baik. Gangguan yang terjadi pada salah satu saluran tidak akan mengganggu
kontinuitas pelayanan. Sebab semua titik beban terhubung paralel dengan beberapa
sumber tenaga listrik.
Kelebihan sistem spot network:
1)
Penyaluran tenaga listrik dapat dilakukan secara terus-menerus (selama 24 jam)
dengan menggunakan dua atau lebih feeder.
2)
Merupakan pengembangan dari sistem-sistem yang terdahulu.
3)
Tingkat keterandalannya lebih tinggi
4)
Jumlah cabang lebih banyak dari jumlah titik feeder
5)
Dapat digunakan pada daerah-daerah yang memiliki tingkat kepadatan yang tinggi.
6)
Memiliki kapasitas dan kontinuitas pelayanan sangat baik
7)
Gangguan yang terjadi pada salah satu saluran tidak akan mengganggu
kontinuitas pelayanan.
Kelemahan sistem spot network:
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 39
5.
1)
Biaya konstruksi dan pembangunan lebih tinggi
2)
Setting alat proteksi lebih sukar
Konfigurasi Sistem Interkoneksi
Sistem interkoneksi ini merupakan perkembangan dari sistem spot network.
Sistem ini menyalurkan tenaga listrik dari beberapa pusat pembangkit tenaga listrik
yang dikehendaki bekerja secara paralel. Sehingga penyaluran tenaga listrik dapat
berlangsung terus menerus (tak terputus), walaupun daerah kepadatan beban cukup
tinggi dan luas. Hanya saja sistem ini memerlukan biaya yang cukup mahal dan
perencanaan yang cukup matang. Untuk perkembangan dikemudian hari, sistem
interkoneksi ini sangat baik, bisa diandalkan dan merupakan sistem yang mempunyai
kualitas yang cukup tinggi. Konfigurasi jaringan sistem interkoneksi dapat dilihat pada
gambar 2.12.
Gambar 2.12 : Konfigurasi Jaringan Sistem Interkoneksi
Pada sistem interkoneksi ini apabila salah satu pusat pembangkit tenaga listrik
mengalami kerusakan, maka penyaluran tenaga listrik dapat dialihkan ke pusat
40 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
pembangkit lain. Untuk pusat pembangkit yang mempunyai kapasitas kecil dapat
dipergunakan sebagai pembantu dari pusat pembangkit utama (yang mempunyai
kapasitas tenaga listrik yang besar). Apabila beban normal sehari-hari dapat diberikan
oleh pusat pembangkit tenaga listrik tersebut, sehingga ongkos pembangkitan dapat
diperkecil.
Pada sistem interkoneksi ini pusat pembangkit tenaga listrik bekerja bergantian
secara teratur sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Sehingga tidak ada pusat
pembangkit yang bekerja terus-menerus. Cara ini akan dapat memperpanjang umur
pusat pembangkit dan dapat menjaga kestabilan sistem pembangkitan.
Kelebihan sistem interkoneksi:
1)
Merupakan pengembangan sistem spot network
2)
Dapat menyalurkan tenaga listrik dari beberapa pusat pembangkit tenaga listrik.
3)
Penyaluran tenaga listrik dapat berlangsung terus-menerus (tanpa putus),
walaupun daerah kepadatan beban cukup tinggi dan luas.
4)
Memiliki keterandalan dan kualitas sistem yang tinggi.
5)
Apabila salah satu pembangkit mengalami kerusakan, maka penyaluran tenaga
listrik dapat dialihkan ke pusat pembangkit lainnya.
6)
Bagi pusat pembangkit yang memiliki kapasitas lebih kecil, dapat dipergunakan
sebagai cadangan atau pembantu bagi pusat pembangkit utama (yang memiliki
kapasitas tenaga listrik yang lebih besar).
7)
Ongkos pembangkitan dapat diperkecil
8)
Sistem ini dapat bekerja secara bergantian sesuai dengan jadwal yang telah
ditentukan.
9)
Dapat memperpanjang umur pusat pembangkit
10) Dapat menjaga kestabilan sistem pembangkitan
11) Keterandalannya lebih baik.
12) Dapat di capai penghematan di dalam investasi
Kelemahan sistem interkoneksi:
1)
Memerlukan biaya yang cukup mahal.
2)
Memerlukan perencanaan yang lebih matang.
3)
Saat terjadi gangguan hubung singkat pada penghantar jaringan, maka semua
pusat pembangkit akan tergabung di dalam sistem dan akan ikut menyumbang
arus hubung singkat ke tempat gangguan tersebut.
4)
Jika terjadi unit-unit mesin pada pusat pembangkit terganggu, maka akan
mengakibatkan jatuhnya sebagian atau seluruh sistem.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 41
D.
5)
Perlu menjaga keseimbangan antara produksi dengan pemakaian.
6)
Merepotkan saat terjadi gangguan petir
Jaringan Distribusi Sekunder
Distribusi sekunder adalah jaringan daya listrik yang termasuk dalam kategori tegangan
rendah (sistem 380/220 Volt), yaitu rating yang sama dengan tegangan peralatan yang dilayani.
Jaringan distribusi sekunder bermula dari sisi sekunder trafo distribusi dan berakhir hingga ke alat
ukur (meteran) pelanggan. Sistem jaringan distribusi sekunder disalurkan kepada para pelanggan
melalui kawat berisolasi. Jaringan distribusi sekunder dapat dilihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13. Jaringan Distribusi Sekunder
Melihat letaknya, sistem distribusi ini merupakan bagian yang langsung berhubungan dengan
konsumen, jadi sistem ini selain berfungsi menerima daya listrik dari sumber daya (trafo distribusi),
juga akan mengirimkan serta mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. Mengingat bagian ini
berhubungan langsung dengan konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus diperhatikan.
Pada jaringan tegangan rendah 380/220V ada beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan
(PLN, 1992: NP). Dalam satu tiang saluran tegangan rendah (STR) dapat disambung maksimum 5
sambungan layanan pelanggan (SLP), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.14.
42 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.14. Satu Tiang STR Maksimum 5 SLP
Dalam satu sambungan layanan pelanggan, dapat disambung seri maksimum 5 pelanggan
seperti terlihat pada gambar 2.15. Dengan tetap memperhatikan jatuh tegangan yang diijinkan.
Jarak sambungan maksimum dari tiang ke rumah terakhir 150m, dan jarak sambungan maksimum
dari tiang ke rumah atau dari rumah kerumah, maksimum 30m.
Gambar 2.15. Satu Tiang SLP Maksimum 5 Pelanggan Secara Seri
Pada sambungan satu tiang atap, maksimum dapat disambung 3 (tiga) sambungan layanan
pelanggan seperti Gambar 2.16.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 43
Gambar 2.16. Sambungan Satu Tiang Atap Maksimum 3 SLP
E.
Relasi Arus, Tegangan dan Daya pada Jaringan Distribusi
1.
Tegangan
Tegangan untuk jaringan distribusi dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu tegangan
menengah (TM) dan tegangan rendah (TR). Tegangan menengah adalah tegangan
dengan rentang 1 kV sampai dengan 30 kV. Untuk negara Indonesia, tegangan
menengah yang digunakan adalah 20 kV yaitu tegangan antar phasa-phasa. Tegangan
menengah dipakai untuk penyaluran energi listrik dari gardu induk (GI) menuju gardugardu distribusi atau langsung menuju pelanggan tegangan menengah. Dilihat dari
pengawatannya, sistem distribusi tegangan menengah dibagi menjadi dua macam
yaitu:
a. Sistem distribusi 20 kV tiga phasa 3 kawat dengan pentanahan netral tinggi
dan sistem distribusi 20 kV dengan pentanahan netral rendah
b. Sistem distribusi 20 kV tiga phasa 4 kawat dengan netral pentanahan
langsung.
Tegangan rendah pada saluran distribusi adalah tegangan dengan nilai di bawah
1 kV yang digunakan untuk penyaluran daya dari gardu distribusi menuju pelanggan
tegangan rendah. Penyaluran saluran distribusi pada tegangan rendah (TR) dilakukan
dengan menggunakan sistem satu phasa dua kawat dan sistem tiga phasa empat
kawat yang dilengkapi netral. Indonesia sendiri menggunakan tegangan rendah
380/220 V dimana tegangan 380 V merupakan besar tegangan antar phasa dan
tegangan 220 V yang merupakan tegangan phasa-netral.
44 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Sistem distribusi tiga phasa empat kawat dapat dilihat pada gambar 2.17
sedangkan instalasi trafo distribusi yang menggunakan sistem tiga phasa empat kawat
dapat dilihat pada gambar 2.18.
Gambar 2.17. Sistem Distribusi Tiga Phasa Empat Kawat
Gambar 2.18. Sistem Tiga Phasa Empat Kawat Pada Trafo Distribusi
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 45
Seperti terlihat pada gambar 2.18, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung
bintang/star dan saluran netral diambil dari titik bintangnya. Rumus tegangan 3 phasa
adalah sebagai berikut:
Vp 
VL
3
Keterangan,
VP = tegangan phasa - netral (R-N atau S-N atau T-N)
VL = tegangan phasa - phasa (R-S atau S-T atau R-T)
2.
Daya
Daya semu (kVA) yang dikirimkan dalam jaringan distribusi terdiri dari daya aktif
(kW) dan daya reaktif (kVar). Hubungan antara daya aktif, daya reaktif dan daya semu
dapat digambarkan dalam segitiga daya seperti terlihat pada Gambar 2.19.
Gambar 2.19. Segitiga Daya
Dari gambar tersebut dapat kita peroleh :
S2 = P2 + Q2
P = S cos θ
Q = S sin θ
Daya listrik pada sistem 1 phasa dapat dirumuskan sebagai berikut :
Daya aktif,
P1ɸ = Vp . Ip Cos θ
( kW )
Daya reaktif,
Q1ɸ = Vp . Ip Sin θ
( kVar )
46 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Daya semu,
S1ɸ = Vp . Ip*
( kVA )
S1  ( V  ) . ( I  ) *
S1  (V  ) . ( I    )
S1  (V  ) . ( I    )
S1  V
I   
S1  V
I cos (   )  j V
I sin (   )
Karena sudut    adalah merupakan sudut phasa antara tegangan dan arus, jadi
sama dengan sudut θ, sehingga persamaan daya semu menjadi seperti berikut ini
Daya semu,
S1  V
I cos   j V
I sin 
S1ɸ = P1ɸ + j Q1ɸ
S1ɸ = √
Daya listrik pada sistem 3 phasa dapat dirumuskan sebagai berikut :
Daya aktif,
P3ɸ = 3 VP . IP Cos θ
( kW )
P3ɸ = √3 VL . IL Cos θ
Daya reaktif,
Q3ɸ = 3 VP . IP Sin θ
( kVar )
Q3ɸ = √3 VL . IL sin θ
Daya semu,
S3ɸ = 3 VP . IP *
(kVA)
S3ɸ = √3 VL . IL*
S3ɸ = P3ɸ + j Q3ɸ
Jika suatu beban seimbang dihubungkan bintang (Y), maka tegangan pada
masing-masing impedansi adalah tegangan saluran dibagi √ dan arus yang mengalir
lewat masing-masing impedansi tersebut sama dengan arus saluran, atau :
√
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 47
Keterangan,
VP = tegangan phasa – netral (Volt)
VL = tegangan phasa – phasa (Volt)
IP = arus phasa – netral (Ampere)
IL = arus phasa – phasa (Ampere)
sehingga daya aktif yang masuk ke beban hubung bintang (Y) adalah
P3ɸ = 3 VP . IP Cos θ
=3.
=3.
√
√
. IL . Cos θ
. IL . Cos θ
√
√
= √3 VL . IL Cos θ
Beban hubung bintang dapat dilihat pada gambar 2.20.
Gambar 2.20. Beban Hubung Bintang (Y)
Jika suatu beban seimbang dihubungkan delta (Δ), maka tegangan pada masingmasing impedansi adalah tegangan antar saluran dan arus yang mengalir lewat
masing-masing impedansi tersebut sama dengan besarnya arus saluran dibagi √ ,
atau :
√
48 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
sehingga daya aktif yang masuk ke beban hubung delta (Δ) adalah
P3ɸ = 3 VP . IP Cos θ
= 3 . VL .
= 3 . VL .
√
√
. Cos θ
. Cos θ
√
√
= √3 VL . IL Cos θ
Beban hubung delta dapat dilihat pada gambar 2.21
Gambar 2.21 Beban Hubung Delta (Δ)
Contoh soal 1
Sebuah saluran distribusi tiga phasa 416 V mensuplai beban hubung bintang, arus beban
yang dihasilkan sebesar 20 A dengan faktor daya sebesar 0,75. Hitunglah:
a. Tegangan beban
b. Arus saluran distribusi
c. Daya aktif pada beban per phasa dan total daya aktif beban
d. Daya reaktif pada beban per phasa dan total daya reaktif beban
e. Daya semu pada beban per phasa dan total daya semu pada beban
Jawab:
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 49
cos θ = 0,75
Faktor Daya,
θ = cos-1 (0,75)
θ = 41,410
a. Tegangan yang masuk ke beban hubung bintang adalah
√
=
√
VP = 240 V
b. Arus saluran adalah arus yang masuk ke beban
c. Daya aktif pada beban per phasa,
P1ɸ = Vp . Ip Cos θ
= 240 . 20 . 0,75
= 3600 W
= 3,6 kW
Total daya aktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
P3ɸ = 3 P1ɸ
= 3 . 3600
= 10800 W
= 10,8 kW
atau
P3ɸ = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 416 . 20 . 0.75
= 10807 W
= 10,8 kW
d. Daya reaktif pada beban per phasa,
Q1ɸ = Vp . Ip sin θ
= 240 . 20 . sin 41,410
= 240 . 20 . 0,6614
= 3175 Var
= 3,2 kVar
50 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Total daya reaktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
Q3ɸ = 3 Q1ɸ
= 3 . 3175
= 9525 Var
= 9,5 kVar
atau
Q3ɸ = √3 VL . IL sin θ
= √3 . 416 . 20 . sin 41,410
= 9531 Var
= 9,5 kVar
e. Daya semu pada beban per phasa,
S1ɸ = P1ɸ + j Q1ɸ
=√
=√
= √23,2
= 4,8 kVA
Total daya aktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
S3ɸ = 3 S1ɸ
= 3 . 4,8
= 14,4 VA
atau,
S3ɸ = √3 VL . IL*
= √3 . 416 . 20
= 14410,66 VA
= 14,4 VA
Contoh soal 2
Sebuah saluran distribusi tiga phasa 380 V mensuplai beban hubung delta dengan arus
saluran 10 A dengan faktor daya sebesar 0,85. Hitunglah:
a. Tegangan beban
b. Arus beban
c. Daya aktif pada beban per phasa dan total daya aktif beban
d. Daya reaktif pada beban per phasa dan total daya reaktif beban
e. Daya semu pada beban per phasa dan total daya semu pada beban
Jawab:
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 51
cos θ = 0,85
Faktor Daya,
θ = cos-1 (0,85)
θ = 31,790
a. Tegangan yang masuk ke beban hubung delta adalah tegangan saluran
b. Arus yang masuk ke beban hubung delta adalah
√
=
√
IP = 5,77 A
c. Daya aktif pada beban per phasa,
P1ɸ = Vp . Ip Cos θ
= 380 .
√
. 0,85
= 220 . 10 . 0,85
= 1870 W
= 1,9 kW
Total daya aktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
P3ɸ = 3 P1ɸ
= 3 . 1870
= 5610 W
= 5,6 kW
atau
P3ɸ = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 380 . 10 . 0.85
= 5594,5 W
= 5,6 kW
d. Daya reaktif pada beban per phasa,
Q1ɸ = Vp . Ip sin θ
= 380 .
√
. sin 31,790
= 220 . 10 . 0,5268
= 1159 Var
= 1,2 kVar
52 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Total daya reaktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
Q3ɸ = 3 Q1ɸ
= 3 . 1159
= 3477 Var
= 3,5 kVar
atau
Q3ɸ = √3 VL . IL sin θ
= √3 . 380 . 10 . sin 31,790
= 3467 Var
= 3,5 kVar
e. Daya semu pada beban per phasa,
S1ɸ = P1ɸ + j Q1ɸ
=√
=√
= √5,05
= 2,2 kVA
Total daya aktif pada beban dengan menggunakan sistem 3 phasa adalah
S3ɸ = 3 S1ɸ
= 3 . 2,2
= 6,6 kVA
atau,
S3ɸ = √3 VL . IL*
= √3 . 380 . 10
= 6581,79 VA
= 6,6 kVA
3.
Effisiensi
Effisiensi pada saluran distribusi adalah perbandingan antara besarnya daya
listrik keluaran dengan daya listrik yang masuk pada saluran distribusi. Effisiensi pada
saluran distribusi dapat dihitung dengan:
dimana,
Pin = Prugi-rugi + Pout
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 53
F.
Penyusutan Energi pada Jaringan Distribusi
Setiap penyaluran energi listrik dari sumber tenaga listrik ke konsumen yang letaknya
berjauhan seringkali mengalami rugi-rugi daya yang cukup besar yang diakibatkan oleh rugi-rugi
pada saluran dan juga rugi-rugi pada trafo yang digunakan. Rugi-rugi pada saluran distribusi
meliputi rugi-rugi daya listrik dan rugi-rugi tegangan saluran. Rugi-rugi tegangan biasanya dikenal
dengan istilah jatuh tegangan (drop voltage). Rugi-rugi saluran dan rugi-rugi trafo tersebut memberi
pengaruh yang besar terhadap kualitas daya serta tegangan yang dikirimkan ke sisi pelanggan.
Nilai tegangan yang melebihi batas toleransi akan menyebabkan tidak optimalnya kerja dari
peralatan listrik pada sisi konsumen. Selain itu, rugi-rugi daya yang besar akan menimbulkan
kerugian finansial di sisi pengelola energi listrik. Rugi-rugi pada jaringan distribusi disebabkan
karena saluran distribusi mempunyai hambatan, reaktansi dan kapasitansi. Nilai kapasitansi
saluran distribusi biasanya kecil sehingga dapat diabaikan. Untuk memudahkan perhitungan dalam
menganalisa jaringan distribusi sistem tiga phasa maka dibuat rangkaian ekuivalen saluran satu
phasa seperti terlihat pada gambar 2.22.
Gambar 2.22. Rangkaian Ekuivalen Saluran Distribusi
Keterangan gambar:
VS = tegangan pengiriman (volt)
VR = tegangan beban (volt)
R
= tahanan saluran (ohm )
X
= reaktansi induktif saluran (ohm)
Z
= impedansi saluran (ohm )
I
= arus yang mengalir ke beban (A)
L
= panjang saluran (km)
54 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Dari gambar rangkaian ekuivalen saluran distribusi diatas maka didapat persamaan berikut:
VS = VR + I . Z
Z = R+jX
1.
Jatuh Tegangan
Jatuh tegangan merupakan besarnya tegangan yang hilang pada suatu
penghantar atau bisa dikatakan bahwa adanya perbedaan tegangan antara tegangan
kirim dan tegangan terima. Jatuh tegangan pada suatu saluran tenaga listrik secara
umum berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik
dengan luas penampang penghantar. Jika ada arus yang mengalir melalui saluran
distribusi maka akan terjadi penurunan tegangan sepanjang saluran. Dengan demikian
tegangan pada pusat beban tidak sama dengan tegangan pengiriman. Penurunan
tegangan terdiri dari dua komponen yaitu:
1) I . R , yaitu rugi tegangan akibat tahanan saluran
2) I . X , yaitu rugi tegangan akibat reaktansi induktif saluran
Berdasarkan rangkaian ekuivalen saluran distribusi diatas, maka persamaan jatuh
tegangan didapatkan dari diagram vektor arus dan tegangan pada saluran distribusi
seperti yang terlihat pada gambar 2.23.
Gambar 2.23. Diagram Vektor Arus dan Tegangan Saluran Distribusi
Pada Gambar 2.23 dapat diperhatikan bahwa persamaan tegangan yang mendasari
diagram vektor tersebut adalah :
VS = VR + I . R . cos θ + I . X . sin θ
VS = VR + I (R . cos θ + X . sin θ)
VS - VR = I (R . cos θ + X . sin θ)
ΔV = I (R cos θ + X sin θ)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 55
sehingga jatuh tegangan saluran distribusi (ΔV) per phasa adalah:
ΔV1ɸ = I (R cos θ + X sin θ) (volt )
Jatuh tegangan saluran distribusi (ΔV) dengan sistem 3 phasa adalah:
ΔV3ɸ = √3 . ΔV1ɸ
ΔV3ɸ = √3 . I (R cos θ + X sin θ) (volt )
keterangan,
Cos θ = faktor daya
Besarnya jatuh tegangan pada saluran distribusi per phasa atau 3 phasa dapat
dinyatakan dalam per unit (pu) atau dalam persentase (%), yaitu:
ΔVpu
pu
ΔVpu
pu
atau,
atau,
%ΔV
= ΔVpu . 100
Berdasarkan SPLN 72 : 1987 dapat dikatakan bahwa maka sebuah jaringan tegangan
menengah harus memenuhi kriteria jatuh tegangan (drop voltage) sebagai berikut :
1) Jatuh tegangan pada jaringan sistem spindel maksimum 2%
2) Jatuh tegangan pada jaringan sistem loop dan radial maksimum 5%
2.
Rugi-Rugi Daya
Dalam penyalurannya, tenaga listrik mengalami rugi – rugi daya listrik yang besar
karena luasnya daerah yang membutuhkan suplai tenaga listrik dari jaringan distribusi.
Rugi-rugi daya listrik pada saluran distribusi dibagi menjadi 2 bagian yaitu: rugi-rugi
daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif.
56 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
a.
Rugi-rugi daya aktif
Besar rugi daya aktif ditentukan oleh kuadrat arus (I 2) dan resistansi jaringan (R)
yang merupakan representasi jarak saluran. Dengan kata lain, elemen yang paling
berpengaruh terhadap besarnya rugi – rugi daya aktif adalah besarnya arus dan
besarnya resistansi jaringan. Resistansi jaringan akan sangat dipengaruhi oleh
jarak saluran itu sendiri.
Rugi-rugi daya aktif per phasa dapat dilihat pada persamaan berikut:
Prugi-rugi(1ɸ) = I2 . R
(watt)
sedangkan rugi-rugi daya aktif tiga phasa adalah
Prugi-rugi (3ɸ) = 3. I2 . R (watt)
= 3 . P1ɸ
keterangan,
I = arus yang mengalir dalam jaringan (A)
R = hambatan dalam penghantar (ohm)
b.
Rugi-rugi daya reaktif
Besar rugi daya reaktif ditentukan oleh kuadrat arus (I2) dan reaktansi jaringan (X)
yang merupakan representasi jarak saluran. Dengan kata lain, elemen yang paling
berpengaruh terhadap besarnya rugi – rugi daya reaktif adalah besarnya arus dan
besarnya reaktansi jaringan. Reaktansi jaringan akan sangat dipengaruhi oleh jarak
saluran itu sendiri.
Rugi-rugi daya reaktif per phasa dapat dilihat pada persamaan berikut:
Qrugi-rugi(1ɸ) = I2 . X
(Var)
sedangkan rugi-rugi daya reaktif tiga phasa adalah
Qrugi-rugi (3ɸ) = 3. I2 . X (Var)
= 3 . Q1ɸ
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 57
Contoh Soal 3.
Suatu saluran distribusi tiga phasa dengan tegangan 20 kV mensuplai beban hubung bintang
di titik A seperti terlihat pada gambar 2.24, arus beban adalah 100 A dengan faktor daya
sebesar 0,8 sedangkan impedansi saluran distribusi adalah 0,55 + j 0,5 ohm.
Hitunglah:
a.
Jatuh tegangan saluran distribusi
b.
Rugi-rugi daya saluran distribusi
c.
Daya aktif beban per phasa serta daya aktif beban 3 phasa
d.
Daya reaktif beban per phasa serta daya reaktif beban 3 phasa
e.
Daya semu per phasa serta daya semu beban 3 phasa
f.
Effisiensi saluran distribusi
Gambar 2.24. Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai Beban A
Jawab:
Tegangan yang masuk ke beban hubung bintang adalah
√
=
√
VP = 11,55 kV
Faktor daya, cos θ = 0,8
θ = cos-1 (0,8)
θ = 36,870
Impedansi saluran,
Z=R+jX
Z = 0,55 + j 0,5 ῼ
sehingga, nilai R = 0,55 ῼ dan X = 0,5 ῼ
58 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
a.
Jatuh tegangan pada saluran distribusi per phasa adalah
ΔV1ɸ = I (R cos θ + X sin θ)
= 100 [ (0,55 . 0,8) + (0,5 . sin 36,870) ]
= 100 [ (0,55 . 0,8) + (0,5 . 0,6) ]
= 100 (0,44 + 0,3)
= 100 (0,74)
= 74 V
= 0,074 kV
Jatuh tegangan pada saluran distribusi 3 phasa adalah
ΔV3ɸ = √3 . ΔV1ɸ
= √3 . 74
= 128, 17 V
= 0,128 kV
atau,
Jatuh tegangan pada saluran distribusi per unit adalah
ΔVpu
. (pu)
=0,0064 pu
sehingga besarnya persentase jatuh tegangan pada saluran distribusi adalah
% ΔV
= ΔVpu . 100
= 0,0064 . 100
= 0,64
atau,
ΔVpu
(pu)
=0,0064 pu
% ΔV
= ΔVpu . 100
= 0,0064 . 100
= 0,64
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 59
b. Rugi-rugi daya saluran distribusi adalah rugi-rugi daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif
Rugi-rugi daya aktif
Rugi-rugi daya aktif saluran per phasa di titik A adalah
Prugi-rugi (1ɸ) = I2 . R
= (100)2 . 0,55
= 10.000 . (0,55)
= 5500 W
= 5,5 kW
Rugi-rugi daya aktif 3 phasa adalah
Prugi-rugi (3ɸ) = 3. Prugi-rugi (1ɸ)
= 3 . 5,5
= 16,5 kW
= 0,0165 MW
Rugi-rugi daya reaktif
Rugi-rugi daya reaktif saluran per phasa di titik A adalah:
Qrugi-rugi (1ɸ) = I2 . X
= (100)2 . 0,5
= 10.000 . (0,5)
= 5000 Var
= 5 kVar
Rugi-rugi daya reaktif 3 phasa adalah:
Qrugi-rugi (3ɸ) = 3. Qrugi-rugi (1ɸ)
=3.5
= 15 kVar
= 0,015 MVar
60 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
c.
Daya aktif pada beban per phasa dapat dihitung dengan menggunakan rumus
P1ɸ = Vp . Ip cos θ
= 11,55 . 100 . 0,8
= 924 kW
= 0,92 MW
Daya aktif pada beban 3 phasa adalah:
P3ɸ = 3. P1ɸ
= 3 . 924
= 2772 kW
= 2,77 MW
atau,
P3ɸ = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 20 . 100 . 0.8
= 2771,28 kW
= 2,77 MW
d.
Daya reaktif pada beban per phasa dapat dihitung dengan menggunakan rumus
Q1ɸ = Vp . Ip sin θ
= 11,55 . 100 . sin 36,870
= 11,55 . 100 . 0,6
= 693 kVar
= 0,69 MVar
Daya reaktif pada beban 3 phasa adalah:
Q3ɸ = 3. Q1ɸ
= 3 . 693
= 2079 kVar
= 2,08 MVar
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 61
atau,
Q3ɸ = √3 VL . IL sin θ
= √3 . 20 . 100 . sin 36,870
= √3 . 20 . 100 . 0.6
= 2078,46 kVar
= 2,08 MVar
e.
Daya Semu pada beban per phasa dapat dihitung dengan menggunakan rumus
S1ɸ = P1ɸ + j Q1ɸ
=√
=√
= 1155 kVA
= 1,15 MVA
Daya Semu pada beban 3 phasa adalah:
S3ɸ = 3 S1ɸ
= 3 . 1155
= 3465 kVA
= 3,46 MVA
atau,
S3ɸ = √3 VL . IL*
= √3 . 20 . 100
= 3464,1 kVA
= 3,46 MVA
f.
Effisensi saluran distribusi dapat dihitung dengan menggunakan rumus
dimana,
Pin = Prugi-rugi + Pout
= 0,0165 + 2,8
= 2,82 MW
62 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
sehingga effisiensi saluran distribusi adalah
Contoh Soal 4
Sistem distribusi sekunder 3 phasa 4 kawat dengan tegangannya 416 V mensuplai beban
hubung bintang di titik A, B, C seperti ditunjukkan pada gambar 2.25. Hitunglah :
a.
Jatuh tegangan saluran distribusi
b.
Daya aktif pada masing-masing beban per phasa dan 3 phasa serta total daya aktifnya
c.
Daya reaktif pada masing-masing beban per phasa dan 3 phasa serta total daya
reaktifnya
d.
Daya semu pada masing-masing beban per phasa dan 3 phasa serta total daya
reaktifnya
e.
Daya semu pada output trafo distribusi serta faktor daya pada trafo distribusi
f.
Rugi-rugi daya saluran distribusi
g.
Effisiensi saluran distribusi
Gambar 2.25. Saluran Distribusi 3 phasa Mensuplai Beban A, B dan C
Jawab:
Tegangan yang masuk ke beban hubung bintang adalah
√
=
√
VP = 240 V
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 63
Beban A
Arus beban,
IA = 30 A
Faktor daya,
cos θ = 1
θ = cos-1 (1)
θ = 00
Beban B
Arus beban,
IB = 20 A
Faktor daya,
cos θ = 0,5
θ = cos-1 (0,5)
θ = 600
Beban C
Arus beban,
IC = 50 A
Faktor daya,
cos θ = 0,9
θ = cos-1 (0,9)
θ = 25,840
a.
Gunakan persamaan jatuh tegangan saluran distribusi per phasa
ΔV = I (R cos θ + X sin θ)
Beban A
Impedansi saluran di titik A adalah impedansi saluran dari output trafo ke titik A
Z =R+jX
ZA = Z(trafo-A)
ZA = 0,05 + j 0,01 ῼ
sehingga, nilai R = 0,05 ῼ dan X = 0,01 ῼ
Jatuh tegangan saluran distribusi pada beban per phasa di titik A adalah
ΔVA (1ɸ) = I (R cos θ + X sin θ)
= 30 [ (0,05 . 1) + (0,1 . sin 00) ]
= 30 [ (0,05 . 1) + (0) ]
= 30 (0,05 + 0)
= 30 (0,05)
= 1,5 Volt
64 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
atau,
Jatuh tegangan pada saluran distribusi per unit di titik A adalah
ΔVA (pu)
(pu)
=0,00625 pu
sehingga besarnya persentase jatuh tegangan saluran distribusi di titik A adalah
% ΔVA = ΔVA (pu) . 100
= 0,00625 . 100
= 0,625
Beban B
Impedansi saluran di titik B adalah impedansi saluran dari output trafo ke titik A ditambah
dengan impedansi saluran dari titik A ke B.
,
Z =R+jX
ZB = Z(trafo-A) + Z(A-B)
ZB = [ (0,05 + j 0,01) + (0,1 + j0,02) ] ῼ
= 0,15 + j 0,03 ῼ
sehingga, nilai R = 0,15 ῼ dan X = 0,03 ῼ
Jatuh tegangan saluran distribusi pada titik B per phasa adalah
ΔVB (1ɸ) = I (R cos θ + X sin θ)
= 20 [ (0,15 . 0,5) + (0,03 . sin 600) ]
= 20 [(0,15 . 0,5) + (0,03 . 0,866) ]
= 20 (0,075 + 0,02598)
= 20 (0,101)
= 2,02 Volt
atau,
Jatuh tegangan pada saluran distribusi per unit di titik B adalah
ΔVB (pu)
(pu)
=0,00842 pu
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 65
sehingga besarnya persentase jatuh tegangan saluran distribusi di titik B adalah
% ΔVB = ΔVB (pu) . 100
= 0,00842 . 100
= 0,842
Beban C
Impedansi saluran di titik C adalah impedansi saluran dari output trafo ke titik A ditambah
dengan impedansi saluran dari titik A ke B ditambah dengan impedansi saluran dari titik
B ke C.
,
Z =R+jX
ZC = Z(trafo-A) + Z(A-B) + Z(B-C)
ZC = [(0,05 + j 0,05) + (0,1 + j 0,02) + (0,05 + j0,05) ] ῼ
= 0,2 + j 0,08 ῼ
sehingga, nilai R = 0,2 ῼ dan X = 0,08 ῼ
Jatuh tegangan saluran distribusi pada beban per phasa di titik C adalah
ΔVC (1ɸ) = I (R cos θ + X sin θ)
= 50 [ (0,2 . 0,9) + (0,08 . sin 25,840) ]
= 50 [(0,2 . 0,9) + (0,08 . 0,436) ]
= 50 (0,18 + 0,03488)
= 50 (0,2148)
= 10,744 Volt
atau,
Jatuh tegangan pada saluran distribusi per unit di titik C adalah
ΔVC (pu)
(pu)
=0,0448 pu
sehingga besarnya persentase jatuh tegangan saluran distribusi di titik C adalah
% ΔVC = ΔVC (pu) . 100
= 0,0448 . 100
= 4,48
66 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Sehingga total jatuh tegangan per phasa adalah
Ʃ ΔV(1ɸ) = ΔVA + ΔVB + ΔVC
= 1,5 + 2,02 + 10,744
= 14, 264 V
atau,
Total jatuh tegangan pada saluran distribusi per unit adalah
Ʃ ΔVpu
(pu)
=0,0594 pu
sehingga total besarnya persentase jatuh tegangan saluran distribusi adalah
% Ʃ ΔV = Ʃ ΔVpu . 100
= 0,0594 . 100
= 5,94
b.
Daya aktif per phasa untuk masing-masing beban
Beban A
Daya aktif pada beban A per phasa
PA (1ɸ) = V. IA cos θ
= 240 x 30 x 1
= 7200 W
= 7,2 KW
Daya aktif pada beban A dengan sistem 3 phasa
PA (3ɸ) = 3. P1ɸ
= 3 . 7,2
= 21,6 kW
atau
PA (3ɸ) = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 416 . 30 . 1
= 21615 W
= 21,6 kW
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 67
Beban B
Daya aktif pada beban B per phasa
PB (1ɸ) = V . IB cos θ
= 240 x 20 x 0,5
= 2400 W
= 2,4 KW
Daya aktif pada beban B dengan sistem 3 phasa
PB (3ɸ) = 3. PB (1ɸ)
= 3 . 2,4
= 7,2 kW
atau
PB (3ɸ) = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 416 . 20 . 0,5
= 7205,33 W
= 7,2 kW
Beban C
Daya aktif pada beban C per phasa
PC(1ɸ) = V . IC cos θ
= 240 x 50 x 0,9
= 10800 W
= 10,8 KW
Daya aktif pada beban C dengan sistem 3 phasa
PC (3ɸ) = 3. PC (1ɸ)
= 3 . 10,8
= 32,4 kW
atau
PC (3ɸ) = √3 VL . IL Cos θ
= √3 . 416 . 50 . 0,9
= 32433,99 W
= 32,4 kW
Sehingga total daya aktif per phasa adalah
Ʃ P1ɸ = PA(1ɸ) + PB(1ɸ) + PC(1ɸ)
= 7,2 + 2,4 + 10,8
= 20,4 kW
68 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Total daya aktif pada beban 3 phasa
Ʃ P3ɸ = 3 . Ʃ P1ɸ
= 3 . 20,4
= 61,2 kW
= 0,0612 MW
atau
Total daya aktif pada beban 3 phasa adalah
Ʃ P3ɸ = PA(3ɸ) + PB(3ɸ) + PC(3ɸ)
= 21,6 + 7,2 + 32,4
= 61,2 kW
= 0,612 MW
c.
Daya reaktif per phasa untuk masing-masing beban
Beban A
Daya reaktif pada beban A per phasa
QA(1ɸ) = V . IA sin θ
= 240 . 30 . sin 00
= 240 . 50 . 0
= 0 Var
Beban B
Daya reaktif pada beban B per phasa
QB(1ɸ) = V . IB sin θ
= 240 . 20 sin 600
= 240 x 20 x 0,866
= 4156,8 Var
= 4,156 kVar
Daya reaktif pada beban B dengan sistem 3 phasa
QB (3ɸ) = 3. QB(1ɸ)
= 3 . 4,156
= 12,468 kVar
= 0,0125 MVar
atau
QB (3ɸ) = √3 VL . IL sin θ
= √3 . 416 . 20 . sin 600
= 12480 Var
= 12,48 kVar
= 0,0125 MVar
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 69
Beban C
Daya reaktif pada beban C per phasa
QC(1ɸ) = V . IC sin θ
= 240 . 50 . sin 25,840
= 240 . 50 . 0,436
= 5232 Var
= 5,232 kVar
Daya reaktif pada beban C dengan sistem 3 phasa
QC (3ɸ) = 3. QC(1ɸ)
= 3 . 5,232
= 15,696 kVar
= 0,0157 MVar
atau
QC (3ɸ) = √3 VL . IL sin θ
= √3 . 416 . 50 . sin 25,840
= √3 . 416 . 50 . 0,436
= 15707,62 Var
= 15,707 kVar
= 0,0157 MVar
Sehingga total daya reaktif per phasa adalah
Ʃ Q(1ɸ) = QA(1ɸ) + QB(1ɸ) + QC(1ɸ)
= 0 + 4,156 + 5,232
= 9,389 kVar
Total daya reaktif pada beban 3 phasa
Ʃ Q3ɸ = 3 . Ʃ Q1ɸ
= 3 . 9,389
= 28,167 kVar
= 0,0282 MVar
atau
Total daya reaktif pada beban 3 phasa adalah
Ʃ Q3ɸ = QA(3ɸ) + QB(3ɸ) + QC(3ɸ)
= 0 + 12,48 + 15,707
= 28,194 kVar
= 0,0282 MVar
70 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
d.
Daya semu per phasa untuk masing-masing beban
Beban A
Daya semu pada beban A per phasa
SA(1ɸ) = V . IA*
= 240 . 30
= 720 VA
= 0,72 kVA
Daya semu pada beban A dengan sistem 3 phasa
SA (3ɸ) = 3. SA(1ɸ)
= 3 . 0,72
= 2,16 kVA
= 0,00216 MVA
atau
SA (3ɸ) = √3 VL . IL*
= √3 . 416 . 30
= 21615 VA
= 21,6 kVA
= 0,0216 MVA
Beban B
Daya semu pada beban B per phasa
SB(1ɸ) = V . IB*
= 240 . 20
= 4800 VA
= 4,8 kVA
Daya semu pada beban B dengan sistem 3 phasa
SB (3ɸ) = 3. SB(1ɸ)
= 3 . 4,8
= 14,4 kVA
= 0,0144 MVA
atau
SB (3ɸ) = √3 VL . IL*
= √3 . 416 . 20
= 14410 VA
= 14,41 kVA
= 0,0144 MVA
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 71
Beban C
Daya semu pada beban C per phasa
SC(1ɸ) = V . IC*
= 240 . 50
= 12000 VA
= 12 kVA
Daya semu pada beban C dengan sistem 3 phasa
SC (3ɸ) = 3. SC(1ɸ)
= 3 . 12
= 36 kVA
= 0,036 MVA
atau
SC (3ɸ) = √3 VL . IL*
= √3 . 416 . 50
= 36026,66 VA
= 36,027 kVA
= 0,036 MVA
Sehingga total daya semu per phasa adalah
Ʃ S(1ɸ) = SA(1ɸ) + SB(1ɸ) + SC(1ɸ)
= 0,72 + 4,8 + 12
= 17,52 kVA
Total daya semu pada beban 3 phasa
Ʃ S3ɸ = 3 . Ʃ S1ɸ
= 3 . 17,52
= 52,56 kVar
= 0,0526 MVar
atau
Total daya semu pada beban 3 phasa adalah
Ʃ S3ɸ = SA(3ɸ) + SB(3ɸ) + SC(3ɸ)
= 2,16 + 14,41 + 36
= 52,57 kVA
= 0,0526 MVA
72 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
e.
Daya Semu pada output trafo distribusi per phasa adalah
Ʃ Strafo (1ɸ) = Ʃ P1ɸ + j Ʃ Q1ɸ
=√
=√
=√
=√
= 22,457 kVA
Daya semu pada output trafo distribusi dengan sistem 3 phasa adalah
Ʃ Strafo (3ɸ) = 3 . Ʃ Strafo (1ɸ)
= 3 . 22,457
= 67,371 kVA
Sehingga total daya semu pada output trafo distribusi per phasa adalah 22, 457 KVA
sedangkan faktor daya pada trafo distribusi adalah:
cos θ =
∑
=
= 0,908 (lagging)
f.
Rugi-rugi daya saluran distribusi adalah rugi-rugi daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif
Beban A
Rugi-rugi daya aktif per phasa di titik A adalah
PA (rugi-rugi 1ɸ) = IA2 . Rtrafo-A
= (30)2 . 0,05
= 900 . 0,05
= 45 W
= 0,045 kW
Rugi-rugi daya aktif 3 phasa di titik A adalah
PA (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . PA (rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 45
= 135 W
= 0,135 kW
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 73
Rugi-rugi daya reaktif per phasa di titik A adalah
QA (rugi-rugi 1ɸ) = IA2 . Xtrafo-A
= (30)2 . 0,01
= 900 . 0,01
= 9 Var
= 0,009 kVar
Rugi-rugi daya reaktif 3 phasa di titik A adalah
QA (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . QA (rugi-rugi 1ɸ)
=3.9
= 18 Var
= 0,018 kVar
Beban B
Rugi-rugi daya aktif per phasa di titik B adalah
PB (rugi-rugi 1ɸ) = IB2 . Rtrafo-B
= IB2 . (Rtrafo-A + RA-B)
= (20)2 . (0,05 + 0,1)
= 400 (0,15)
= 60 W
= 0,060 kW
Rugi-rugi daya aktif 3 phasa di titik B adalah
PB (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . PB (rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 60
= 180 W
= 0,180 kW
Rugi-rugi daya reaktif per phasa di titik B adalah
QB (rugi-rugi 1ɸ) = IB2 . Xtrafo-B
= IB2 . (Xtrafo-A + XA-B)
= (20)2 . (0,01+0,02)
= (20)2 . 0,03
= 400 . 0,03
= 12 Var
= 0,012 kVar
74 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Rugi-rugi daya reaktif 3 phasa di titik B adalah
QB (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . QB (rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 12
= 36 Var
= 0,036 kVar
Beban C
Rugi-rugi daya aktif per phasa di titik C adalah
PC (rugi-rugi 1ɸ) = IC2 . Rtrafo-C
= IC2 . (Rtrafo-A + RA-B + RB-C)
= (50)2 . (0,05 + 0,1 + 0,05)
= 2500 (0,2)
= 500 W
= 0,5 kW
Rugi-rugi daya aktif 3 phasa di titik C adalah
PC (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . PC (rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 500
= 1500 W
= 1,5 kW
Rugi-rugi daya reaktif per phasa di titik C adalah
QC (rugi-rugi 1ɸ) = IC2 . Xtrafo-C
= IC2 . (Xtrafo-A + XA-B + XB-C)
= (50)2 . (0,01+0,02+0,05)
= (50)2 . 0,08
= 2500 . 0,08
= 200 Var
= 0,2 kVar
Rugi-rugi daya reaktif 3 phasa di titik C adalah
QC (rugi-rugi 3ɸ) = 3 . QC (rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 200
= 600 Var
= 0,6 kVar
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 75
Sehingga total rugi-rugi daya aktif saluran per phasa adalah
Ʃ P(rugi-rugi 1ɸ) = PA (rugi-rugi 1ɸ) + PB (rugi-rugi 1ɸ) + PC (rugi-rugi 1ɸ)
= 45 + 60 + 500
= 605 W
= 0,605 kW
Total rugi-rugi daya aktif saluran 3 phasa adalah
Ʃ P(rugi-rugi 3ɸ) = 3 . Ʃ P(rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 605
= 1815 W
= 1,815 kW
Total rugi-rugi daya reaktif saluran per phasa adalah
Ʃ Q(rugi-rugi 1ɸ) = QA (rugi-rugi 1ɸ) + QB (rugi-rugi 1ɸ) + QC (rugi-rugi 1ɸ)
= 9 + 12 + 200
= 221 Var
= 0,221 kVar
Total rugi-rugi daya aktif saluran 3 phasa adalah
Ʃ Q(rugi-rugi 3ɸ) = 3 . Ʃ Q(rugi-rugi 1ɸ)
= 3 . 221
= 661 Var
= 0,661 kVar
f.
Effisiensi saluran distribusi dapat dihitung dengan menggunakan rumus
dimana,
Pin(1ɸ) = Ʃ P(rugi-rugi 1ɸ) + Ʃ Pout(1ɸ)
= 0,605 + 20,4
= 21,005 kW
sehingga effisiensi saluran distribusi adalah
76 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
3.
Rugi-Rugi Transformator
Dalam unjuk kerjanya, trafo memiliki rugi-rugi yang harus diperhatikan. Rugi - rugi
tersebut adalah :
a. Rugi-rugi Tembaga
Rugi-rugi tembaga merupakan rugi-rugi yang diakibatkan oleh adanya tahanan
resistif yang dimiliki oleh tembaga pada bagian kumparan trafo, baik pada bagian
primer maupun sekunder. Rugi-rugi tembaga dirumuskan sebagai berikut :
PCU = I2 R
keterangan,
I = arus yang mengalir (Ampere)
R = resistansi pada kumparan primer atau sekunder (ohm)
b. Eddy Current (Arus Eddy)
Rugi-rugi arus eddy merupakan rugi-rugi panas yang terjadi pada bagian inti trafo.
Perubahan fluks yang dihasilkan tegangan induksi pada inti trafo (besi)
menyebabkan arus berputar pada bagian inti trafo. Arus eddy akan mengalir pada
bagian inti trafo dan akan mendisipasikan energi ke dalam inti besi trafo yang
kemudian menimbulkan panas. Rugi-rugi arus eddy dapat dirumuskan sebagai
berikut :
Pe = Ke . f2. BM2
keterangan,
Ke = konstanta arus eddy, tergantung pada volume inti
f = frekuensi jala-jala (Hz)
BM = kerapatan fluks maksimum ( Ф/A = Maxwell/ m2)
c. Rugi-rugi Hysterisis
Rugi-rugi hysterisis merupakan rugi-rugi yang berhubungan dengan pengaturan
daerah magnetik pada bagian inti trafo. Dalam pengaturan daerah magnetik
tersebut dibutuhkan energi. Akibatnya akan menimbulkan rugi-rugi terhadap daya
yang melalui trafo. Rugi-rugi tersebut menimbulkan panas pada bagian inti trafo.
Ph = Kh . f2. BM2
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 77
keterangan,
Kh = konstanta histerysis, tergantung pada bahan inti
f = frekuensi jala-jala (Hz)
BM = kerapatan fluks maksimum ( Ф/A = Maxwell/ m2)
G.
Analisa Jaringan Distribusi
Dalam membuat analisa jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV dilakukan dengan
menggunakan rangkaian listrik dengan parameter utama berupa jaringan distribusi tegangan
menengah, beban trafo distribusi dan tegangan sisi sekunder trafo tenaga di gardu induk atau
sumber lainnya sebagai tegangan standar. Parameter jaringan distribusi meliputi impedansi,
resistansi dan reaktansi dari pada penghantar dan transformator yang terpasang.
Untuk komponen lain yang berpotensi mempengaruhi kinerja sistem distribusi, namun sulit
dinyatakan secara kuantitatif, dianggap tidak memiliki parameter yang mempengaruhi analisa
jaringan, termasuk dalam hal ini adalah konektor jaringan (sambungan/percabangan) maupun
ketidakseimbangan beban. Untuk kedua hal tersebut analisa dan rekomendasi perbaikannya
dilakukan secara kualitatif. Analisa jaringan distribusi dapat dilakukan dengan menggunakan
software Aplikasi ETAP.
ETAP Power Station merupakan salah satu software aplikasi yang banyak digunakan untuk
mensimulasikan sistem tenaga listrik. Secara umum ETAP dapat digunakan untuk simulasi hasil
perancangan dan analisis suatu sistem tenaga listrik yang meliputi:
1.
Menggambarkan denah beban-beban
2.
Men-setting data-data beban dan jaringan
3.
Merancang diagram satu garis (One Line Diagram)
4.
Menganalisis aliran daya (Load Flow)
5.
Menghitung gangguan hubung singkat (Short Circuit)
6.
Menganalisis motor starting atau keadaan transien.
Setiap komponen sistem tenaga listrik dapat digambarkan dalam worksheet atau ruang
kerja program dengan lambang-lambang tertentu. Spesifikasi masing-masing komponen dapat
disesuaikan keadaan sebenarnya atau kondisi nyata di lapangan. Spesifikasi ini juga dapat dipilih
sesuai data umumnya yang dapat diambil dari library atau data yang ada pada program. Misalnya,
panjang dan ukuran kabel, kapasitas dan rating trafo, kapasitas dan tegangan beban dan lain-lain.
Adapun tampilan Program ETAP Power Station sebagaimana tampak ada gambar 2.26.
78 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.26. Tampilan Program Etap dan Keterangan Singkatnya
Komponen sistem tenaga listrik yang digunakan dalam program Etap:
1) Power grid merupakan sumber tegangan yang ideal, artinya sumber tegangan yang
mampu mensuplai daya dengan tegangan tetap sekalipun daya yang diserap cukup
besar. Power grid dapat berupa sebuah generator yang besar, atau sebuah gardu induk
yang merupakan bagian dari sebuah sistem tenaga listrik interkoneksi yang cukup besar.
2) Transformator atau trafo adalah sebuah alat untuk menaikkan atau menurunkan
tegangan sistem. Spesifikasi yang pokok pada sebuah trafo adalah:
a. Kapasitas trafo yaitu daya maksimum yang dapat bekerja pada trafo terus menerus
tanpa mengakibatkan kerusakan.
b. Tegangan primer dan sekunder trafo.
c. Impedansi trafo yang merupakan gabungan antara resistansi kawat dan reaktansi
kumparan trafo.
d. Tap trafo yang dapat digunakan untuk mengubah perbandingan antara
kumparan primer dengan kumparan sekunder dari perbandingan semula.
3) Busbar atau sering disingkat bus, yaitu tempat penyambungan beberapa komponen
sistem tenaga listrik (saluran transmisi, jaringan distribusi, power grid, beban atau
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 79
generator). Level tegangan bus disesuaikan dengan level tegangan yang dihubungkan
dengan bus tersebut.
4) Beban yaitu peralatan listrik yang memanfaatkan atau menyerap daya dari jaringan.
Salah satu jenis beban sistem tenaga listrik adalah static load, merupakan beban yang
tidak banyak mengandung motor listrik, sehingga tidak banyak mempengaruhi tegangan
sistem ketika start. Spesifikasi yang pokok pada sebuah static load adalah kapasitas
daya dan faktor daya atau cos Ɵ.
Contoh Soal 5.
a.
Buatlah program Etap untuk menganalisa jaringan distribusi untuk mendapatkan aliran
daya, jatuh tegangan, rugi-rugi daya serta effisiensi saluran distribusi seperti terlihat pada
gambar 2.27.
Gambar 2.27. Hasil Program Etap pada Saluran Distribusi 3 Phasa
Data pada gambar diatas adalah:
1) Power grid 150 kV (U1)
2) Transformator step down 150 / 20 kV, 100 MVA (T1)
3) Kabel : Z = 0,55 + j 0,5 ῼ (cable 1)
4) Beban : I = 100 A, faktor daya = 0,8 (load1)
5) Bus 1 : 150 kV
6) Bus 3 = Bus 5 = 20 kV
b.
Buktikan apakah hasil dari simulasi analisis jaringan distribusi sama seperti hasil yang
didapat dengan perhitungan seperti contoh soal 3.
Jawab:
a.
Pembuatan program Etap
80 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Langkah-langkah dalam menggunakan program Etap untuk contoh tampilan di atas adalah:
1) Untuk membuka program Etap klik icon Etap seperti terlihat pada gambar 2.28.
Gambar 2.28. Membuka Program Etap
2) Beri nama file sesuai dengan yang diinginkan seperti terlihat pada gambar 2.29,
kemudian klik OK.
Gambar 2.29 Pemberian Nama File
3) Pada layar akan muncul tampilan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.30 lalu isikan
nama user lalu klik OK
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 81
Gambar 2.30. Pemberian Nama User
4) Klik tombol maximize window dan hasil tampilan window pada program Etap akan
terlihat seperti ditunjukkan pada gambar 2.31.
Gambar 2.31. Tampilan Awal Pembuatan Program Etap
5) Pada menu bar, klik project lalu standards kemudian isikan data seperti terlihat pada
gambar 2.32.
82 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.32. Pengisian Standar Project
6) Klik komponen power grid satu kali pada AC element, lalu klik satu kali pada one line
diagram untuk meletakkannya seperti terlihat pada gambar 2.33.
Gambar 2.33 Cara Meletakkan Komponen Power Grid
7) Ubah posisi power grid ke bentuk horisontal dengan klik kanan mouse pada power grid
lalu pilih orientation 180
Gambar 2.34. Cara Merubah Posisi Power Grid ke Bentuk Horisontal
8) Klik 2 kali pada power grid, lalu isikan data pada tab info dengan rating power grid 150
kV sesuai dengan data yang ada seperti terlihat pada gambar 2.35.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 83
Gambar 2.35. Pengisian Data Info Power Grid
9) Klik komponen high voltage circuit breaker (CB1) satu kali pada AC element, lalu klik
satu kali pada one line diagram untuk meletakkannya. Ubah posisi high voltage circuit
breaker ke bentuk horizontal. Kemudian hubungkan power grid dengan high voltage
circuit breaker seperti terlihat pada gambar 2.36. Jika benar, warna high voltage circuit
breaker akan berubah, tidak abu-abu lagi.
Gambar 2.36. Cara Meletakkan CB dan Menghubungkan ke Power Grid
10) Klik komponen bus satu kali pada AC element, lalu klik satu kali pada one line diagram
untuk meletakkannya. Ubah posisi bus ke bentuk horizontal. Kemudian hubungkan high
voltage circuit breaker (CB1) dengan bus bar dengan cara mengklik dan drag ujung
high voltage circuit breaker ke bus bar seperti terlihat pada gambar 2.37.
84 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.37. Cara Meletakkan Bus dan Menghubungkan ke CB1
11) Klik 2 kali pada Bus, lalu isi data pada tab info sesuai dengan data yang ada seperti
terlihat pada gambar 2.38.
Gambar 2.38. Pengisian Data Info Bus1
12) Klik satu kali komponen 2-Winding Transformer pada AC element, lalu klik satu kali
pada one line diagram untuk meletakkannya. Tempatkan 2-Winding Transformer dari
AC element ke one line diagram. Ubah posisi 2-Winding Transformer
ke bentuk
horizontal lalu hubungkan dengan Bus1 dengan cara menarik dari ujung Transformer
ke Bus1 hingga terbentuk pada gambar 2.39.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 85
Gambar 2.39. Cara Meletakkan Trafo dan Menghubungkan ke Bus1
13) Klik dua kali pada 2-winding transformer, lalu isikan data pada tab Info dan setting
rating sesuai dengan data yang ada, dengan tegangan primer 150 kV dan tegangan
sekunder 20 kV dan kapasitas daya 10 MVA, kemudian klik typical Z & X/R dan akan
muncul secara otomatis nilai impedansi trafo seperti terlihat pada gambar 2.40.
Gambar 2.40. Pengisian Data Rating Trafo
14) Tempatkan High Voltage Circuit Breaker (CB7), Bus Bar dan High Voltage Circuit
Breaker (CB9) lalu sambungkan CB7 ke trafo, CB7 ke Bus Bar dan Bus Bar ke CB9
seperti terlihat pada gambar 2.41.
Gambar 2.41. Cara Meletakkan dan Menghubungkan CB7, Bus3 dan CB9
86 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
15) Tempatkan komponen kabel dari AC elemen ke one line diagram lalu hubungkan high
voltage circuit breaker (CB9) dengan kabel dengan meng-click and drag ujung high
voltage circuit breaker ke kabel (Cable1) seperti terlihat pada gambar 2.42.
Gambar 2.42. Cara Meletakkan Kabel dan Menghubungkan ke CB9
16) Klik 2 kali kabel yang sudah terpasang, lalu isikan data pada Info kabel (lihat gambar 2.43)
dan setting impedansi kabel sesuai dengan data yang ada (lihat gambar 2.44) atau klik
library dan pilih jenis kabelnya.
Gambar 2.43. Pengisian Data Info Kabel
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 87
Gambar 2.44. Pengisian Data Impedansi Kabel
17) Tempatkan Static Load dari AC element lalu hubungkan dengan Bus bar seperti terlihat
pada gambar 2.45.
Gambar 2.45. Cara Meletakkan Beban dan Menghubungkan ke Bus 5
18) Double click pada static load, lalu isikan data pada tab info beban (lihat gambar 2.46)
dan loading sesuai dengan data di atas seperti ditunjukkan pada gambar 2.47
88 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.46. Pengisian Data Info Static Load
Gambar 2.47. Pengisian Data Loading Static Load
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 89
19) Klik load flow analysis lalu klik study case load flow bergambar koper seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.48.
Gambar 2.48. Cara Masuk ke dalam Pemilihan Metode Perhitungan Aliran Daya
20) Isikan parameter study load flow sesuai kebutuhan dimana simulasi akan dilakukan
seperti terlihat pada gambar 2.49.
Gambar 2.49. Pemilihan Metode Perhitungan Analisa Aliran Daya
21) Lakukan simulasi aliran daya (Load Flow) dengan menekan ikon seperti terlihat pada
gambar 2.50 dan hasil simulasi akan terlihat pada gambar 2.51.
90 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.50. Menjalankan Simulasi Aliran Daya
Gambar 2.51. Hasil Simulasi Aliran Daya
22) Tampilan data hasil simulasi aliran daya melalui report manager yaitu dengan mengclick icon berikut ini.
maka tampilannya akan muncul seperti pada gambar 2.52, lalu klik summary, lalu pilih
tampilan simulasi yang diinginkan (lihat gambar 2.53), lalu tekan OK.
Gambar 2.52 Laporan Hasil Aliran Daya Komplit
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 91
Gambar 2.53. Pemilihan Laporan Hasil Analisa Aliran Daya
23) Tampilan data hasil simulasi aliran daya jika memilih Losses pada load flow report
manager akan terlihat pada gambar 2.54.
Gambar 2.54. Laporan Hasil Rugi-Rugi Saluran
24) Tampilan data hasil simulasi aliran daya jika memilih bus loading pada load flow report
manager akan terlihat pada gambar 2.55.
Gambar 2.55. Laporan Hasil Total Beban Pada Setiap Bus
92 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
25) Tampilan data hasil simulasi aliran daya jika memilih branch loading pada load flow
report manager akan terlihat pada gambar 2.56.
Gambar 2.56. Laporan Hasil Branch Loading
b. Bukti hasil simulasi program Etab dan hasil perhitungan secara manual dalam contoh
soal 3 pada sistem 3 phasa dengan tegangan 20 kV hampir sama seperti terlihat pada
tabel 2.1 berikut ini
Tabel 2.1. Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Program Etap
No.
1.
2.
Hasil Perhitungan Manual
Hasil Simulasi program Etab
Jatuh tegangan (%ΔV)
Jatuh tegangan (Vd % Drop in Vmag)
%ΔV = 0,64
%Vd = 0,64
Rugi-rugi daya saluran
Rugi-rugi (Losses)
a. Rugi-rugi daya aktif
a. Rugi-rugi daya aktif
Prugi-rugi (3ɸ) = 16,5 kW
b. Rugi-rugi daya reaktif
Qrugi-rugi (3ɸ) = 15 kVar
3.
kW = 16,2
b. Rugi-rugi daya reaktif
kVar = 14,7
Total Beban
Total Beban (Bus Total Load) di Bus 5
a. Total daya aktif
a. Total daya aktif
P3ɸ = 2,77 MW
b. Total daya reaktif
Q3ɸ = 2,08 MW
c. Total daya semu
S3ɸ = 3,46 MW
MW = 2,72
b. Total daya reaktif
MVar = 2,044
c. Total daya semu
MVA = 3,406
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 93
H.
Rangkuman
Pola konfigurasi jaringan pada distribusi primer terdiri dari 4 tipe yaitu sistem radial, sistem
lup, sistem spindel dan sistem spot network. Sistem distribusi dengan pola radial merupakan
sistem distribusi yang paling banyak digunakan karena konstruksinya sederhana dan ekonomis
dibandingkan dengan pola jaringan distribusi yang lain. Tenaga listrik yang disalurkan secara radial
melalui gardu induk ke konsumen-konsumen dilakukan secara terpisah satu sama lainnya.
Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber
dari jaringan itu dan dicabang-cabangkan ke titik-titik beban yang dilayani. Sistem radial terdiri atas
fider (feeders) atau penyulang yang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.
Konfigurasi jaringan sistem radial terbagi atas 2 (dua) bagian yaitu sistem radial terbuka dan sistem
radial paralel. Penyaluran tenaga listrik pada sistem radial terbuka hanya dilakukan dengan
menggunakan satu saluran saja sedangkan sistem radial paralel dapat menyalurkan tenaga listrik
melalui dua saluran yang diparalelkan sehingga bila salah satu saluran mengalami gangguan,
maka saluran yang satu lagi dapat menggantikan, dengan demikian pemadaman tak perlu terjadi.
Sistem jaringan loop dapat menyalurkan daya listrik melalui satu atau dua saluran feeder
yang saling berhubungan, dimana pada ujung dari dua buah jaringan dipasang sebuah pemutus
beban. Pada saat terjadi gangguan, atau setelah gangguan dapat diisolir, maka pemutus ditutup
sehingga aliran daya listrik ke bagian yang tidak terkena gangguan tidak terhenti. Bentuk sistem
jaringan distribusi loop terdiri dari 2 bagian yaitu sistem loop terbuka dan sistem loop tertutup. Pada
sistem loop terbuka dilengkapi dengan normally open switch yang terletak pada salah satu bagian
gardu distribusi dan dalam keadaan normal rangkaian selalu terbuka sedangkan pada sistem loop
tertutup dilengkapi dengan normally close switch yang terletak pada salah satu bagian diantara
gardu distribusi dan dalam keadaan normal rangkaian selalu tertutup
Sistem jaringan spindel biasanya terdiri atas maksimum 6 penyulang dalam keadaan
dibebani, dan satu penyulang dalam keadaan kerja tanpa beban. Saluran penyulang yang
beroperasi dalam keadaan berbeban dinamakan "working feeder" atau saluran kerja, sedangkan
saluran yang dioperasikan tanpa beban dinamakan "express feeder". Fungsi "express feeder"
dalam hal ini selain sebagai cadangan pada saat terjadi gangguan pada salah satu "working
feeder", juga berfungsi untuk memperkecil terjadinya drop tegangan pada sistem distribusi
bersangkutan pada keadaan operasi normal.
Sistem Spot network merupakan sistem penyaluran tenaga listrik yang dilakukan secara
terus-menerus oleh dua atau lebih feeder pada gardu-gardu induk dari beberapa pusat pembangkit
tenaga listrik yang bekerja secara paralel.
Sistem interkoneksi ini merupakan perkembangan dari sistem spot network. Sistem ini
menyalurkan tenaga listrik dari beberapa pusat pembangkit tenaga listrik yang dikehendaki bekerja
secara paralel sehingga apabila salah satu pusat pembangkit tenaga listrik mengalami kerusakan,
maka penyaluran tenaga listrik dapat dialihkan ke pusat pembangkit lain walaupun daerah
kepadatan beban cukup tinggi dan luas.
94 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Jaringan distribusi sekunder bermula dari sisi sekunder trafo distribusi dan berakhir hingga ke
alat ukur (meteran) pelanggan. Pada jaringan tegangan rendah 380/220V ada beberapa ketentuan
yang perlu diperhatikan yaitu dalam satu tiang saluran tegangan rendah (STR) dapat disambung
maksimum 5 sambungan layanan pelanggan (SLP). Dalam satu sambungan layanan pelanggan,
dapat disambung seri maksimum 5 pelanggan. Dengan tetap memperhatikan jatuh tegangan yang
diijinkan. Jarak sambungan maksimum dari tiang ke rumah terakhir 150m, dan jarak sambungan
maksimum dari tiang ke rumah atau dari rumah ke rumah, maksimum 30m. Pada sambungan satu
tiang atap, maksimum dapat disambung 3 (tiga) sambungan layanan pelanggan.
Daya semu (kVA) yang dikirimkan dalam jaringan distribusi terdiri dari daya aktif (kW) dan
daya reaktif (kVar). Hubungan antara daya aktif, daya reaktif dan daya semu dapat dilihat pada
rumus berikut:
S2 = P2 + Q2
P = S cos θ
Q = S sin θ
Daya listrik pada sistem 1 phasa dapat dirumuskan sebagai berikut :
Daya aktif,
P1ɸ = Vp . Ip Cos θ
( kW )
Daya reaktif,
Q1ɸ = Vp . Ip Sin θ
( kVar )
Daya semu,
S1ɸ = Vp . Ip*
( kVA )
S1ɸ = P1ɸ + j Q1ɸ
S1ɸ = √
Daya listrik pada sistem 3 phasa dapat dirumuskan sebagai berikut :
Daya aktif,
P3ɸ = 3 VP . IP Cos θ
( kW )
P3ɸ = √3 VL . IL Cos θ
Daya reaktif,
Q3ɸ = 3 VP . IP Sin θ
( kVar )
Q3ɸ = √3 VL . IL sin θ
Daya semu,
S3ɸ = 3 VP . IP *
S3ɸ = √3 VL . IL*
S3ɸ = P3ɸ + j Q3ɸ
(kVA)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 95
Jika suatu beban seimbang dihubungkan bintang (Y), maka tegangan pada masing-masing
impedansi adalah tegangan saluran dibagi √
dan arus yang mengalir lewat masing-masing
impedansi tersebut sama dengan arus saluran, atau :
√
Jika suatu beban seimbang dihubungkan delta (Δ), maka tegangan pada masing-masing
impedansi adalah tegangan antar saluran dan arus yang mengalir lewat masing-masing impedansi
tersebut sama dengan besarnya arus saluran dibagi √ , atau :
√
Effisiensi pada saluran distribusi adalah perbandingan antara besarnya daya listrik keluaran
dengan daya listrik yang masuk pada saluran distribusi. Effisiensi pada saluran distribusi dapat
dihitung dengan:
dimana,
Pin = Prugi-rugi + Pout
Setiap penyaluran energi listrik dari sumber tenaga listrik ke konsumen yang letaknya
berjauhan seringkali mengalami rugi-rugi daya yang cukup besar yang diakibatkan oleh rugi-rugi
pada saluran dan juga rugi-rugi pada trafo yang digunakan. Rugi-rugi pada saluran distribusi
meliputi rugi-rugi daya listrik dan rugi-rugi tegangan saluran. Rugi-rugi tegangan biasanya dikenal
dengan istilah jatuh tegangan (drop voltage). Rugi-rugi daya listrik terdiri dari 2 bagian yaitu rugirugi daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif.
Jatuh tegangan saluran distribusi (ΔV) per phasa adalah:
ΔV1ɸ
= I (R cos θ + X sin θ) (volt )
Jatuh tegangan saluran distribusi (ΔV) dengan sistem 3 phasa adalah:
ΔV3ɸ = √3 . ΔV1ɸ
ΔV3ɸ = √3 . I (R cos θ + X sin θ) (volt )
keterangan, Cos θ = faktor daya
Besarnya jatuh tegangan pada saluran distribusi per phasa atau 3 phasa dapat dinyatakan dalam
per unit (pu) atau dalam persentase (%), yaitu:
96 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
ΔVpu
pu
ΔVpu
pu
atau,
atau,
%ΔV
= ΔVpu . 100
Rugi-rugi daya aktif per phasa dapat dilihat pada persamaan berikut:
Prugi-rugi(1ɸ)
= I2 . R
(watt)
Rugi-rugi daya aktif tiga phasa adalah
Prugi-rugi (3ɸ) = 3. I2 . R (watt)
= 3 . P1ɸ
Rugi-rugi daya reaktif per phasa dapat dilihat pada persamaan berikut:
Qrugi-rugi(1ɸ) = I2 . X
(Var)
Rugi-rugi daya reaktif tiga phasa adalah
Qrugi-rugi (3ɸ) = 3. I2 . X (Var)
= 3 . Q1ɸ
Dalam membuat analisa jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV dilakukan dengan
menggunakan rangkaian listrik dengan parameter utama berupa jaringan distribusi tegangan
menengah, beban trafo distribusi dan tegangan sisi sekunder trafo tenaga di gardu induk atau
sumber lainnya sebagai tegangan standar. Parameter jaringan distribusi meliputi impedansi,
resistansi dan reaktansi dari pada penghantar dan transformator yang terpasang. Analisa jaringan
distribusi juga dapat dilakukan dengan menggunakan software Aplikasi ETAP. ETAP Power Station
merupakan salah satu software aplikasi yang banyak digunakan untuk mensimulasikan sistem
tenaga listrik. Secara umum ETAP dapat digunakan untuk simulasi hasil perancangan dan analisis
suatu sistem tenaga listrik yang meliputi: menggambarkan denah beban-beban, men-setting datadata beban dan jaringan, merancang diagram satu garis (One Line Diagram), dan menganalisis
aliran daya (Load Flow).
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 97
I.
Evaluasi
1)
Sebutkan jenis-jenis konfigurasi jaringan distribusi dan jelaskan perbedaannya !
2)
Sebuah jaringan distribusi 3 phasa 380 V mensuplai 2 buah beban di titik A dan B seperti
terlihat pada gambar 2.57 dibawah ini:
Gambar 2.57. Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai Beban A dan B
Hitunglah:
a. Jatuh tegangan saluran distribusi
b. Rugi-rugi saluran distribusi
c. daya aktif per phasa pada masing-masing beban serta total daya aktifnya
d. daya reaktif per phasa pada masing-masing beban serta total daya reaktifnya
e. daya semu per phasa pada masing-masing beban serta total daya aktifnya
f.
daya semu pada output trafo distribusi serta faktor daya pada trafo distribusi
g. Effisiensi saluran distribusi
h. Sebuah jaringan distribusi 3 phasa 380 V mensuplai 2 buah beban di titik A
dan B seperti terlihat pada gambar dibawah ini:
3)
Buatlah program Etab dan hitung secara manual untuk mendapatkan aliran daya
saluran, jatuh tegangan saluran, rugi-rugi saluran dan effisiensi saluran distribusi 3 phasa
seperti terlihat pada gambar 2.58.
98 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 2.58. Saluran Distribusi 3 Phasa Mensuplai 2 Beban
Data yang terlihat pada gambar adalah:
a. Power grid 150 kV
b. Transformator step down 150/20 kV; 50 MVA (T4)
c. Lumped load 10 MVA; pf 85% (Lump 5)
d. Cable 40 km; 6 mm2; 1- 3/C (Cable 3)
e. Transformator step down 20/0.38 kV; 200 kVA (T6)
f. Static load 10 kVA; pf 100% (Load 10)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 99
BAB III
SISTEM OPERASI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Sistem jaringan distribusi tenaga listrik yang baik adalah yang dapat menjamin kelangsungan
penyaluran dan memberikan kepuasan bagi konsumen pengguna energi listrik karena kualitasnya.
Operasi jaringan distribusi tenaga listrik ditujukan dengan maksud untuk menjaga dan menjamin
kualitas kelangsungan penyaluran energi listrik bagi konsumen pengguna energi listrik, baik dalam
kondisi operasi normal maupun pada saat terjadi gangguan.
Operasi jaringan distribusi tenaga listrik bertujuan untuk sedapat mungkin menjamin tidak
adanya pemutusan pelayanan dan selain itu memberikan stabilitas tegangan maupun frekuensi.
A.
Komponen Utama Sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem jaringan distribusi tenaga listrik adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang
berhubungan langsung dengan pelanggan. Sistem tenaga listrik merupakan rangkaian instalasi
tenaga listrik yang terdiri dari sistem pembangkitan, sistem transmisi dan sistem distribusi yang
saling terintegrasi untuk memenuhi kebutuhan energi listrik bagi semua orang. Sistem jaringan
distribusi tenaga listrik memiliki jaringan tegangan rendah dan jaringan tegangan menengah
dengna topologi jaringan berbentuk radial serta memiliki saluran sistem 3 phasa dan 1 phasa.
Secara umum, komponen utama sistem jaringan distribusi tenaga listrik terdiri dari :
1.
2.
Gardu Induk (Sub-Station) yang terdiri dari :
a.
Transformator
b.
Pengatur tegangan
c.
Kapasitor paralel (Shunt Capacitor)
Penyulang (Feeder)
Merupakan konduktor untuk menghubungkan gardu Induk dengan pelanggan. Pada
feeder juga dimungkinkan untuk dipasang transformator, pengatur tegangan atau
kapasitor.
3.
Beban (Load) , terdapat beberapa model beban, yaitu :
a.
Beban dengan daya (P) konstan
b.
Beban dengan arus (I) konstan
c.
Beban dengan impedansi (Z) konstan
d.
Beban campuran.
100 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
4.
Pembangkit Listrik Berdaya Kecil (Distributed Generation) yang terdiri dari :
a.
b.
5.
B.
Pembangkit dari energi terbarukan
1)
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
2)
Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB)
3)
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
Pembangkit Listrik dengan mesin pembakaran
Alat Pengendali Berbasis Elektronika, seperti:
a.
Distribution Static Compensator
b.
Unified Power Flow Controller
c.
Active shunt filter
d.
SCADA
Tiang Penyangga Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Tiang Penyangga (Tiang listrik) pada jaringan distribusi digunakan untuk saluran udara
(overhead line) sebagai penyangga kawat penghantar agar penyaluran tenaga listrik ke konsumen
atau pusat pusat beban dapat disalurkan dengan baik. Persyaratan suatu tiang penyangga yang
digunakan untuk penompang jaringan distribusi tenaga listrik adalah :
1)
Mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi
2)
Mempunyai umur yang panjang
3)
Mudah pemasangan dan murah pemeliharaannya
4)
Tidak terlampau berat
5)
Harganya murah
6)
Berpenampilan menarik
7)
Mudah dicabut dan dipasang kembali
Jenis-jenis tiang penyangga jaringan distribusi tenaga listrik terdiri dari tiang kayu, tiang baja,
tiang beton bertulang dan tiang beton pratekan.
1.
Tiang Kayu
Tiang kayu banyak digunakan sebagai penyangga jaringan karena konstruksinya
yang sederhana dan biaya investasi lebih murah bila dibandingkan dengan tiang jenis
yang lain. Tiang kayu merupakan penyekat (isolator) yang paling baik sebagai
penompang saluran udara terhadap gangguan hubung singkat. Panjang tiang kayu
dapat dilihat pada gambar 3.1. Jenis kayu yang digunakan sebagai tiang di Indonesia :
a.
Ulin (Eusidiraxylon Zwageri),
b.
Jati (Tectona Grandis),
c.
Rasamala (Altanghia Exelsa Novanla).
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 101
Kelebihan
a.
Mempunyai konstruksi yang sederhana
b.
Biaya investasi lebih murah
c.
Merupakan bahan penyekat (isolasi) yang baik buat penompang jaringan
d.
Dapat dibentuk menurut konstruksi
e.
Biaya perawatan rendah
f.
Bebas dari gangguan petir
Kelemahan
a.
Tergantung pada persediaan kayu yang ada
b.
Perlu pengawetan terlebih dahulu umur lebih pendek : 10 - 12 tahun bila tak
diawetkan dan 20 - 30 tahun bila diawetkan
c.
Tidak dapat menyangga beban secara aman, dan apalagi bila terjadi satu atau
dua kawat terputus.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik jilid 2
Gambar 3.1. Panjang Tiang Kayu
2.
Tiang Baja (Steel Pole)
Tiang baja yang digunakan berupa pipa-pipa baja bulat yang disambung dengan
diameter yang berbeda dari pangkal hingga ujungnya. Pada umumnya ukuran
penampang bagian pangkal lebih besar dari ukuran penampang bagian atasnya
(ujung). Tiang baja bulat sangat banyak digunakan untuk penopang jaringan listrik
SUTM dan SUTR.
102 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
3.
Tiang Beton Bertulang
Tiang beton bertulang lebih mahal dari pada tiang kayu tetapi lebih murah dari
pada tiang baja bulat. Tiang ini banyak digunakan untuk mendistribusikan tenaga listrik
di daerah pedesaan dan daerah terpencil atau di tempat-tempat yang sulit dicapai.
Karena tiang beton bertulang dapat dibuat di tempat tiang tersebut akan didirikan. Tiang
beton bertulang juga dipilih jika dikehendaki adanya sisi dekoratif.
4.
Tiang Beton Pratekan
Tiang beton pratekan lebih mahal dari tiang beton bertulang. Pemasangannya
lebih sulit dibandingkan dengan tiang kayu karena sangat berat. Tiang beton bertulang
memiliki umur yang sangat panjang dengan perawatan yang sangat sederhana. Tiang
jenis ini tidak perlu di cat untuk pengawetannya, karena tidak akan berkarat.
Kelemahan jenis tiang ini cendrung hancur jika terlanggar oleh kendaraan.
C.
Kawat Penghantar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Kawat penghantar penggunaannya dalam jaringan distribusi tenaga listrik berfungsi untuk
menghantarkan arus listrik dari suatu bagian ke instalasi listrik lainnya atau bagian yang lain.
Dalam pemilihan kawat penghantar harus memperhatikan beberapa sifat sebagai berikut :
1.
Memiliki daya hantar yang tinggi
2.
Memiliki kekuatan tarik yang tinngi
3.
Memiliki berat jenis yang rendah
4.
Memiliki fleksibilitas yang tinggi
5.
Tidak cepat rapuh
6.
Memiliki harga yang murah
Kawat penghantar untuk jaringan distribusi tenaga listrik biasanya dipilih dari logam yang
mempunyai konduktivitas yang besar, keras dan mempunyai kekuatan tarik (tensile strenght) yang
besar, serta memiliki berat jenis yang rendah, logam yang tahan akan pengaruh proses kimia dan
perubahan suhu serta mempunyai titik cair yang lebih tinggi. logam yang tahan akan pengaruh
proses kimia dan perubahan suhu serta mempunyai titik cair yang lebih tinggi.
Untuk memenuhi syarat tersebut, kawat penghantar hendaknya dipilih suatu logam
campuran (alloy), yang merupakan percampuran dari beberapa logam yang dipadukan menjadi
satu logam. Logam campuran yang banyak digunakan untuk jaringan distribusi adalah kawat
tembaga campuran (copper alloy) atau kawat alumunium campuran (alumunium alloy).
Jenis bahan kawat penghantar yang dipergunakan dalam jaringan distribusi tenaga listrik,
antara lain:
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 103
1.
Kawat Penghantar berbahan Logam Murni
Kawat penghantar yang terbuat hanya 1 (satu) jenis bahan saja, yaitu : tembaga atau
alumunium. Contoh kawat penghantar berbahan logam murni adalah:
a.
AAC (All Alumunium Conductor)
yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium
b.
BCC (Bare Copper Conductor).
yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium
2. Kawat Penghantar berbahan Logam Campuran
Kawat penghantar yang terbuat lebih dari 1 (satu) jenis bahan saja, yaitu : tembaga
dengan alumunium, tembaga dengan baja, alumunium dengan baja. Contoh kawat
penghantar berbahan logam campuran adalah:
a.
AAAC (All Almunium Alloy Conductor),
yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran aluminium
b.
ACSR (Alumunium Conductor Steel Reinforsed),
yaitu kawat penghantar aluminium berinti kawat baja
c.
ACAR (Alumunium Conductor Alloy Reinforsed).
yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran.
Bentuk kawat penghantar AAAC dapat dilihat pada gambar 3.2 sedangkan bentuk
kawat penghantar ACSR dapat dilihat pada gambar 3.3.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik jilid 2
Gambar 3.2 Kawat Penghantar AAAC
Gambar 3.3. Kawat penghantar ACSR
104 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Kawat penghantar pada jaringan distribusi tenaga listrik terbagi menjadi 4 (empat) jenis, yaitu
kawat tembaga, kawat alumunium, kawat logam campuran, dan kawat logam paduan.
1.
Kawat Tembaga
Tembaga murni merupakan logam liat berwarna kemerah-merahan, yang
mempunyai tahanan jenis 0,0175 dengan berat jenis 8,9 dan titik cair sampai 1083° C,
lebih tinggi dari kawat alumunium. Kawat tembaga ini mempunyai konduktivitas dan
daya hantar yang tinggi.
Kawat tembaga ini banyak dipakai untuk penghantar jaringan, tetapi bila
dibandingkan dengan kawat alumunium untuk tahanan (resistansi) yang sama, kawat
tembaga lebih berat sehingga harganya akan lebih mahal. Dengan berat yang sama,
kawat alauminium mempunyai diameter yang lebih besar dan lebih panjang
dibandingkan kawat tembaga. Dewasa ini cenderung kawat penghantar jaringan
digunakan dari logam alumunium.
2.
Kawat Alumunium
Alumunium merupakan logam yang berwarna keperak-perakan dan sangat
ringan, beratnya kira-kira sepertiga dari tembaga, dan mempunyai tahanan jenis tiga
kali dari tembaga.
Sifat logam alumunium ini mudah dibengkokkan karena lunaknya. Oleh karena itu
kekuatan tarik dari kawat alumunium lebih rendah dari kawat tembaga, yaitu setengah
dari kekuatan tarik kawat tembaga. Untuk itu kawat alumunium hanya dapat dipakai
pada gawang (span) yang pendek, sedangkan untuk gawang yang panjang dapat
digunakan kawat alumunium yang dipilin menjadi satu dengan logam yang sejenis
maupun yang tidak sejenis, agar mempunyai kekutan tarik yang lebih tinggi. Oleh
karena itu kawat alumunium baik sekali digunakan sebagai kawat penghantar jaringan.
Kelemahan kawat alumunium adalah tidak tahan pengaruh suhu, sehingga pada
cuaca dingin regangan (stress) kawat akan menjadi kendor. Agar kekendoran regangan
kawat lebih besar, biasanya dipakai kawat alumunium campuran (alloy alumunium wire)
pada gawang yang panjang. Selain itu kawat alumunium tidak mudah dipatri (disolder)
maupun di las dan tidak tahan akan air yang bergaram, untuk itu diperlukan suatu
lapisan dari logam lain sebagai pelindung.
Kawat alumunium ini banyak digunakan untuk jaringan distribusi sekunder
maupun primer jarang sekali mengalami gangguan dari luar. Sedangkan untuk jaringan
transmisi kawat yang digunakan adalah kawat alumunium campuran dengan diperkuat
oleh baja (Alumunium Conductor Steel Reinforsed) atau (Alumunium Clad Steel).
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 105
3.
Kawat Logam Campuran
Kawat logam campuran merupakan kawat penghantar yang terdiri dari
percampuran beberapa logam tertentu yang sejenis guna mendapatkan sifat tertentu
dari hasil pencampuran tersebut. Dalam proses pencampuran, sifat logam murni yang
baik untuk kawat penghantar dipertahankan sesuai dengan aslinya.
Proses
pencampuran khusus untuk menghilangkan kelemahan dari logam tersebut.
Jenis yang banyak digunakan untuk kawat penghantar logam campuran ini
adalah kawat tembaga campuran (copper alloy) dan kawat alumunium campuran (alloy
alumunium).
Kawat tembaga campuran sedikit ringan dari kawat tembaga murni, sehingga
harganya lebih murah. Kekuatan tarik kawat tembaga campuran ini lebih tinggi,
sehingga dapat digunakan untuk gawang yang panjang.
Sedangkan kawat alumunium campuran mempunyai kekuatan mekanis yang
lebih tinggi dari kawat alumunium murni, sehingga banyak dipakai pada gawang yang
lebih lebar. Kondiktivitasnya lebih besar serta mempunyai daya tahan yang lebih tinggi
terhadap perubahan suhu. mempunyai tahanan jenis 0,0175 dengan berat jenis 8,9 dan
titik cair sampai 1083° C, lebih tinggi dari kawat alumunium.
4.
Kawat Logam Paduan
Kawat logam paduan merupakan kawat penghantar yang terbuat dari dua atau
lebih logam yang dipadukan sehingga memiliki kekuatan mekanis dan konduktivitas
yang tinggi. Biasanya tujuan dari perpaduan antara logam tersebut digunakan untuk
merubah atau menghilangkan kekurangan yang terdapat pada kawat penghantar dari
logam murninya.
Kawat logam paduan yang banyak digunakan adalah kawat baja yang berlapis
dengan tembaga maupun alumunium. Karena kawat baja merupakan penghantar yang
memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dari kawat alumunium maupun kawat tembaga,
sehingga banyak digunakan untuk gawang yang lebar. Tetapi kawat tembaga ini
memiliki konduktivitas yang rendah. Jenis kawat logam paduan ini antara lain kawat
baja berlapis tembaga (copper clad steel) dan kawat baja berlapis alumunium
(alumunium clad steel).
Kawat baja berlapis tembaga mempunyai kekuatan mekanis yang besar dan
dapat dipakai untuk gawang yang lebih lebar. Sedangkan kawat baja berlapis
alumunium mempunyai kekuatan mekanis lebih ringan dari kawat baja berlapis
tembaga, tetapi konduktivitasnya lebih kecil. Oleh karena itu banyak digunakan hanya
untuk gawang yang tidak terlalu lebar. Untuk lebih jelasnya, sifat logam penghantar
jaringan distribusi tenaga listrik dapat dilihat pada tabel 3.1.
106 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Tabel 3.1 Sifat Logam Penghantar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
(Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik)
D.
Macam
Logam
BD
Titik
Cair
( 0C )
660
Resistansi
(ῼ)
2,56
Tahanan
jenis
( m/cm )
0,03
33,3
Koefisien
suhu
( 0K )
0,0038
Kekuatan
tarik
( kg/mm2 )
15 - 23
Alumunium
Tembaga
8,95
0,0175
1083
57,14
0,0037
30 - 48
Baja
7,85
0,42
1535
10
0,0052
46 - 90
Perak
10,5
0,018
960
62,5
0,0036
Kuningan
8,44
0,07
1000
14,28
0,0015
Emas
19,32
0,022
1063
45,45
0,0035
Isolator Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Isolator adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk mengisolasi konduktor atau
penghantar. Menurut fungsinya isolator dapat menahan berat dari konduktor/kawat
penghantar, mengatur jarak dan sudut antar konduktor serta menahan adanya perubahan
pada kawat penghantar akibat temperatur dan angin.
Isolator jaringan distribusi tenaga listrik merupakan alat tempat menompang kawat
penghantar jaringan pada tiang listrik yang digunakan untuk memisahkan secara elektris dua
buah kawat atau lebih agar tidak terjadi kebocoran arus (leakage current) atau loncatan
bunga api (flash over) sehingga mengakibatkan terjadinya kerusakan pada sistem jaringan
tenaga listrik.
Penentuan pemakaian isolator berdasarkan pada kekuatan daya isolasi (dielectric
strenght) dan kekuatan mekanis (mechanis strenght) bahan isolator yang akan dipakai.
Karena sifat suatu isolator di tentukan oleh bahan yang digunakan.
Fungsi utama isolator pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, adalah :
1.
Untuk penyekat / mengisolasi penghantar dengan tanah dan antara penghantar dengan
penghantar.
2.
Untuk memikul beban mekanis yang disebabkan oleh berat penghantar dan / atau gaya
tarik penghantar.
3.
Untuk menjaga agar jarak antar penghantar tetap (tidak berubah).
Kemampuan suatu bahan untuk dapat mengisolir atau menahan tegangan yang
mengenainya tanpa menjadikan cacat atau rusak tergantung pada kekuatan dielektriknya dan
bahan isolator tersebut.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 107
1.
Kriteria Bahan Isolator
Bahan yang baik untuk isolator adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan
arus listrik. Bahan isolasi yang baik dipakai untuk isolator Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik, pada umumnya terbuat dari bahan padat, seperti bahan : porselin, gelas, mika,
ebonit, keramik, parafin, kuarts, dan veld spaat. Kriteria bahan yang baik dan dapat
digunakan sebagai isolator jaringan distribusi tenaga listrik adalah :
1)
Bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik
2)
Bahan isolasi yang ekonomis, tanpa mengurangi kemampuannya sebagai
isolator. Semakin berat dan besar ukuran isolator tersebut akan mempengaruhi
beban penyangga pada sebuah tiang listrik.
3)
Bahan terbuat dari bahan padat, dan memiliki kekuatan mekanis tinggi seperti :
porselin, gelas, mika, ebonit, keramik, parafin, kuartz, dan veld spaat.
4)
Mempunyai tahanan jenis yang tinggi
5)
Memiliki kekuatan mekanis yang tinggi
6)
Memiliki sifat (dua hal diatas) tidak berubah oleh perubahan suhu, siraman air,
kelembaban, sinar matahari, polaritas listrik.
7)
2.
Bila mengalami loncatan listrik (flash over) tidak akan meninggalkan jejak (cacat)
Isolator Porselin
Isolator porselin terbuat dari dari bahan campuran tanah porselin, kwarts, dan
veld spaat, yang bagian luarnya dilapisi dengan bahan glazuur agar bahan isolator tidak
berpori. Lapisan glazuur pada permukaan isolator menjadikan bahan isolator tersebut
licin dan berkilat, sehingga tidak dapat mengisap air. Oleh sebab itu isolator porselin ini
dapat dipakai dalam ruangan yang lembab maupun di udara terbuka.
Isolator porselin memiliki sifat tidak menghantar (non conducting) listrik yang
tinggi, dan memiliki kekuatan mekanis yang besar. Isolator porselin dapat menahan
beban yang menekan dan tahan akan perubahan suhu. Tetapi isolator porselin ini tidak
tahan akan kekuatan yang menumbuk atau memukul.
Kualitas isolator porselin lebih tinggi dan tegangan tembusnya (Voltage Gradient)
lebih besar, maka banyak dipakai untuk jaringan distribusi primer. Harganya lebih
mahal tetapi lebih memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan PLN. Isolator porselin
dipergunakan juga pada jaringan distribusi sekunder, tetapi ukurannya lebih kecil.
Kelebihan :
1)
Terbuat dari bahan campuran tanah porselin, kwarts, dan veld spaat,
2)
Bagian luar dilapisi dengan bahan glazuur agar bahan isolator tersebut tidak
berpori.
108 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Dengan lapisan glazuur ini permukaan isolator menjadi licin dan berkilat,
sehingga tidak dapat mengisap air.
3)
Dapat dipakai dalam ruangan yang lembab maupun di udara terbuka.
4)
Memiliki sifat tidak menghantar (non conducting) listrik yang tinggi, dan memiliki
kekuatan mekanis yang besar.
5)
Dapat menahan beban yang menekan serta tahan akan perubahan suhu.
6)
Memiliki kualitas yang lebih tinggi dan tegangan tembusnya (voltage gradient)
lebih besar, sehingga banyak disukai pemakaiannya untuk jaringan distribusi
primer. Isolator porselin dipergunakan juga pada jaringan distribusi sekunder,
tetapi ukurannya lebih kecil
Kelemahan :
1)
Tidak tahan akan kekuatan yang menumbuk atau memukul.
2)
Ukuran isolator porselin tidak dapat dibuat lebih besar, karena pada saat
pembuatannya terjadi penyusutan bahan.
Walaupun ada yang berukuran lebih besar namun tidak seluruhnya dari bahan
porselin, tetapi dibuat rongga didalamnya, yang kemudian diisi dengan bahan
besi atau baja tempaan sehingga kekuatan isolator porselin bertambah. Cara
yang demikian ini akan menghemat bahan yang digunakan.
3)
Harganya lebih mahal tetapi lebih memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh
PLN.
3.
Isolator Gelas
Isolator gelas pada umumnya terbuat dari bahan campuran antara Pasir Silikat,
Dolomit, dan Phospat. Komposisi dari bahan tersebut dan cara pengolahannya dapat
menentukan sifat dari isolator gelas.
Isolator gelas memiliki sifat mengkondensir (mengembun) kelembaban udara,
sehingga lebih mudah debu melekat pada permukaan isolator.
Makin tinggi tegangan sistem makin mudah pula terjadi peristiwa kebocoran arus listrik
(leakage current) lewat isolator tersebut, yang berarti mengurangi fungsi isolasi. Oleh
karena itu isolator gelas ini lebih banyak dijumpai pemakaiannya pada jaringan
distribusi sekunder.
Isolator gelas memiliki kualitas tegangan tembus yang rendah, dan kekuatannya
berubah sangat cepat sesuai dengan perubahan temperatur. Oleh sebab itu bila terjadi
kenaikan dan penurunan suhu secara tiba-tiba, maka isolator gelas ini akan mudah
retak pada permukaannya. Isolator gelas bersifat mudah dipengaruhi oleh perubahan
suhu disekelilingnya.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 109
Tetapi apabila isolator gelas mengandung campuran dari bahan lain, maka
suhunya akan turun. Selain daripada itu, isolator gelas harganya lebih murah bila
dibandingkan dengan isolator porselin.
Kelebihan :
1)
Terbuat dari bahan campuran antara pasir silikat, dolomit, dan phospat.
Komposisi bahan tersebut dan cara pengolahannya dapat menentukan sifat dari
isolator gelas ini.
2)
Lebih banyak dijumpai pemakaiannya pada jaringan distribusi sekunder.
3)
Isolator gelas ini harganya lebih murah bila dibandingkan dengan isolator
porselin.
Kelemahan :
1)
Memiliki sifat mengkondensir (mengembun) kelembaban udara.
2)
Makin tinggi tegangan sistem makin mudah pula terjadi peristiwa kebocoran arus
listrik (leakage current) lewat isolator tersebut, yang berarti mengurangi fungsi
isolasinya
3)
Memiliki kualitas tegangan tembus yang rendah, dan kekuatannya berubah
dengan cepat sesuai dengan perubahan temperatur.
4)
Isolator gelas ini bersifat mudah dipengaruhi oleh perubahan suhu di
sekelilingnya. Tetapi bila isolator gelas ini mengandung campuran dari bahan lain,
maka suhunya akan turun.
4.
Kerusakan Isolator Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Karena isolator dipergunakan selama bertahun-tahun, maka akan berkurang daya
isolasinya, misalnya : terjadi keretakan pada bahan isolatornya, baik dari porselin atau
gelas. Kerusakan isolator pada jaringan distribusi tenaga lisitrik, banyak disebabkan
karena :
1)
Unsur Isolasi yang sudah tua.
2)
Gangguan mekanis, seperti terkena benturan atau hentakan yang keras.
3)
Panas yang berlebihan, yang melebihi ambang batas yang diperkenankan.
4)
Kesalahan dalam pemasangan.
Selain itu, terdapat pula proses yang dinamakan pemburukan (Deterioration).
Sebab utama dari pemburukan isolator adalah pengembangan kimiawi dan
pengembangan pembekuan semen, perbedaan dari pengembangan karena panas
diberbagai bagian isolator, pengembangan karena panas arus bocor dan berkaratnya
110 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
pasangan logam. Untuk mencegah proses pemburukan dilakukan hal-hal sebagai
berikut :
1)
Meninggikan kuat mekanis dari bagian porselin.
2)
Membatasi pengembangan kimiawi dari bagian-bagian semen.
3)
Mencet (buffer paint) bagian-bagian semen.
4)
Tidak menggunakan semen dalam lapisan porselin
Kekuatan elektris porselin dengan ketebalan 1,5 mm, hasil pengujian memiliki
kekuatan 22 sampai 28 kVrms/mm. Kekuatan mekanis dengan diameter 2 cm sampai 3
cm mampu menahan gaya tekan 4,5 ton/cm².
Kegagalan kekuatan elektris sebuah isolator dapat terjadi apabila jalan
menembus bahan dielektrik atau dengan jalan loncatan api (flashover) di udara
sepanjang permukaan isolator. Beberapa type isolator dalam sistem jaringan distribusi
tenaga listrik, adalah :
a.
Isolator Gantung (Suspension Type Insulator)
b.
Isolator Jenis Pasak (Pin Type Insulator)
c.
Isolator Batang Panjang (Long Rod Type Insulator)
d.
Isolator Jenis Post Saluran (Pin Post Type Insulator)
Untuk lebih jelasnya, bentuk isolator gantung dapat dilihat pada gambar 3.4 sedangkan
bentuk isolator jenis post saluran dapat dilihat pada gambar 3.5.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.4 Isolator Gantung (Suspension Type Insulator)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 111
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.5. Isolator Jenis Post Saluran (Pin Post Type Insulator)
E.
Andongan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Andongan (Sag) merupakan jarak lenturan dari suatu bentangan kawat penghantar
antara dua tiang penyangga jaringan atau lebih, yang diperhitungkan berdasarkan garis lurus
(horizontal) kedua tiang tersebut. Besarnya lenturan kawat penghantar ( Andongan)
tergantung pada berat dan panjang kawat penghantar atau Panjang Gawang (Span). Berat
kawat akan menimbulkan tegangan tarik pada kawat penghantar, yang akan mempengaruhi
besarnya andongan tersebut. Bentuk andongan pada jaringan distribusi tenaga listrik dapat
dilihat pada gambar 3.6.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.6. Bentuk Andongan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
112 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
1.
Pengukuran Andongan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Pengukuran andongan pada jaringan distribusi tenaga listrik merupakan
pekerjaan akhir setelah pemasangan kawat penghantar dan peralatannya. Pengukuran
andongan kawat penghantar dilakukan agar kekuatan lentur kawat penghantar pada
tiang penyangga (tiang listrik) sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh PLN.
Metode untuk mengukur lebar andongan dari jaringan distribusi tenaga listrik, adalah:
a.
Metode Penglihatan (Sigth).
Metode penglihatan dapat dilakukan dengan cara menaiki tiang akhir (Deadend
Pole) untuk wilayah jaringan lurus (tangent). Dari tiang akhir kita dapat melihat
bentangan jaringan, dengan berpedoman pada ujung atas tiang satu dengan
yang lain sebagai 1 (satu) garis lurus. Bila bentangan jaringan panjangnya lebih
500 m, kita dapat melakukannya dengan menggunakan teropong.
b.
Metode Papan Bidik
Metode ini menggunakan papan bidik berbentuk T dan papan target
bidikan. Papan bidik berbentuk T disangkutkan pada ujung tiang sesuai dengan
ukuran andongan sesuai standar yang telah ditetapkan. Sedangkan papan target
disangkutkan pada ujung tiang berikutnya, dengan ukuran andongan sesuai
standar yang telah ditetapkan.
Selanjutnya petugas memanjat tiang pertama yang terdapat papan bidik
bentuk T untuk membidik atau mengincar papan target yang ada pada tiang
kedua. Apabila kawat penghantar melebihi target yang dibidik berarti kawat
penghantar masih kendor dan perlu ditarik lagi sehingga tepat pada sasaran
(bidikan). Begitu sebaliknya jika kawat penghantar kurang dari target bidikan,
berarti tarikan kawat penghantar terlalu kencang dan perlu dikendorkan sehingga
tepat pada sasaran (bidikan). Pengukuran andongan dengan metode papan bidik
dapat dilihat pada gambar 3.7.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.7. Pengukuran Andongan dengan Metode Papan Bidik
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 113
c.
Metode Dynamometer
Metode ini menggunakan alat dynamometer dan tabel andongan. Pengukuran
andongan dengan metode dynamometer dapat dilihat pada gambar 3.8
sedangkan alat ukur dynamometer dapat dilihat pada gambar 3.9.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.8. Pengukuran Andongan dengan Metode Dynamometer
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.9 Alat ukur Dynamometer
d.
Metode Panjang Gawang (Span)
Metode ini mempergunakan panjang gawang (span) sebagai ukuran andongan.
Standar yang ditetapkan andongan maksimum untuk gawang selebar 40 meter
adalah lebih kurang besarnya andongan 30 cm.
Pertambahan besar andongan untuk gawang yang lebih panjang dapat
ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Keterangan:
S = andongan (sag) jaringan (meter)
L = panjang gawang (span) kedua tiang (meter)
114 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
e.
Metode Gelombang Balik atau Metode Pulsa
Metode gelombang balik dilakukan dengan jalan mengayunkan kawat
penghantar dengan tangan, sehingga akan timbul gelombang yang merambat
sepanjang bentangan kawat jaringan. Gerakan gelombang ini akan berlanjut
sampai gelombang teredam sendiri. Waktu yang dibutuhkan bagi gelombang
yang merambat ke tiang lainnya dan kembali lagi merupakan suatu fungsi
lenturan kawat penghantar pada bentangannya.
Waktu yang dibutuhkan untuk mengukur gelombang balik biasanya 3 atau 4
gelombang balik, yang diukur menggunakan stop-watch. Untuk mendapatkan
hasil yang akurat, pengukuran hendaknya diulang sebanyak 3 kali pengecekan
sehingga didapatkan hasil yang sama.
Untuk meredam gelombang balik pada saat akan melakukan pengecekan
berikutnya, kawat penghantar jaringan ditahan dengan tangan sehingga
gelombang balik akan hilang (diam).
Rumus yang dipergunakan dalam menghitung andongan dengan metode
gelombang balik (return wave method), adalah :
S = 30,66 (T / N)2 .......... (cm)
S = 306,7 (T / N)2........... (mm)
S = 3,065 (T / N)2 ........... (meter)
Keterangan :
S = sag (andongan).......... (cm)
T = waktu yang dibutuhkan untuk 3 atau 4 gelombang balik (detik)
N = jumlah gelombang balik (ditetapkan untuk 3 atau 4 gelombang balik)
.
2.
Andongan dan Panjang Gawang
Pada tanah datar dan pada daerah yang berpenduduk padat, panjang gawang (span),
yaitu (jarak antar tiang) dan tinggi tiang jaringan distribusi ditetapkan dalam tabel 3.2
dan tabel 3.3 sebagai berikut :
Tabel 3.2. Ukuran Tinggi Tiang dan Span
(Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik)
Tinggi Tiang Jaringan
Panjang Gawang
11 meter
40 - 65 meter
12 meter
65 - 90 meter
13 meter
90 - 110 meter
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 115
Tabel 3.3 Ukuran Tinggi Menara dan Span
(Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik)
Tegangan
3.
Tinggi
Panjang
Tiang
Gawang
(m)
(m)
Saluran
(kV)
SUTR
1 kV
9 - 12 m
40 - 80 m
SUTM
6 - 30 kV
10 - 20 m
60 -150 m
Perhitungan Andongan Simetris
Bentuk andongan simetris dapat dilihat pada gambar 3.10 sedangkan analisis bentuk
andongan simetris dapat dilihat pada gambar 3.11.
Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.10. Andongan pada Mendatar
Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.11.. Analisis Bentuk Andongan Simetris
a.
Besarnya Andongan Pada Tiang Simetris
Rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya andongan pada tiang
simetris adalah sebagai berikut:
116 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Keterangan:
S
= Andongan (sag), (meter)
Wc = Berat Beban Kawat Penghantar (weight of conductor), (kilogram)
L
= Panjang Gawang (span), (meter)
To = Tegangan Tarik maksimum kawat penghantar yang diperkenankan
(allowable maximum tension), (kilogram)
b.
Tegangan Tarik Maksimum Kawat Penghantar
Rumus yang digunakan untuk menghitung tegangan tarik maksimum kawat
penghantar adalah sebagai berikut:
Keterangan:
T0
B
= tegangan tarik maksimum (allowable maximum tension), dalam satuan kg.
= kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strenght) kawat penghantar,
dalam satuan kg/m2.
B
= tegangan patah (breaking stress) kawat penghantar, dalam satuan kg/m2.
AC = luas penampang (cross-sectional area of conductor) kawat penghantar,
dalam satuan m2.
fS
c.
= faktor keselamatan/keamanan (factor of safety).
Beban Pada Kawat Penghantar
Beban pada kawat penghantar ditentukan antara lain: berat kawat penghantar,
tekanan angin pada kawat penghantar, beban salju pada kawat penghantar, dan
beban maksimum kawat penghantar.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 117
1)
Berat Kawat Penghantar
Rumus yang digunakan untuk menghitung berat kawat penghantar adalah
sebagai berikut:
Keterangan :
2)
Wc
= berat kawat penghantar (kg)
Bc
= kerapatan bahan kawat penghantar (kg/m2).
Ac
= luas penampang kawat penghantar (m2)

= berat jenis bahan kawat penghantar (specific grafity of material)
Dc
= diameter kawat penghantar (m)
Tekanan Angin Pada Kawat Penghantar
Rumus yang digunakan untuk menghitung tekanan angin pada kawat
penghantar adalah sebagai berikut:
Luas penampang total (Luas Kawat dan Luas Lapisan Es)
Beban tekanan angin total (kawat penghantar tertutup oleh salju di
permukaannya )
Keterangan :
Ww
= besarnya beban tekanan angin, (kg)
Pw
= besarnya tekanan angin (kg/m2)
118 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
3)
Aw
= luas daerah perencanaan lokasi jaringan
Ac
= luas penampang kawat penghantar (m2)
Aci
= luas penampang total (kawat dan lapisan salju), (m2)
r
= ketebalan lapisan salju pada kawat penghantar (m)
Beban salju pada kawat penghantar
Rumus yang digunakan untuk menghitung beban salju pada kawat
penghantar adalah sebagai berikut:
Keterangan :
4)
Wi
= Berat Beban Salju pada kawat penghantar, (kg)
Bi
= Nilai Kerapatan Bahan Lapisan Salju per meter panjang, (kg/m2)
Ai
= Luas Penampang Lapisan Salju dalam kawat penghantar, (m2)
Aci
= Luas Penampang Total (kawat penghantar dan lapisan salju), (m2)
Ac
= luas penampang kawat penghantar tanpa dilumuri Salju, (m2)
dc
= Diameter Kawat Penghantar (m)
r
= Ketebalan Lapisan Salju (m)
Beban Maksimum Kawat Penghantar
a).
Jika hanya terdapat tekanan angin yang menimpa kawat penghantar,
maka beban maksimum dapat dicari dengan mempergunakan rumus,
yaitu :
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 119
b).
Saat terjadi tekanan angin dan beban salju yang menyelimuti kawat
penghantar,
maka
beban
maksimum
dapat
dicari
dengan
mempergunakan rumus, yaitu :
c).
Kedua rumus diatas berdasarkan penjumlahan vektor dari masingmasing beban yang menimpa kawat penghantar jaringan. Untuk lebih
jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.12 di bawah ini.
Gambar 3.12. Penjumlahan Vektor Beban Total Kawat Penghantar
(Sumber : Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik)
Keterangan :
F.
Wr
= Beban Total (Resultante Loading), (kg)
Wc
= Berat Kawat Penghantar (Weight Of Conductor), (kg)
Wi
= Berat Beban Salju (Weight of Ice Coating), (kg)
Ww
= Beban Tekanan Angin (Wind Pressure), (kg)
Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Operasi adalah pelaksanaan rencana yang telah dikembangkan, sedangkan distribusi
tenaga listrik adalah penyaluran tenaga listrik dari sistem transmisi atau dari sistem
pembangkitan kepada konsumen.
Pengertian dari sistem operasi jaringan distribusi tenaga listrik adalah segala kegiatan
yang mencakup pengaturan, pembagian, pemindahan, dan penyaluran tenaga listrik dari
pusat pembangkit kepada konsumen dengan efektif serta menjamin kelangsungan
penyalurannya/pelayanannya kepada konsumen/pelanggan.
Tolok ukur dari kegiatan sistem operasi jaringan distribusi tenaga listrik memiliki
beberapa parameter, yaitu: mutu listrik, keandalan penyaluran tenaga listrik, keamanan dan
120 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
keselamatan serta biaya operasional. Sedangkan faktor yang mempengaruhi sistem operasi
jaringan distribusi tenaga listrik, adalah: kelangsungan penyaluran, ukuran tingkat
penyaluran, stabilitas frekuensi, dan stabilitas tegangan pelayanan.
1.
Mutu listrik
Yang menjadi tolak ukur mutu listrik yaitu :
a.
Tegangan
Batas toleransi tegangan pelayanan yaitu pada konsumen TM adalah ±5 %, dan
pada konsumen TR adalah maksimum 5 % dan minimum 10 %.
b.
Frekuensi.
Batas toleransi frekuensi adalah ±1 % dari frekuensi standar 50 Hz.
2.
Keandalan Penyaluran Tenaga Listrik
Indikator Keandalan Penyaluran Tenaga Listrik adalah angka lama dan atau seringnya
pemadaman pada pelanggan yang disebut dengan angka SAIDI dan SAIFI.
a.
SAIDI (System Average Interuption Duration Index)
Lama Padam x Jumlah Pelanggan Padam
SAIDI =
———————————————
=
menit/pelanggan.tahun
Jumlah Pelanggan x 1 tahun
b.
SAIFI (System Average Interuption Frequency Index)
SAIFI =
Seringnya Padam X Pelanggan Padam
————————————————
Jumlah Pelanggan x 1 tahun
= kali/ pelanggan . tahun
Faktor-faktor yang dapat menurunkan angka SAIDI dan SAIFI dari sisi jaringan
distribusi tenaga listrik, adalah sebagai berikut :
1)
Meningkatkan kualitas konfigurasi jaringan
2)
Meningkatkan pasokan tenaga listrik alternatif
3)
Meningkatkan kualitas pemeliharaan
4)
Meningkatkan pengetahuan & ketrampilan petugas
5)
Menyiapkan jumlah petugas dengan perbandingan yang memadai dengan
jumlah pelanggan
6)
Menggunakan material sesuai standar
7)
Mengidentifikasi peralatan yang sering rusak
8)
Meningkatkan kualitas teknik informasi pelanggan
9)
Memutakhirkan data teknik jaringan
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 121
3.
Keamanan dan keselamatan
Indikator adalah jumlah angka kecelakaan akibat listrik pada personil dan
kerusakan pada instalasi/peralatan serta lingkungan.
Upaya untuk meningkatkan keamanan dan keselamatan pada jaringan distribusi tenaga
listrik maka kondisi instalasi listrik harus memenuhi persyaratan berikut:
4.
a.
Sistem Proteksi Tenaga Listrik berfungsi dengan baik
b.
Pemeliharaan Instalasi Listrik sesuai jadual
c.
Alat kerja dan peralatan keselamatan kerja memenuhi syarat
d.
Koordinasi kerja baik
e.
Sikap dan cara kerja memperhatikan aturan K3 / K2
f.
Menginformasikan kepada masyarakat tentang bahaya listrik dan menghindarinya
Biaya Operasional
Indikatornya adalah angka susut jaringan, yaitu : selisih antara energi yang
dikeluarkan dari gardu/pembangkit dengan energi yang sampai dan dipergunakan oleh
pelanggan. Faktor-faktor yang menjadi penyebab susut pada sisi jaringan distribusi
tenaga listrik, adalah sebagai berikut :
5.
a.
Pencurian listrik
b.
Kesalahan alat ukur
c.
Kesalahan rasio CT / PT
d.
Kesalahan ukuran penghantar
e.
Jaringan terlalu panjang
f.
Faktor daya rendah
g.
Kualitas konektor dan pemasangannya jelek
Kelangsungan Penyaluran
Faktor penting yang mempengaruhi kelangsungan penyaluran (kontinuitas) distribusi
tenaga listrik adalah :
a.
Pengaturan dan pengoperasian jaringan pada waktu ada pekerjaan jaringan dan
pada waktu ada gangguan jarigan, sedemikian rupa sehingga pemadaman bisa di
minimalkan.
b.
Kecepatan melakukan pengalihan beban ke sumber pengisian cadangan,
sekaligus mengisolasikan gangguan.
Gangguan jaringan dapat diketahui dengan segera melalui sistem informasi dari
petugas yang secara tetap ditempatkan di gardu induk, atau dengan pengiriman
indikasi gangguan (sinyalisasi) melalui suatu teleprocessing.
122 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Perlu dikirim secepat mungkin petugas ke lapangan untuk untuk melakukan
pekerjaan mengisolir gangguan dan mengadaan manuver jaringan sehingga bagian
yang padam dapat memperoleh penyaluran kembali.
Hal tersebut masih tergantung pada adanya sumber pengisian cadangan, dan juga
apakah gangguan jaringan yang timbul dapat segera diketahui atau tidak.
Bagian jaringan yang terganggu harus segera diperbaiki, sehingga keadaan tidak
normal pada jaringan tidak berlangsung lama, misalnya sampai terjadinya gangguan
baru yang lebih menyulitkan. Perlunya melaksanakan pekerjaan perbaikkan secepat
mungkin dan tanpa keraguan. Untuk itu diperlukan :
a.
Suatu pusat pengaturan jaringan
b.
Hubungan komunikasi telepon dan radiotelepon yang baik
c.
Prosedur operasi dan pengaturan yang bersifat cepat
d.
Perlengkapan untuk mendeteksi gangguan
e.
Petugas operasi yang cakap dan terampil
6. Ukuran Tingkat Kelangsungan Penyaluran
Untuk Jaringan Distribusi Tegangan Menengah (JTM) yang baik ukuran kelangsungan
penyaluran ditetapkan sebagai berikut :
a.
Untuk pekerjaan jaringan: waktu pemadaman seharusnya sama dengan nol,
kecuali pekerjaan pekerjaan di gardu distribusi.
b.
Untuk gangguan: waktu pemadaman adalah waktu yang diperlukan untuk
mengisolasikan gangguan dan untuk menyalakan kembali.
Lamanya pemadaman konsumen, dikategorikan 5 macam tingkat kelangsungan
penyaluran :
a.
Pemadaman beberapa jam, yaitu waktu pemadaman yang digunakan untuk
melokalisasi dan mencerminkan titik gangguan, kemudian ditambah dengan
waktu perbaikannya. Jaringan radial dengan satu sumber pengisian termasuk
dalam kategori ini.
b.
Pemadaman satu sampai dua jam, yaitu yang diperlukan untuk melokalisasikan
gangguan dan melakukan manuver untuk menyalakan bagian-bagian jaringan
dari sumber semula atau sumber pengisian lain.
c.
Pemadaman beberapa menit, berarti tidak mungkin mengirim orang untuk
mengatasi gangguan. Manuver dilakukan oleh petugas yang ditempatkan digardu
secara tetap (misalnya GI) dengan sistem kontrol lokal, atau dengan
menggunakan sistem telekontrol.
d.
Pemadaman beberapa detik, berarti diperlukan peralatan otomatis.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 123
e.
Tanpa pemadaman, sangat sulit dan jarang dijamin oleh perusahaan listrik
manapun. Jika ada dua konsumen yang menghendakinya maka ia sendirilah
yang harus menyediakan peralatan khusus, untuk dipasang pada instalasi
listriknya. Sebagian besar jaringan di Indonesia mempuyai tingkat kelangsungan
penyaluran kategori satu, dua, dan tiga.
Kategori tiga dilakukan dengan sistem pengaturan distribusi terpusat. Khusus
untuk saluran udara yang telah menggunakan koordinasi peralatan otomatis
seperti recloser pada tempat tertentu di jaringan dapat mencapai tingkat
kelangsungan penyaluran kategori empat apabila koordinasi pengamannya baik.
Sedangkan untuk Jaringan Tingkat Rendah (JTR), mengingat struktur jaringannya
kelangsungan penyalurannya berada di kategori satu, paling tinggi dua. Bentuk
recloser pada jaringan distribusi tenaga listrik dapat dilihat pada gambar 3.13.
Sumber : Teknik Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.13. Recloser pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
7. Stabilitas Frekuensi
Penurunan
frekuensi
disebabkan
karena
berkurangnya
secara
tiba-tiba
persediaan daya pada pusat pembangkit, jika terjadi pelepasan mesin. Sebaliknya,
kejadian hubung singkat pada jaringan transmisi atau ditempat yang berdekatan
dengan mesin pembangkit akan menyebabkan kenaikan frekuensi.
Jadi kenaikan atau penurunan frekuensi terjadi karena cepatnya perubahan
pembebanan sistem yang besar. Dengan demikian besarnya perubahan beban yang
besar itu harus diketahui, sehingga dapat diadakan pengaturan seperlunya (misalnya
oleh pusat pengatur beban).
Perlu diketahui adalah sampai sejauh mana pengaruh perubahan frekuensi
terhadap peralatan listrik. Dari spesifikasi peralatan listrik yang ada ternyata perubahan
frekuensi itu tidak sangat berpengaruh terhadap peralatan listrik penerangan dan
panas. Pengaturannya baru akan terasa pada motor sinkron maupun asinkron, yaitu
terhadap momen putaran hingga mungkin akan berhenti berputar.
124 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
8. Stabilitas Tegangan Pelayanan
Stabilitas tegangan layanan merupakan tanggung jawab perusahaan listrik untuk
mempertahankan stabilitas tegangan pelayanan kepada konsumen. Untuk itu harus
ditetapkan besarnya batas toleransi, yang antara lain ditentukan oleh fungsi teknis
pemakai. Stabilitas tegangan layanan meliputi 2 (dua) macam masalah, yaitu :
a.
Gangguan pada tegangan normal
b.
Jatuh tegangan yang berlebihan
Gangguan pada tegangan normal disebabkan oleh:
a.
Manipulasi beban jaringan
b.
Motor asinkron
c.
Perubahan beban secara periodik/aperiodik
d.
Tanur Mesin Las
Jatuh tegangan yang berlebihan pada titik tertentu pada jaringan distribusi
merupakan kewajiban operasional dari perusahaan listrik untuk mengembalikannya ke
keadaan tegangan normal seperti semula. Batas toleransi yang berlaku di beberapa
negara tidak beragam, tetapi umumnya lebih kecil dari ± 10%. Untuk standar sebaiknya
ditetapkan ± 5%, yaitu yang terukur di meter konsumen.
Tindakan untuk menjaga toleransi tegangan tersebut dengan cara mengadakan
pengaturan tegangan di tempat tertentu pada jaringan distribusi, umumnya berupa
menaikkan tegangan apabila beban naik. Memperbesar kapasiatas penyaluran antar
sumber dan beban, atau memasang pengatur tegangan.
Cara yang ditempuh agar tidak terjadi jatuh tegangan adalah :
a.
Mengatur tegangan pembangkit
b.
Mengatur sadapan trafo TT/TM di GI (sadapan tanpa beban)
c.
Memasang kapasitor di GI
d.
Memperbesar penampang hantaran distribusi primer maupun sekunder
e.
Menyetel sadapan trafo TM/TR digardu distribusi (sadapan tanpa beban)
f.
Menambah tegangan menengah dan/atau rendah lebih tinggi (PTM/PTR)
g.
Menambah jumlah gardu induk
h.
Menambah jumlah saluran distribusi
i.
Menambah struktur jaringan satu fasa menjadi tiga fasa
j.
Memasang kapasitor pada JTM atau JTR
k.
Menambah jumlah gardu distribusi (sisipan) dan memotong JTR menjadi lebih
pendek.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 125
G.
Gangguan Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem tenaga listrik yang andal dan energi listrik dengan kualitas yang baik serta memenuhi
standar, mempunyai kontribusi yang sangat penting bagi kehidupan masyarakat modern, karena
peranannya yang dominan dibidang industri, telekomunikasi, teknologi informasi, pertambangan,
transportasi umum, dan lain-lain yang semuanya itu dapat beroperasi karena tersedianya energi
listrik.
Perusahaan yang bergerak diberbagai bidang tersebut diatas, akan mengalami kerugian
cukup besar jika terjadi pemadaman listrik secara tiba-tiba atau tegangan listrik yang tidak stabil,
yang berakibat aktifitasnya akan terhenti atau produk yang dihasilkannya menjadi rusak atau tidak
sempurna.
Negara yang memiliki sistem pembangkit, transmisi dan distribusi energi listrik dengan
teknologi dengan peralatan canggih dan mutakhir serta manajemen yang baik seperti Amerika
Serikat, Jepang, Perancis dan negara maju lainnya memberikan perhatian khusus terhadap
keandalan dan kualitas sistem penyaluran energi listrik karena pengaruhnya yang krusial terhadap
roda perekonomian negaranya.
Pemadaman listrik yang terlalu sering dengan waktu padam yang lama dan tegangan listrik
yang tidak stabil, merupakan refleksi dari keandalan dan kualitas listrik yang kurang baik, dimana
akibatnya dapat dirasakan secara langsung oleh pelanggan/konsumen.
Gangguan yang terjadi pada sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik, adalah:
gangguan pada sistem frekuensi, gangguan pada sistem tegangan, dan gangguan pada sistem
interupsi atau pemadaman listrik
1.
Gangguan pada Sistem Frekuensi
Jumlah siklus Arus Bolak-Balik (Alternating Current, AC) per detik. Beberapa
negara termasuk Indonesia menggunakan frekuensi listrik standar, sebesar 50 Hz.
Frekuensi listrik ditentukan oleh kecepatan perputaran dari turbin sebagai penggerak
mula. Contoh dari akibat frekuensi listrik yang tidak stabil akan mengakibatkan
perputaran motor listrik sebagai penggerak mesin produksi di industri manufaktur juga
tidak stabil, hal ini akan mengganggu proses produksi.
Selain itu adalah terputusnya penggiriman data yang tidak sesuai lebar
pita(bandwith) karena terjadi gangguan frekuensi pada jaringan PLN. Gangguan yang
terjadi pada sistem frekuensi, adalah :
a)
Penyimpangan terus-menerus (Continuous Deviation)
Frekuensi yang berada diluar batas pada saat yang lama (secara terus-menerus),
frekuensi standar 50 Hz dengan toleransi  0,6 Hz, yaitu : (49,4 – 50,6 Hz)
b)
Penyimpangan sementara (Transient Deviation)
Penurunan atau naiknya frekuensi secara tiba-tiba dan sesaat.
126 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
2.
Gangguan pada Sistem Tegangan
Tegangan yang baik adalah tegangan yang tetap stabil pada nilai yang telah
ditentukan. Walaupun terjadinya fluktuasi (ketidak stabilan) pada tegangan ini tidak
dapat di hindarkan, tetapi dapat di minimalkan. Gangguan yang terjadi pada sistem
tegangan, adalah :
a.
Fluktuasi Tegangan
Fluktuasi tegangan dapat terjadi akibat 3 (tiga) hal yaitu: tegangan lebih,
tegangan turun, dan tegangan getar.
1)
Tegangan Lebih (Over Voltage)
Tegangan lebih pada sistem Jaringan Distribusi Tenaga Listrik akan
mengakibatkan arus listrik yang mengalir menjadi besar dan mempercepat
kemunduran isolasi (Deterioration Of Insulation) sehingga menyebabkan
kenaikan rugi-rugi daya dan operasi, memperpendek umur kerja peralatan
dan yang lebih fatal akan terbakarnya peralatan tersebut.
Peralatan yang dipengaruhi saat terjadi tegangan lebih adalah
Transformer, Motor Listrik, Kapasitor Daya dan Peralatan Kontrol yang
menggunakan coil/kumparan seperti Solenoid Valve, Magnetik Switch dan
Relay. Tegangan lebih biasanya disebabkan karena eksitasi yang
berlebihan pada generator listrik (Over Excitation), sambaran petir pada
saluran transmisi, proses pengaturan atau beban kapasitif yang berlebihan
pada sistem distribusi.
2)
Tegangan Turun (Drop Voltage)
Tegangan turun pada sistem akan mengakibatkan berkurangnya
intensitas cahaya (redup) pada peralatan penerangan; bergetar dan terjadi
kesalahan operasi pada peralatan kontrol seperti Automatic Valve, Magnetic
Switch dan Auxiliary Relay; menurunnya torsi pada saat start (Starting
Torque) pada motor listrik.
Tegangan turun biasanya disebabkan oleh kurangnya eksitasi pada
generator listrik (Drop Excitation), saluran transmisi yang terlalu panjang,
jarak beban yang terlalu jauh dari pusat distribusi atau peralatan yang
sudah berlebihan beban kapasitifnya.
3)
Tegangan Getar (Flicker Voltage)
Tegangan getar disebabkan karena ketidak stabilan tegangan supplai PLN.
Tegangan getar pada sistem akan mengakibatkan bergetar dan terjadi
kesalahan operasi pada peralatan kontrol seperti Automatic Valve, Magnetic
Switch dan Auxiliary Relay.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 127
b.
Tegangan Kedip (Dip Voltage)
Turunnya tegangan umumnya dengan toleransi  20% dalam perioda waktu
yang sangat singkat (dalam milli second). Penyebabnya adalah hubungan singkat
(Short Circuit) antara phasa dengan tanah atau phasa dengan phasa pada
jaringan distibusi. Tegangan kedip dapat mengakibatkan gangguan pada:
stabilisator tegangan arus DC, Electromagnetic Switch, Variable Speed Motor,
High Voltage Discharge Lamp dan Under Voltage Relay.
c.
Tegangan Harmonik (Harmonic Voltage)
Komponen Gelombang Sinus dengan Frekuensi dan Amplitudo yang lebih
kecil dari gelombang asalnya (bentuk gelombang yang cacat), contoh :
Gelombang asal
: (28,3) sin (t) kV.
Harmonik ke-3
: (28,3/3) sin (3t) kV.
Harmonik ke-5
: (28,3/5) sin (5t) kV.
Tegangan harmonik dapat mengakibatkan: panas yang berlebihan, getaran
keras, suara berisik dan terbakar pada peralatan capacitor reactor (power
capacitor); meledak pada peralatan power fuse (power capacitor); salah
beroperasi pada peralatan breaker; suara berisik dan bergetar pada peralatan
rumah tangga (seperti TV, radio, lemari pendingin dsb.); dan pada peralatan
motor listrik, elevator dan peralatan-peralatan kontrol akan terjadi suara berisik,
getaran yang tinggi, panas yang berlebihan dan kesalahan operasi. Kontribusi
arus harmonik akan menyebabkan cacat (distorsi) pada tegangan, tergantung
seberapa besar kontribusinya.
Cara mengurangi pengaruh terhadap tegangan harmonik yang terjadi pada
sistem adalah dengan memasang Harmonic Filter yang sesuai pada peralatan
yang dapat menyebabkan timbulnya harmonik seperti arus Magnetisasi
Transformer, Static VAR Compensator dan peralatan elektronika daya, seperti :
Inverter, Rectifier, Converter dll
d.
Ketidak Seimbangan Tegangan (Unbalance Voltage)
Ketidak
Seimbangan
Tegangan
terjadi
karena
pada
sistem
distribusi
pembebanan phasa yang tidak merata. Gangguan tegangan tersebut dapat
menyebabkan peralatan yang menggunakan listrik, beroperasi secara tidak
normal dan yang paling fatal adalah kerusakan atau terbakarnya peralatan.
128 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
3.
Gangguan pada Sistem Interupsi atau Pemadaman Listrik
Parameter yang menentukan keandalan dan kualitas energi adalah sesuatu yang
meyakinkan (Measureable) dan dapat diminimalkan dengan cara mengkoreksi terhadap
konfigurasi dan peralatan pada sistem, manajemen serta sumber daya manusia yang
handal dari perusahaan yang memproduksi dan menjual energi listrik.
Interupsi atau Pemadaman Listrik dapat dibedakan menjadi :
a.
Pemadaman yang direncanakan (Planned Interruption/Scheduled Interruption)
Pemadaman yang terjadi karena adanya pekerjaan perbaikan atau perluasan
jaringan pada sistem tenaga listrik.
b.
Pemadaman yang tidak direncanakan; (Unplanned Interruption)
Pemadaman yang terjadi karena adanya gangguan pada sistem tenaga listrik
seperti hubung singkat (short circuit).
H.
Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik berbasis SCADA
Sistem SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) dipergunakan untuk
meningkatkan pelayanan kepada para pelanggan listrik dengan cara mengurangi lama waktu
padam dan kemudahan dalam mendapatkan data operasional serta posisi dan kedudukan
gawai kendali pada instalasi listrik.
Terdapat tiga kontrol jarak jauh untuk maksud tersebut diatas :
1.
Tele Metering
Tele metering adalah melakukan pengukuran besaran-besaran operasi melalui
pengamatan jarak jauh secara real time meliputi arus beban, tegangan kerja, frekwensi,
KVA/kVAR, PF, dll.
2.
Tele Signal
Tele signal mendapatkan data posisi gawai-gawai kendali dalam posisi terbuka-tertutup
misalnya, posisi saklar pada pemutus tenaga, pemisah penyulang, pemutus beban
pada gardu distribusi/ key point dan gardu hubung.
3.
Tele Control
Tele control memberikan fasilitas membuka –menutup saklar pemutus tenaga dan
pemutus beban pada gardu induk, gardu distribusi (middle point) dan gardu hubung
serta key-point. Fasilitas tersebut tersimpan dan ditempatkan pada peralatan yang
disebut Remoted Terminal Unit (RTU). RTU ditempatkan pada lokasi yang memerlukan
fasilitas tele metering, tele kontrol dan tele signal.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 129
Contoh operasi jaringan distribusi tenaga listrik berbasis SCADA adalah:
a.
Sistem SCADA untuk lay-out diagram PT PLN Distribusi Jakarta Raya dan
Tangerang Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah.
Contoh lay-out operasi sistem SCADA pada saluran kabel tanah tegangan menengah
di PT. PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang dapat dilihat pada tabel 3.4.
Tabel 3.4. Contoh Operasi SCADA Saluran Kabel Tanah
Lokasi
Diagram Garis Tunggal
Posisi
1. PMT-income
Fasilitas
1.Tele control
trafo gardu
Gardu Induk
induk dan
pemisah
1
Rel-1
Rel-2
incoming rel I-II
2. PMT-dan
2
pemisah
outgoing
3
penyulang
2.Tele Metering
Tele-signal
Tele-Control
5
4
3. Load & break
switch gardu
Penyulang TM
3.Tele Signal
Tele control
tengah middle
point
4. load break
Gardu Distribusi
switch gardu
4.Tele Signal
Tele control
hubung
5. load break
Gardu Hubung
switch gardu
pelanggan
khusus/VVIP
5.Tele Signal
Tele control
130 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
b.
Lay – Out Diagram Sistem Scada PLN Distribusi Jakarta Raya Dan Tangerang
Saluran Udara Tegangan Menengah
Contoh lay-out operasi sistem SCADA pada saluran udara tegangan menengah di
PT.PLN Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang dapat dilihat pada tabel 3.5.
Tabel 3.5. Contoh Operasi SCADA Saluran Udara Tegangan Menengah
Lokasi
Diagram Garis Tunggal
Posisi
Fasilitas
1. PMT dan
pemisah
Gardu Induk
incoming Rel
1.Tele control
1-2
1
Rel 1
2. PMT dan
Rel 2
pemisah
outgoing
2
2
penyulang
2.Tele
metering
Tele control
Tele signal
3
4
Saluran
Udara
3
3,4 Key point
loadbreak
3,4.Tele control
switch pada
Tele signal
gardu beton
atau Pole
mounted load
Key-point
1)
break swicth.
Gardu Tengah (Middle Point) dan Key Point
Pada penyulang saluran kabel tanah, middle point ditempatkan dengan
konsep 50% : 50 %, sebelum dan sesudah titik/gardu tengah besar beban sama
Key point lebih banyak ditempatkan pada saluran udara tegangan menengah.
Posisi penetapan berdasarkan pembagian kerja tegangan dan panjang jaringan.
Key point ditempatkan pada saluran udara tegangan menengah.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 131
2)
Fasilitas telekomunikasi
Fasilitas telekomonikasi menggunakan :
a.
Kabel telepon, namun saat ini mulai diganti dengan fasilitas kabel fiber optik
b.
frekwensi radio, khususnya untuk telekomunikasi key point dengan pusat
pengendali.
3)
Fasilitas Scada pada Middle Point
Titik middle point atau gardu tengah memberikan fasilitas telekontrol dan
telesignal yang dilengkapi dengan :
a.
Remote Terminal Unit (RTU)
b.
Kubikel Load Break Switch dengan penggerak motor 24 volt atau 48 volt DC
c.
Power Supply DC dan UPS
d.
Fault Indicator Lamp
e.
Ring-O Transformator Arus
Perlengkapan ini pada dasarnya disesuaikan dengan sistem dan teknologi yang
diterapkan oleh perusahaan listrik.
4)
Fasilitas pada Gardu Hubung dan Key-Point
Pada gardu hubung tidak dipasang Fault Indicator Lamp, kecuali :
5)
a.
Remote terminal unit
b.
Kubikel load break switch yang dilengkapi motor listrik DC
c.
Power supply DC dengan UPS
Fasilitas pada Gardu Distribusi dan Key Point
Pada gardu distribusi tersedia perlengkapan sebagai berikut :
a.
Fault Indicator Lamp
b.
Ring-O Transformator pada terminal
c.
Power Supply DC dengan UPS.
Lampu fault indicator terpasang pada pintu gardu, akan menyala jika dilewati
arus gangguan tanah (homopolar current). Lampu harus direset untuk
penormalan jika lokasi gangguan telah ditemukan. Pada Key Point dengan
pemasangan pada tiang\, fault indicator terpasang pada tiang untuk gardu tiang
seperti terlihat pada gambar 3.14.
132 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Fault Indicator Lamp
Terminasi Kabel
Ring-O Transformator
DC Supply
RELAY
Sumber : Desain Enginering Konstruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 3.14. Sistem Operasi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik berbasis Scada
I.
Sistem Pentanahan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gangguan listrik adalah kejadian yang tidak diinginkan dan sangat mengganggu kerja
alat listrik. Akibat gangguan listrik, peralatan listrik tidak berfungsi dan sangat merugikan.
Bahkan gangguan yang luas dapat mengganggu keseluruhan kerja sistem produksi dan akan
merugikan perusahaan sekaligus pelanggan/konsumen pengguna energi.
Jenis gangguan listrik bisa terjadi karena berbagai penyebab, yaitu :
1.
Kerusakan isolasi
2.
Gangguan hubung singkat antar phasa
3.
Gangguan hubung singkat Pemutus Daya
4.
Gangguan hubung singkat antar phasa setelah pemutus daya.
5.
Hubung singkat phasa dengan tanah.
6.
Kerusakan isolasi belitan stator motor,
Berbagai gangguan listrik seperti hubung singkat, kegagalan isolasi, hubungan antar kawat,
hubungan phasa-tanah dapat dilihat pada gambar 3.15
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 133
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.15. Berbagai gangguan listrik
Gangguan listrik bisa terjadi pada tiang listrik pada jaringan distribusi tenaga listrik menuju
pelanggan, sistem 3 (tiga) kawat phasa, jika salah satu kawat phasa putus dan terhubung ke
tanah. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.16 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.16. Gangguan Listrik pada Tiang Listrik
134 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Seharusnya ketika terjadi kawat phasa putus dan menyentuh tanah, maka sistem
pengaman listrik yang berada pada gardu distribusi terdekat berupa fuse atau relay segera
putus sehingga tidak terjadi tegangan gangguan tanah.
Dari titik gangguan ke tanah akan terjadi tegangan gangguan yang terbesar dan
semakin mengecil sampai radius 20 meter. Ketika orang mendekati titik gangguan akan
merasakan tegangan langkah US makin besar, dan ketika menjauhi titik gangguan tegangan
langkah akan mengecil. Tegangan langkah gangguan listrik pada tiang listrik dapat dilihat
pada gambar 3.17.
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.17. Tegangan Langkah Gangguan Listrik pada Tiang Listrik
Keterangan gambar:
VS = US : Tengangan langkah
VE = UE : Tengan tanah
Salah satu gangguan pada jaringan distribusi tenaga listrik adalah gangguan
pentanahan, selain gangguan lainnya, seperti : surja petir, kesalahan mekanis akibat
kerusakan pada isolator, debu yang menempel pada isolator, burung daun yang terbang
dekat isolator gantung, tegangan lebih dan gangguan hubung singkat. Tujuan dari sistem
pentanahan jaringan distribusi tenaga listrik adalah :
1)
Mencegah timbulnya busur tanah akibat dari arus gangguan yang besar (>5 A)
2)
Memberikan perlindungan terhadap bahaya listrik bagi pemanfaatan listrik dan
lingkungan
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 135
3)
Memproteksi peralatan.
4)
Mendapatkan keandalan penyaluran pada system baik dari segi kualitas, keandalan
ataupun kontinuitas penyaluran tenaga listrik dengan kontrol noise termasuk transien
dari segala sumber.
5)
Membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terganggu (sehat).
Untuk menanggulangi terjadinya gangguan listrik pada tiang listrik jaringan distribusi
tenaga listrik diperlukan sistem pentanahan/pembumian (grounding).
Sistem pentanahan adalah melakukan koneksi sirkuit atau peralatan ke bumi. Sistem
pentanahan yang kurang baik dapat menyebabkan penurunan kualitas tenaga listrik. Sistem
pertanahan sering kali dianggap remeh, padahal pentanahan yang baik sangatlah penting.
Definisi pentanahan (Grounding), berdasarkan IEEE dictionary (standard 100), adalah
melakukan koneksi atau hubungan, baik disengaja atau tidak disengaja, ke instalasi, sirkuit
listrik atau peralatan ke bumi, atau ke bodi konduksi yang ditempatkan di bumi untuk
mempertahankan potensial bumi pada konduktor yang terhubung dan mengalirkan arus
tanah menuju dan dari bumi.
1.
Sistem Pembumian Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Sistem jaringan distribusi tenaga listrik menggunakan listrik AC 3 (tiga) phasa dan
1 (satu) phasa. Jaringan distribusi tenaga listrik DC dipakai untuk keperluan khusus
seperti saluran listrik kereta rel listrik dengan tegangan 1000V di wilayah Jabotabek.
Jenis pembumian sistem pada jaringan distribusi tenaga listrik sistem 3 (tiga) phasa,
yaitu :
a.
Sistem Pembumian TN (Terra – Netral)i(Tem Pembumian TN Sistem
Sistem pembumian TN mempunyai satu titik yang dikebumikan langsung pada
titik bintang sekunder trafo, dan bagian kontak terbuka (BKT) instalasi
dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar proteksi pentanahan netral (PEN).
Terdapat 3 (tiga) jenis sistem TN sesuai dengan susunan penghantar netral (N)
dan penghantar proteksi pentanahan (PE), yaitu :
1)
Sistem TN – S
Pada sistem TN – S (Terra-Netral-Separated), fungsi penghantar proteksi
(PE) terpisah di seluruh sistem titik netral yang dibumikan dengan tahanan
RB. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.18.
136 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.18. Sistem Pembumian TN - S
2)
Sistem TN – C
Pada Sistem TN – C (Terra-Netral-Combined), fungsi penghantar netral (N)
dan penghantar proteksi (PE) tergabung dalam penghantar tunggal (PEN)
diseluruh sistem. Titik netral sistem dibumikan dengan nilai tahanan RB.
Untuk lebih jelasnya sistem TN-C dapat dilihat pada gambar 3.19.
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.19. Sistem Pembumian TN - C
3)
Sistem TN – C - S
Pada sistem TN-C-S (Terra-Netral-Separated-Combined) fungsi penghantar
netral (N) dan penghantar proteksi (PE) digabungkan dalam penghantar
tunggal, di sebagian sistem. Titik netral sistem dibumikan dengan nilai
tahanan RB. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.20.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 137
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.20. Sistem Pembumian TN – C - S
b.
Sistem Pembumian TT (Terra – Terra)
Sistem pembumian TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung
tahanan RA. BKT dihubungkan ke elektrode bumi secara listrik terpisah dengan
tahanan RA dari elektrode bumi sistem. Untuk lebih jelasnya sistem pembumian
TT dapat dilihat pada gambar 3.21 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.21. Sistem Pembumian TT
138 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
c.
Sistem Pembumian IT (Impedance – Terra)
Pada sistem pembumian IT semua bagian aktif yang diisolasi dari bumi,
atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedansi RB. BKT instalasi
listrik dibumikan secara independen atau secara kolektif atau pembumian sistem
RA . Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.22.
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.22. Sistem Pembumian IT
2.
Pengukuran Tahanan Pembumian
Prosedur dari pengukuran tahanan pembumian adalah sebagai berikut : Tahanan
pembumian yang akan diukur dihubungkan dengan tegangan phasa L, melalui
pengaman arus lebih, ampermeter, tahanan geser bernilai antara 20 Ω sampai 1000 Ω.
Voltmeter yang memiliki tahanan dalam (Ri) 40 KΩ, dan elektrode bantu yang
ditanam dengan jarak lebih dari 20 m dari elektrode pembumian RA. Posisikan tahanan
geser pada resistansi maksimum (1000 Ω), geser perlahan-lahan sampai terbaca
tegangan (V) dan penunjukan arus (A). Besarnya tahanan pembumian RA sebesar :
Keterangan:
RA : Tahanan Pembumian
UE : Tegangan Pembumian
IE
: Arus Pembumian
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 139
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 3.23 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.23. Pengukuran Tahanan Pembumian
3.
Pengukuran Sistem Pembumian TN
Pada sistem pembumian TN pengukuran dilakukan dengan cara semua BKT
peralatan dan instalasi dibumikan dengan melalui penghantar proteksi (PE). Jika terjadi
kegagalan isolasi, akan mengalir arus gangguan yang akan memutuskan secara
otomatis alat pengaman berupa : fuse, MCB, ELCB sehingga tegangan sentuh yang
berbahaya tidak terjadi.
Jika terjadi gangguan hubung pendek pada lokasi dalam instalasi listrik, antara
penghantar phasa dengan penghantar proteksi (PE), maka akan segera terjadi
pemutusan rangkaian dengan waktu pemutusan yang sangat cepat.
Untuk lebih jelasnya, gambar pengukuran sistem pembumian TN dapat dilihat pada
gambar 3.24 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.24. Pengukuran Sistem Pembumian T
140 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
4.
Pengukuran Sistem Pembumian TT
Pada sistem Pembumian TT disebut juga sistem Pembumian Pengaman (PP),
pengukuran dilakukan dengan cara membumikan titik netral di sumbernya RB, BKT
dibumikan dengan penghantar protektif secara terpisah RA. Saat terjadi gangguan pada
salah satu phasa, arus gangguan dari kawat (PE) mengalir lewat RA, kemudian arus
mengalir menuju RB dan kembali ke netral trafo.
Untuk lebih jelasnya, gambar pengukuran sistem pembumian TT dapat dilihat pada
gambar 3.25 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.25. Pengukuran Sistem Pembumian TT
Sistem pembumian TT yang mempergunakan ELCB sebagai pengaman pada beban 1
(satu) phasa dan beban 3 (tiga) phasa, maka sistem pembumian dua beban dapat
disatukan dengan kawat pengaman (PE) dan dikebumikan di RA. Ketika terjadi
gangguan, maka arus gangguan mengalir ke kawat (PE) dan dikebumikan di titik RA
lewat tanah menuju ke RB dan ke netral trafo. Untuk lebih jelasnya, gambar pengukuran
sistem pembumian TT dapat dilihat pada gambar 3.26.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 141
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.26. Pengukuran Sistem Pembumian TT dengan menggunakan ELCB
Besarnya tahanan pembumian RA :
Dimana :
RA : Tahanan pembumian penghantar pengaman (PE)
UL : Tegangan phasa (line)
I ∆N : Arus Bocor ELCB
5.
Pengukuran Sistem Pembumian IT
Pada sistem pembumian IT, instalasi harus diisolasi dari bumi atau dihubungkan
ke bumi melalui suatu impedansi yang cukup tinggi RB. Titik netral buatan dapat
dihubungkan secara langsung ke bumi jika impedansi urutan nol yang dihasilkan cukup
tinggi. Jika tidak ada titik netral maka penghantar phasa dapat dihubungkan ke bumi
melalui suatu impedansi. BKT harus dibumikan secara individual, dalam kelompok atau
secara kolektif ke pipa besi atau komponen logam yang terhubung langsung ke tanah.
142 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Untuk lebih jelasnya, gambar pengukuran sistem pembumian IT dapat dilihat pada
gambar 3.27 di bawah ini :
Sumber : Teknik Listrik Indusri jilid 3
Gambar 3.27. Pengukuran Sistem Pembumian IT
Besarnya impedansi Z sebesar :
Dimana :
Z
U
Ia
: Impedansi pembumian
: Tegangan line (phasa-netral)
: Arus gangguan (Sistem TN)
Besarnya tahanan pembumian langsung RA :
RA . Id ≤ UL
Dimana :
RA
UL
Id
: Tahanan pembumian langsung
: Tegangan sentuh (50 volt)
: Arus gangguan sisa
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 143
J.
Rangkuman
Secara umum, komponen utama sistem jaringan distribusi tenaga listrik terdiri dari 5 bagian
yaitu: gardu induk, penyulang (feeder), beban (load), pembangkit listrik berdaya kecil, dan alat
pengendali berbasis elektronika.
Tiang Penyangga (Tiang listrik) pada jaringan distribusi digunakan untuk saluran udara.
Jenis-jenis tiang penyangga jaringan distribusi tenaga listrik terdiri dari tiang kayu, tiang baja, tiang
beton bertulang dan tiang beton pratekan.
Kawat penghantar untuk jaringan distribusi tenaga listrik biasanya dipilih dari logam yang
mempunyai konduktivitas yang besar, keras dan mempunyai kekuatan tarik (tensile strenght) yang
besar, serta memiliki berat jenis yang rendah, logam yang tahan akan pengaruh proses kimia dan
perubahan suhu serta mempunyai titik cair yang lebih tinggi. logam yang tahan akan pengaruh
proses kimia dan perubahan suhu serta mempunyai titik cair yang lebih tinggi. Kawat penghantar
pada jaringan distribusi tenaga listrik terbagi menjadi 4 (empat) jenis, yaitu kawat tembaga, kawat
alumunium, kawat logam campuran, dan kawat logam paduan.
Isolator adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk mengisolasi konduktor atau
penghantar. Menurut fungsinya isolator dapat menahan berat dari konduktor/kawat penghantar,
mengatur jarak dan sudut antar konduktor serta menahan adanya perubahan pada kawat
penghantar akibat temperatur dan angin. Kemampuan suatu bahan untuk dapat mengisolir atau
menahan tegangan yang mengenainya tanpa menjadikan cacat atau rusak tergantung pada
kekuatan dielektriknya dan bahan isolator tersebut.
Isolator terdiri dari 2 jenis yaitu isolator porselin dan isolator gelas. Isolator porselin terbuat
dari bahan campuran tanah porselin, kwarts, dan veld spaat, yang bagian luarnya dilapisi dengan
bahan glazuur agar bahan isolator tidak berpori. Lapisan glazuur pada permukaan isolator
menjadikan bahan isolator tersebut licin dan berkilat, sehingga tidak dapat mengisap air. Kualitas
isolator porselin lebih tinggi dan tegangan tembusnya lebih besar sehingga banyak dipakai untuk
jaringan distribusi primer. Isolator gelas pada umumnya terbuat dari bahan campuran antara Pasir
Silikat, Dolomit, dan Phospat. Isolator gelas memiliki kualitas tegangan tembus yang rendah, dan
kekuatannya berubah sangat cepat sesuai dengan perubahan temperatur. Makin tinggi tegangan
sistem makin mudah pula terjadi peristiwa kebocoran arus listrik lewat isolator tersebut, yang
berarti mengurangi fungsi isolasi. Oleh karena itu isolator gelas ini lebih banyak dijumpai
pemakaiannya pada jaringan distribusi sekunder. Isolator gelas bersifat mudah dipengaruhi oleh
perubahan suhu disekelilingnya sehingga bila terjadi kenaikan dan penurunan suhu secara tibatiba, maka isolator gelas ini akan mudah retak pada permukaannya.
Beberapa tipe isolator dalam sistem jaringan distribusi tenaga listrik, yaitu: isolator gantung
(Suspension Type Insulator), isolator Jenis Pasak (Pin Type Insulator), Isolator Batang Panjang
(Long Rod Type Insulator), Isolator Jenis Post Saluran (Pin Post Type Insulator).
144 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Andongan (Sag) pada jaringan distribusi tenaga listrik merupakan jarak lenturan dari suatu
bentangan kawat penghantar antara dua tiang penyangga jaringan atau lebih, yang diperhitungkan
berdasarkan garis lurus (horizontal) kedua tiang tersebut. Besarnya lenturan kawat penghantar
(andongan) tergantung pada berat dan panjang kawat penghantar atau Panjang Gawang (Span).
Berat kawat akan menimbulkan tegangan tarik pada kawat penghantar, yang akan mempengaruhi
besarnya andongan tersebut.
Pengukuran andongan pada jaringan distribusi tenaga listrik merupakan pekerjaan akhir
setelah pemasangan kawat penghantar dan peralatannya. Pengukuran andongan kawat
penghantar dilakukan agar kekuatan lentur kawat penghantar pada tiang penyangga (tiang listrik)
sesuai dengan standar yang ditetapkan oleh PLN. Metode untuk mengukur lebar andongan dari
jaringan distribusi tenaga listrik, adalah: metode penglihatan, papan bidik, dynamometer, panjang
gawang (span), gelombang balik atau pulsa.
Gangguan yang terjadi pada sistem operasi jaringan distribusi tenaga listrik, adalah:
gangguan pada sistem frekuensi, gangguan pada sistem tegangan, dan gangguan pada sistem
interupsi atau pemadaman listrik
Jenis pembumian sistem pada
jaringan distribusi tenaga listrik sistem 3 phasa terbagi
menjadi 3 bagian, yaitu : sistem pembumian Terra - Netral (TN), Terra - Terra (TT), dan
Impendance Terra (IT). Sistem pembumian TN mempunyai satu titik yang dikebumikan langsung
pada titik bintang sekunder trafo, dan Bagian Kontak Terbuka (BKT) instalasi dihubungkan ke titik
tersebut oleh penghantar proteksi (PEN). Terdapat 3 (tiga) jenis sistem pembumian TN, yaitu:
sistem TN–S (Terra-Netral-Separated), TN–C (Terra-Netral-Combined), dan TN–C-S (Terra-NetralCombined-Separated). Pada sistem TN–S, fungsi penghantar proteksi (PE) terpisah di seluruh
sistem titik netral yang dibumikan dengan tahanan. Pada sistem TN–C, fungsi penghantar netral
(N) dan penghantar proteksi (PE) tergabung dalam penghantar tunggal (PEN) diseluruh sistem
serta titik netral sistem dibumikan dengan nilai tahanan. Pada sistem TN-C-S, fungsi penghantar
netral (N) dan penghantar proteksi (PE) digabungkan dalam penghantar tunggal di sebagian sistem
serta titik netral sistem dibumikan dengan nilai tahanan. Sistem pembumian TT mempunyai satu
titik yang dibumikan langsung (RB). BKT dihubungkan ke elektrode bumi secara listrik terpisah RA
dari elektrode bumi sistem. Pada sistem pembumian IT semua bagian aktif yang diisolasi dari bumi,
atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedansi RB. BKT instalasi listrik dibumikan
secara independen atau secara kolektif atau pembumian sistem RA
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 145
K.
Evaluasi
No
1.
Pernyataan
Dari gambar Kawat Penghantar Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik di bawah ini !
Tuliskan dan jelaskan :
2.
a.
Nama !
b.
Bahan pembuatnya !
c.
Jenis dan Typenya !
d.
Penggunaan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik !
Dari gambar Isolator Jaringan Distribusi Tenaga Listrik di
bawah ini !
Tuliskan dan jelaskan :
a.
Nama !
b.
Bahan pembuatnya !
c.
Jenis dan typenya !
d.
Penggunaan pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik !
Keterangan
146 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
3.
Dari gambar Jaringan Distribusi Tenaga Listrik di bawah ini !
Tuliskan dan jelaskan :
4.
a.
Nama !
b.
Jenis dan typenya !
c.
Prinsip Kerja pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik !
d.
Fungsinya pada Jaringan Distribusi Tenaga Listrik !
Dari gambar Diagram Garis Tunggal pada Penyulang
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik di bawah ini !
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 147
Tuliskan dan jelaskan peralatan yang ditunjukkan pada :
5.
a.
Posisi nomor 1
b.
Posisi nomor 2
c.
Posisi nomor 3
d.
Posisi nomor 4
e.
Posisi nomor 5
Dari gambar soal nomor 4 !
Buatkanlah tabel Sistem Operasi Distribusi Tenaga Listrik
berbasis Scada dan falisitas kelengkapannya !
148 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
BAB IV
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
A. Pendahuluan
Sistem integrasi adalah jaringan tenaga listrik yang terpadu yang meliputi pembangkitpembangkit tenaga listrik, jaringan transmisi dan jaringan distribusi yang saling terhubung. Sistem
yang terintegrasi ini dikenal dengan sistem interkoneksi. Keuntungan adanya interkoneksi adalah
diperolehnya produksi yang ekonomis, karena pusat pembangkit listrik yang berkapasitas besar
dan beroperasi pada sistem yang terinterkoneksi dapat mensuplai daerah lainnya yang
membutuhkan tenaga listrik yang besar, tetapi hanya mempunyai pembangkit listrik yang
berkapasitas kecil.
Semakin banyaknya pusat pembangkit tenaga listrik yang dioperasikan, maka diperlukan
pengaturan beban sistem tenaga listrik. Dalam pengaturan sistem tenaga listrik ini terdapat
beberapa permasalahan yang harus diperhatikan, yaitu :
1. Kecepatan dan kemudahan memperoleh informasi yang diperlukan
2. Cara-cara penyajian data dan informasi bagi pengatur sistem
3. Keandalan media data, karena terganggunya media data akan berakibat terganggunya
operasi pengaturan sistem
4. Kualitas data yang ditampilkan harus selalu yang terbaru
Berdasarkan faktor-faktor tersebut diatas, maka dibutuhkan fasilitas pendukung untuk keperluan
pengaturan sistem tenaga listrik, yaitu :
1. Sistem telekomunikasi
2. Alat-alat pengolah data untuk mengambil, menyimpan dan mengolah data sistem tenaga
listrik
3. Perangkat lunak untuk mengolah data, agar data dapat ditampilkan dalam pengaturan
sistem tenaga listrik
Dengan adanya sistem SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) maka proses
penyampaian data, proses kegiatan dan monitoring, fungsi kontrol, penghitungan dan pelaporan
dalam sistem integrasi jaringan tenaga listrik dapat dilakukan.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 149
B.
Pengertian Umum Sistem SCADA
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) dapat didefinisikan dari kepanjangan
SCADA itu sendiri:
S
:
Supervisory
- Pengawasan
C
:
Control
- Pengendalian
And Data Acquisition
- Akuisisi Data
ADA :
Jadi secara sederhana sistem SCADA adalah sistem yang dapat melakukan pengawasan,
pengendalian dan akuisisi data terhadap sebuah plant. Dalam terminologi kontrol, supervisory
control sering mengacu pada kontrol yang tidak langsung, namun lebih pada fungsi koordinasi dan
pengawasan.
Definisi yang lebih formal diberikan oleh NIST (National Institute Of Standards and
Technology) ialah : ‘Sistem terdistribusi yang digunakan untuk mengendalikan aset-aset yang
tersebar secara geografis, sering terpisah ribuan kilometer persegi, di mana kontrol dan akuisisi
data terpusat sangat penting bagi operasi sistem”.
Dalam pengaturan tenaga listrik pada sistem yang terinterkoneksi dilaksanakan oleh pusat
pengatur sistem tenaga listrik. Kecepatan dan keakuratan data informasi sangatlah dibutuhan pada
pengaturan sistem tenaga listrik, sehingga pusat pengatur tenaga listrik dalam melaksanakan tugas
pengaturan didukung oleh peralatan yang berbasis komputer untuk membantu operator
(dispatcher) dalam melaksanakan tugasnya.
Sistem pengaturan yang berbasis komputer disebut Supervisory Control And Data Acquisition
(SCADA). SCADA terdiri dari perlengkapan hardware dan software. SCADA berfungsi mulai
pengambilan data pada peralatan pembangkit atau gardu induk, pengolahan informasi yang
diterima, sampai reaksi yang ditimbulkan dari hasil pengolahan informasi.
Fasilitas SCADA diperlukan untuk melaksanakan pengendalian operasi secara realtime.
Kecepatan dan keakuratan data informasi sangatlah dibutuhkan pada pengaturan sistem tenaga
listrik sehingga pusat pengatur tenaga listrik membutuhkan peralatan berbasis komputer untuk
membantu operator (dispatcher) dalam melaksanakan tugasnya.
Suatu sistem SCADA terdiri dari sejumlah RTU (Remote Terminal Unit), sebuah Master
Station/ACC (Area Control Center), dan jaringan telekomunikasi data antara RTU dan ACC. RTU
dipasang di setiap gardu induk atau pusat pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini berfungsi
untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan besaran-besaran
listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke ACC melalui jaringan
telekomunikasi data. RTU juga dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk merubah status
peralatan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari ACC.
150 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Secara umum fungsi SCADA merupakan sistem integrasi jaringan tenaga listrik terpadu
yang meliputi pembangkit-pembangkit tenaga listrik, jaringan transmisi dan jaringan distribusi yang
saling terhubung. Sistem yang terintegrasi ini dikenal dengan sistem interkoneksi. Keuntungan
adanya interkoneksi adalah diperolehnya produksi yang ekonomis, karena pusat pembangkit listrik
yang berkapasitas besar dan beroperasi pada sistem yang terinterkoneksi dapat mensuplai daerah
lainnya yang membutuhkan tenaga listrik yang besar, tetapi hanya mempunyai pembangkit listrik
yang berkapasitas kecil. Tujuan dari sistem SCADA, yaitu:
1.
Mempercepat proses pemulihan suplai tenaga listrik bagi konsumen yang tidak
mengalami gangguan.
2.
Memperkecil KWH yang padam akibat gangguan atau pemadaman.
3.
Memantau performa jaringan untuk menyusun perbaikan atau pengembangan sistem
jaringan 20kV.
4.
Mengusahakan optimasi pembebanan jaringan 20kV.
Sistem SCADA terdiri dari 3 bagian utama yaitu: master station, link komunikasi data, dan
remote station. Remote station adalah stasiun yang dipantau atau diperintah oleh master station
yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi. Blok diagram sistem SCADA
dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Blok Diagram Sistem SCADA
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 151
C.
Fungsi Sistem SCADA
Fungsi utama sistem SCADA ada 3 macam :
1.
Telecontrolling,
Telecontrolling berfungsi untuk mengoperasikan peralatan switching pada gardu induk
atau pusat pembangkit yang jauh dari pusat kontrol, sehingga operator dapat
melakukan kontrol secara remote, hanya dengan menekan satu tombol maka peralatan
sistem tenaga listrik seperti PMT (circuit breaker) pada line feeder atau trafo distribusi
dapat dibuka atau ditutup.
2.
Telesignaling,
Telesignaling berfungsi untuk mengumpulkan informasi mengenai kondisi sistem dan
indikasi operasi, kemudian menampilkannya pada pusat kontrol secara real time
sehingga operator (dispatcher) dapat mengetahui indikasi dari semua alarm dan kondisi
peralatan tertentu seperti pemutusan/penutupan circuit breaker telah berhasil dilakukan.
3.
Telemetering,
Telemetering berfungsi untuk melaksanakan pengukuran besaran-besaran sistem
tenaga listrik pada seluruh bagian sistem, lalu menampilkannya pada pusat kontrol,
seperti pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar,
tegangan dalam kV, dan arus dalam ampere. Dengan demikian dispatcher dapat
memantau meter dari keseluruhan jaringan hanya dengan duduk di tempatnya, tentu
saja dengan bantuan peralatan pendukung lainnya seperti telepon.
D.
Peralatan SCADA
1.
Master Station
Master station berfungsi untuk mengolah data yang diterima dari sistem tenaga listrik
(pusat listrik, gardu induk) dan data tersebut dapat dimonitor oleh operator melalui
peralatan bantu yang disebut Human Machine Interface (HMI). Master station ini terdiri
dari :
a)
Komputer utama (Main Computer)
b)
Front-end komputer
c)
Human Master Interface (HMI)
d)
Peralatan pendukung (UPS, Telekomunikasi)
152 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
2.
Front End Computer
Setelah data dikirim ke pusat kontrol melalui media komunikasi, data ini diterima
dengan melalui Front End komputer dan selanjutnya didistribusikan ke fungsi
pengolahan data dan ditampilkan ke Mimic Board yang ada diruang kendali operasi.
3.
Human Machine Interface (HMI)
Human Machine Interface adalah suatu peralatan di ruang kontrol yang berfungsi
sebagai perantara antara operator dengan sistem komputer. Dengan adanya Human
Machine Interface memudahkan operator memonitor sistem jaringan tenaga listrik yang
ada di wilayahnya. Peralatan human machine interface diantaranya adalah keyboard,
VDU, recorder, printer, dan logger.
4.
Remote Terminal Unit (RTU)
Remote Terminal Unit (RTU) berfungsi untuk mengumpulkan data status dan
pengukuran peralatan tenaga listrik, kemudian mengirimkan data dan pengukuran
tersebut ke master station (pusat kontrol). Disamping itu RTU berfungsi melaksanakan
perintah dari master station (remote control). RTU terpasang pada setiap gardu induk
(GI) atau pusat pembangkit yang masuk dalam sistem jaringan tenaga listrik.
Remote Terminal Unit (RTU) terdiri dari komponen-komponen antara lain:
a)
Central Processing Unit (CPU)
b)
Memory
c)
Modul Input / Output (I / O)
d)
Modul Power supply
e)
Telemetering (TM) yang datang dari CT, VT melalui transducer disambung
langsung ke modul Analog input.
f)
Telesinyal (TS) yang datang dari peralatan GI (PMT, PMS, ES, Trafo dll)
disambung langsung ke modul digital input.
g)
Telekontrol digital (TC) yang dkeluarkan dari modul analog output disambung ke
peralatan pembangkit atau gardu induk (PMT, PMS, ES dll) yang dilengkapi
dengan motor penggerak untuk dikontrol dari pusat pengatur.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 153
E.
Konfigurasi Sistem SCADA
Sistem SCADA terdiri dari sebuah master station, media komunikasi dan beberapa RTU
(Remote Terminal Unit). Media komunikasi yang digunakan untuk menyalurkan data dari master
station ke RTU dapat berupa radio data, kabel kontrol dan fiber optik. Konfigurasi sistem SCADA
dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2. Konfigurasi Sistem SCADA
Master station dalam berhubungan dengan RTU dapat menggunakan beberapa jenis
konfigurasi jaringan, yaitu: point to point, star, party line, mix star and party line.
1.
Point to Point
Konfigurasi point to point (titik ke titik) merupakan konfigurasi jaringan satu master
station (MS) untuk satu RTU. Pusat kontol dapat mengirimkan pesan hanya ke satu
RTU atau sebaliknya dapat menerima pesan dari satu RTU. Konfigurasi point to point
merupakan tipe paling sederhana dan dapat dilihat pada gambar 4.3
Gambar 4.3. Konfigurasi point to point
154 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
2.
Star
Konfigurasi star (bintang) merupakan konfigurasi network satu master station (MS)
untuk beberapa RTU. Pusat kontol dapat mengirimkan pesan ke beberapa RTU secara
bersamaan atau menerima pesan dari beberapa RTU ke pusat kontrol secara
bersamaan. Konfigurasi star dapat dilihat pada gambar 4.4
Gambar 4.4. Konfigurasi Star
3.
Party Line
Konfigurasi party line (banyak titik ke saluran bersamaan) merupakan konfigurasi
network satu master station (MS) untuk beberapa RTU pada satu jalur komunikasi
tunggal. Konfigurasi party line dapat dilihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Konfigurasi Party Line
4.
Mix Star and Party Line
Konfigurasi mix star and party line merupakan konfigurasi network satu master station
dengan beberapa jalur komunikasi untuk beberapa RTU. Konfigurasi mix star and party
line dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6. Konfigurasi Mix Star and Party line
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 155
F.
Komunikasi Sistem SCADA
1.
Sistem Radio
Sistem radio banyak dipakai untuk keperluan komunikasi operasi sistem tenaga
listrik. Sistem radio yang banyak dipakai adalah :
a)
Sistem Simplex satu atau dua frekuensi
Yaitu frekuensi untuk penerima (receiver) dan frekuensi untuk pengirim
(transmitter). Sistem radio simplex dengan satu atau dua frekuensi ini
kebanyakan memakai modulasi frekuensi sehingga distorsi relatif tidak banyak
tetapi jarak komunikasinya pendek. Untuk memperpanjang jarak komunikasi
maka digunakanlah alat yang bernama repeater.
b)
Sistem Duplex
Sistem ini selalu digunakan frekuensi yang lain antara penerima dan pengirim
walaupun tanpa repeater, sehingga penerima dan pengirim dapat berfungsi
bersamaan.
c)
Sistem Singel Side Band (SSB)
Sistem ini menggunakan modulasi ampliudo dengan hanya satu band yang
dipakai, upper atau lower side band. Sistem ini kualitas suaranya tidak sebaik
yang menggunakan modulasi frekuensi, tetapi jangkauannya lebih jauh.
2.
Sistem Power Line Carrier (PLC)
Sistem telekomunikasi yang menggunakan SUTT dan SUTET sebagai saluran,
biasa disebut Power Line Carrier (PLC) dan hanya dipakai di lingkungan perusahaan
listrik. Dalam sistem PLC, SUTT atau SUTET selain menyalurkan energi listrik juga
mengirimkan sinyal komunikasi telekomunikasi. Sinyal telekomunikasi yang disalurkan
adalah untuk pembicaraan dan juga untuk data. Untuk keperluan ini harus ada
peralatan khusus yang berfungsi memasukkan (mencampur) dan mengeluarkan
(memisahkan) sinyal telekomunikasi di ujung-ujung SUTT atau SUTET dan frekuensi
50 Hertz yaitu frekuensi energi listrik yang disalurkan melalui SUTT atau SUTET.
3.
Jaringan Telepon
Agar saluran telekomunikasi baik yang berupa saluran dari Perusahaan Umum
Telekomunikasi, PLC atau saluran Radio dapat dimanfaatkan oleh sebanyak mungkin
orang, maka pada ujung-ujung saluran ini dipasang Sentral Telepon Lokal Otomat
(STLO) seperti ditunjukan pada gambar 4.7.
156 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 4.7. Dua buah STLO Terhubung dengan Saluran Telekomunikasi.
Dalam prakteknya terdapat lebih dari dua buah STLO yang satu sama lain
dihubungkan oleh lebih dari satu saluran telekomunikasi. Untuk keperluan operasi
sistem tenaga listrik jaringan PLC seringkali dilengkapi dengan STLO yang mempunyai
fasilitas untuk memblokir penggunaan saluran telekomunikasi, fungsinya agar dapat
dipakai oleh petugas operasi (dispatcher) yang mendapat prioritas pertama dalam
menggunakan saluran telekomunikasi PLC.
4.
Jaringan Fiber Optik
Kabel fiber optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari serat kaca murni atau
plastik yang panjang dan tipis serta berdiameter ±120 mikrometer dan digunakan untuk
mentransmisikan data digital. Transmisi serat optik sangat tinggi dan mempunyai
kecepatan transfer data yang lebih cepat dari kabel biasa. Dengan adanya teknologi
fiber optik (FO), perusahaan listrik menggunakan saluran FO untuk keperluan
operasinya, karena bisa dipasang dalam kawat tanah pelindung sambaran petir dari
saluran transmisi. Pada saluran transmisi yang sudah beroperasi tetapi belum ada
saluran FO-nya, saluran FO bisa diberikan pada kawat tanah dalam keadaan operasi
atau dipasang di bawah kawat phasa.
Macam-macam fiber optik yang dipergunakan didalam sistem tenaga listrik
terbagi dalam beberapa macam yaitu:
1)
OPGW (Optical Fiber Ground Wire) yaitu Jenis Fiber Optik yang ditanam
ditengah-tengah kawat tanah.
2)
ADSS (All Dielectric Self Supporting) yaitu jenis Fiber Optik yang dipasang dan
ditarik antara tiang transmisi dan distribusi. Pemasanagan fiber optik ini dipasang
pada kuat medan yang paling rendah untuk menghindari efek gap tegangan pada
permukaan fiber optik yang dapat merusak kabel.
3)
GWWOP (Ground Wire Wrap Optical Fiber) yaitu jenis Fiber Optik ini dililitkan
pada kawat tanah dan dipsang untuk saluran yang telah ada.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 157
5.
Jaringan GPRS
GPRS (singkatan bahasa Inggris: General Packet Radio Service) adalah suatu
teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat
dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. GPRS
merupakan sistem transmisi berbasis paket untuk GSM yang menggunakan prinsip
yang menawarkan laju data yang lebih tinggi. Laju datanya sampai 140 kbps
dibandingkan dengan GSM yang hanya 9,6 kbps kanal-kanal radio ganda dapat
dialokasikan bagi seorang pengguna dan kanal yang sama dapat pula digunakan
secara berbagi (Sharing) diantara beberapa pengguna sehingga menjadi sangat
efisien.
GPRS merupakan teknologi baru yang memungkinkan para operator jaringan
komunikasi yang menawarkan layanan data dengan baju bit yang lebih tinggi dengan
tarif rendah. Sehingga membuat layanan data menjadi lebih menarik bagi pasar
massal. Pertimbangannya GPRS sebenarnya merupakan penghubung rantai yang
putus antara GSM dengan teknologi komunikasi bergerak generasi ketiga (UMTSUniversal Mobile Telecommunication System).
Komponen-komponen utama jaringan GPRS yaitu:
1)
GGSN (Gate Way GPRS Support Node) gerbang penghubung jaringan GPRS ke
jaringan internet. Fungsi dari komponen ini adlah sebagai interface ke PDN
(Public Data Network), information tounting, network screening, user screening,
address mapping.
2)
SGSN (Service GPRS Support Node). gerbang penghubung jaringan BSS/BTS
ke jaringan GPRS. Komponen ini berfungsi untuk mengantarkan paket data ke
MS, Update pelanggan ke HLR, registrasi pelanggan baru. PCU: komponen di
level BSS yang menghubungkan terminal ke jaringan GPRS.
GPRS
menggunakan
sistem
komunitas
packet
switch
sebagai
cara
untuk
mentransmisikan datanya. packet switch adalah sebuah sistem di mana data yang akan
ditansmisikan dibagi menjadi bagian-bagian kecil (paket) lalu ditransmisikan dan diubah
kembali menjadi data semula. Sistem ini dapat mentransmisikan ribuan bahkan jutaan
paket perdetik.
158 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
G.
Konfigurasi Human Machine Interface (HMI)
Human Machine Interface (HMI) adalah merupakan sarana untuk menampilkan hasil proses
data dari Master Station dan sarana penghubung antara operator (dispatcher) dengan Master
Station dan Remote Station untuk melakukan pengaturan pada sistem tenaga listrik yang
dikelolanya.
HMI terdiri dari 2 buah Display Generator atau disebut Tesselator type WS200 yang
terhubung ke Master Computer lewat Ethernet melalui DESTA. Terdapat beberapa modul di tiap
Tesselator antara lain:
1.
Modul DSPC 155B sebagai CPU
2.
Modul DSPB 120 sebagai Display Processor
3.
Modul DSCA 114 adalah modul komunikasi Printer, Keyboard Controller dan Hard Copy
lewat Short Range Modem WESTERMO
4.
Modul DSMB 116 sebagai Memory Board
5.
Modul DSCS 150 sebagai modul komunikasi dengan Ethernet
6.
Modul DSMB sebagai Display Memory Board
7.
Modul DSAV 111 sebagai Video Board
Tesselator A terhubung dengan Operator Console 1, tesselator B terhubung dengan Operator
Console 2, sedangkan Operator Console 3 terhubung ke tesselator A dan tesselator B. Konfigurasi
ini untuk menjaga bila terjadi salah satu tesselator mengalami gangguan maka masih terdapat 2
Operator Console yang bisa digunakan. Masing-masing Operator Console terdiri dari 2 buah Video
Display Unit (VDU), 1 buah Keyboard Controller yang tersambung dengan Alpha Numeric
Keyboard, Function Keyboard, Station Keyboard, Track Ball dan Audible Alarm. Alpha Numeric
Keyboard digunakan untuk memasukkan data berupa angka-angka maupun catatan-catatan pada
menu Operator Notes.
Function Keyboard sarana untuk berhubungan dengan aplikasi-aplikasi yang disediakan
oleh Master Computer antara lain:
1.
Telekontrol untuk Open/Close PMT
2.
Alarm List, sebagai daftar alarm yang belum ditanggapi (unacknowledged alarm) dan
persisten alarm
3.
Even List, sebagai daftar kejadian yang terjadi dalam sistem seperti perubahan status
PMT, PMS, Alarm dsb
4.
Status List, sebagai daftar peralatan yang berstatus abnormal atau invalid
5.
Report Display, menampilkan data-data pengukuran dari sistem untuk periode tertentu
(10menit, 30menit, 1jam dll)
6.
Block/DeBlock RTU dan peralatan lainnya
7.
Data Entry untuk indikasi dan pengukuran.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 159
Sedangkan Station Keyboard adalah keyboard berisi tombol-tombol Single Line Diagram
Gardu Induk/Pusat Pembangkit untuk ditampilkan di layar VDU. Di masing-masing Tesselator juga
tersambung sebuah Hard Copy merk C Itoh yang berfungsi untuk mencetak gambar-gambar dari
VDU bila diperlukan. Terdapat pula 2 buah terminal Server DEC Server 200 yang melayani 3 buah
Printer Logger. Masing-masing printer mempunyai tugas sendiri-sendiri.
Printer1 berfungsi untuk mencetak Daily Report atau Laporan Harian tertentu sesuai
kebutuhan dari Dispatcher dan bertugas mengambil alih tugas dari Printer 2 atau Printer 3 bila
masing-masing mengalami gangguan. Printer 2 disebut Power Logger berfungsi untuk mencetak
semua kejadian yang berhubungan dengan Power Sistem. Printer 3 disebut Tele Logger bertugas
mencetak semua kejadian yang berhubungan dengan Fungsi SCADA (Telekontrol, Telesignal,
Telemetering).
Dari kedua Server melalui Line Split juga tersambung sebuah Mimic Controller MC300 yang
digunakan untuk menjalankan modul-modul Digital Output DSHM1001 sebagai penggerak Lampulampu Mimic Board. Konfigurasi master station dapat dilihat pada gambar 4.8.
Gambar 4.8. Konfigurasi Master Station
160 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
H.
Pengoperasian Human Machine Interface (HMI)
Dalam mengoperasikan HMI pada sistem SCADA OaSyS maka tombol menu utama pada
layar monitor sistem SCADA ditekan. Tampilan utama HMI dapat dilihat pada gambar 4.9
Gambar 4.9. Tombol Menu Utama pada Layar Monitor Sistem SCADA.
1.
Dummy Breaker
Menu ini berfungsi untuk melihat kondisi dummy breaker yang terdapat di RTU yang
tersebar disetiap gardu induk dan gardu hubung. Langkah-langkah pengoperasiannya
adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Dummy Breaker pada menu utama (menu icon) seperti terlihat pada
gambar 4.10
Gambar 4.10. Tombol Dummy Breaker
b) Tampilan Dummy Breaker akan muncul seperti pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Tampilan Dummy Breaker
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 161
2.
Shift Change
Shift change berfungsi untuk mengganti user pada saat penggantian shift (pergantian
operator). Langkah-langkah pengoperasiannya adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Shift Change pada menu utama (menu icon) seperti terlihat pada
gambar 4.12.
Gambar 4.12. Tombol Shift Change
b)
Tampilan Shift Change akan muncul seperti pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Tampilan Shift Change
Keterangan gambar :
o
Current User
: input user yang akan diganti, misal user dinas pagi tuliskan
current user shift 1.
o
Username
: input user yang akan mengganti, misal dinas siang tuliskan
current user shift 2.
o
Password
: input password dari user yang akan menggantikan, misalkan
shift 2.
3.
o
Shift Change
: tekan tombol ini bila pergantian shift telah sesuai.
o
Cancel
: tombol untuk eksekusi pembatalan.
Change Password
Change Password berfungsi untuk merubah password lama dengan password baru.
162 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Langkah-langkah prosesnya adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Change Password pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.14.
Gambar 4.14. Tombol Change Password
b)
Tampilan User Change Password akan muncul seperti pada gambar 4.15
Gambar 4.15 Tampilan User Change Password
Keterangan gambar :
4.
o
Old Password
: kolom password lama yang akan diganti.
o
New Password
: kolom password baru.
o
Confirm Password
: konfirmasi password baru.
o
Commit
: tekan tombol ini jika password yakin akan digunakan.
o
Cancel
: tombol untuk eksekusi pembatalan.
Exit
Exit berfungsi untuk keluar dari fungsi XOS (shutdown XOS). Fungsi ini hanya berlaku
untuk user administrator, sedangkan user operator, shutdown hanya dilakukan pada
fungsi shutdown yang ada di desktop. Langkah-langkah pengoperasiannya adalah
sebagai berikut:
a)
Klik tombol Exit pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.16.
Gambar 4.16. Tombol Exit
b)
Tampilan Confirm Shutdown akan muncul seperti pada gambar 4.17
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 163
Gambar 4.17. Tampilan Confirm Shutdown
Keterangan gambar :
o
Shutdown
: tekan tombol shutdown bila anda yakin akan keluar dari
fungsi XOS (Exit).
o
5.
Cancel
: tombol eksekusi pembatalan.
Log Out
Log Out (keluar sementara), fungsi ini akan efektif digunakan jika setiap user pada saat
akan menggunakan fasilitas SCADA login, bila akan meninggalkan untuk sementara
bisa logoff, sehingga akan aman dari kejadian yang tidak diinginkan, karena password
kita sedang tidak aktif. Langkah-langkah prosesnya adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Log Out yang ada pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.18.
Gambar 4.18. Tombol Log Out
b)
Tampilan Confirm Log Off akan muncul seperti pada gambar 4.19
Gambar 4.19. Tampilan Confirm Log off
Keterangan gambar :
o
Logoff
: tekan tombol ini jika yakin akan keluar sementara.
o
Cancel
: tombol eksekusi pembatalan.
164 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
c)
Tampilan Log On akan muncul seperti pada gambar 4.20
Gambar 4.20. Tampilan Log On
Keterangan gambar :
o
Username
: input user yang akan mengganti, misal dinas siang tuliskan
current user shift 2.
o
Password
: input password dari user yang akan menggantikan, misalkan
shift 2.
6.
Menu Single Line Diagram 20kV
Menu single line berfungsi untuk menampilkan berbagai macam list yang tersedia
seperti List Main Substations, List Switching Substation, List Middle Point, List Key
Point, List Spindles, List Network, dll. Langkah-langkah pengoperasiannya adalah
sebagai berikut:
a)
Klik tombol Menu Single Line Diagram 20kV pada menu utama seperti terlihat pada
gambar 4.21.
Gambar 4.21. Tombol Single Line Diagram 20 kV
b)
Tampilan Menu Single Line Diagram 20kV akan muncul seperti pada gambar 4.22
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 165
Gambar 4.22. Tampilan Menu Single Line 20kV
Keterangan gambar :
o
Main Substations
: Gardu induk yang sisi tegangan menengahnya (TM)
dikontrol oleh DCC.
o
Switching Substations : Gardu hubung, gardu untuk mengalihkan supply dari
GI melalui penyulung ekspres atau penyulung lainnya,
bila pada penyulung tersebut terjadi gangguan.
o
Key points
: Gardu distribusi atau gardu hubung hantaran udara
Tegangan menengah yang dikontrol oleh DCC
dengan memakai gelombang radio sebagai media
transmisi informasi.
166 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
7.
Konfigurasi Sistem Master SCADA
Dalam mengkonfigurasi sistem master SCADA maka langkah-langkah yang dilakukan
adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Konfigurasi Sistem Master SCADA pada menu utama seperti terlihat
pada gambar 4.23
Gambar 4.23. Tombol Konfigurasi Sistem Master SCADA
b)
Tampilan Konfigurasi Sistem SCADA akan muncul seperti pada gambar 4.24
Gambar 4.24. Konfigurasi Sistem Master SCADA
Keterangan gambar :
o
CMX
: Real Time Database (Control & Maesurement Executive)
o
XIS
: Historical Database (Extended Information System)
o
XOS
: X-Windows Base Station Operator (MMI/HMI)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 167
8.
Control Area
Control Area berfungsi untuk mengatur area kerja yang dapat dioperasikan oleh setiap
user. Pengaturan untuk View Area dan Control Area dapat dilakukan pada fungsi
Distribution Management System (DMS). Langkah-langkah pengoperasiannya adalah
sebagai berikut:
a)
Klik tombol Control Area pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.25
Gambar 4.25. Tombol Control Area
b)
Tampilan Control Area akan muncul seperti pada gambar 4.26
Gambar 4.26. Tampilan Control Area
9.
View Area
View Area berfungsi untuk melihat area kerja yang berlaku bagi setiap user.
Pengaturan untuk view area dan control area dapat dilakukan pada fungsi Distribution
Management System (DMS). Langkah-langkah pengoperasiannya adalah sebagai
berikut:
a)
Klik tombol View Area pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.27
Gambar 4.27. Tombol View Area
168 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
b)
Tampilan Currenty Selected View Area dan Control Area akan muncul seperti pada
gambar 4.28
Gambar 4.28. Currenty Selected View Area dan Control Area
10.
Capture
Langkah-langkahnya sebagai berikut:
a)
Klik tombol Capture pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.29.
Gambar 4.29. Tombol Capture
b)
Tampilan SnagIt akan muncul seperti pada gambar 4.30.
Gambar 4.30. Tampilan SnagIt
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 169
c)
Pilih input yang akan di capture. Tampilan Set Input Capture dapat dilihat pada
gambar 4.31
Gambar 4.31. Tampilan Set Input Capture
Keterangan gambar :
o
Screen
: Capture/copy gambar atau text yang ada pada layar.
o
Window
: Capture/copy gambar atau text sesuai dengan satu tampilan
yang kita pilih (satu fungsi popup).
o
Active Windows : Capture/copy gambar atau text sesuai dengan satu tampilan
yang sedang aktif (satu fungsi popup).
o
Region
: Capture/copy gambar atau text berdasarkan area yang
dipilih.
d)
Pilih Output Capture seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.32
Gambar 4.32. Tampilan Set Output Capture
170 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Keterangan gambar :
o
Printer
: Cetak gambar atau text.
o
Clipboard
: menyimpan gambar atau text di Clipboard.
o
File
: menyimpan gambar atau text dalam bentuk file.
o
Preview Windows
: Capture/copy gambar akan ditinjau ulang pada tampilan
layar.
11.
Sistem Summaries (System Display)
Langkah-langkah pengoperasian sistem Summaries adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Sistem Summaries pada menu utama seperti yang ditunjukkan pada
gambar 4.33.
Gambar 4.33. Tombol Sistem Summaries
b)
Tampilan System Display akan muncul seperti gambar 4.34.
Gambar 4.34. Tampilan System Display
c)
Klik Analog Summary untuk menampilkan database fungsi pengukuran, point
pengukuran dapat dipilih sesuai dengan fungsi filter yang ada. Tampilan analog
summary dapat dilihat pada gambar 4.35.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 171
Gambar 4.35 Tampilan Analog Summary
d)
Status Summary, menampilkan database fungsi status, point status dapat dipilih
sesuai dengan fungsi filter yang ada. Tampilan status summary dapat dilihat pada
gambar 4.36.
Gambar 4.36. Tampilan Status Summary
172 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
e)
Event Summary, menampilkan segala kejadian yang telah terjadi. Data dapat
difilter berdasarkan Point, RTU, Group, Message, Type. Tampilan Event Summary
dapat dilihat pada gambar 4.37.
Gambar 4.37. Tampilan Event Summary
f)
Menampilkan seluruh komunikasi data antara RTU dengan Front End (kondisi on
service/out of service atau kondisi off scan). Tampilan Remote Summarydapat
dilihat pada gambar 4.38.
Gambar 4.38. Tampilan Remote Summary
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 173
g)
Menampilkan seluruh informasi Tagging (tanda pada peralatan) yang masih
berlaku. Tampilan Tag Summary dapat dilihat pada gambar 4.39.
Gambar 4.39. Tampilan Tag Summary
h)
Menampilkan seluruh komunikasi data antara Master Computer dengan sistem
yang tersambung ke Master Computer. Tampilan Connection Summary dapat
dilihat pada gambar 4.40.
Gambar 4.40 Tampilan Connection Summary
i)
Untuk mengaktifkan fungsi merekam pengukuran baik TMV maupun TMC.
Tampilan Trend Set dapat dilihat pada gambar 4.41.
174 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Gambar 4.41. Tampilan Trend Set
12.
Menu Alarm List
Langkah-langkah pengoperasian Menu Alarm List adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol Alarm pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.42, maka akan
muncul semua alarm yang ada.
Gambar 4.42. Tombol Alarm
b)
Tampilan Remote Select akan muncul seperti pada gambar 4.43.
Gambar 4.43. Tampilan Remote Select
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 175
c)
Tampilan Alarm Summary dapat dilihat pada gambar 4.44.
Gambar 4.44. Tampilan Alarm Summary
Keterangan gambar :
o
Remote
: menampilkan alarm pada RTU tertentu.
o
Search
: menampilkan alarm terkait dengan RTU yang dipilih atau
menampilkan seluruh alarm yang terbaru
(bila tidak berdasarkan RTU).
o
Reset Filter : tombol ini menampilkan data alarm seluruhnya
(fungsi reset data filter ke posisi default).
13.
Tombol Navigasi
Tombol navigasi ini berfungsi untuk mengarahkan penempatan tampilan baru (gambar
yang akan ditampilkan) pada posisi monitor tengah, monitor kiri, atau monitor kanan.
Langkah-langkah pengoperasiannya adalah sebagai berikut:
a)
Klik tombol navigasi pada menu utama seperti terlihat pada gambar 4.45
Gambar 4.45. Tombol Navigasi
176 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
b)
Klik tombol left CRT untuk penempatan di kiri, right CRT untuk penempatan di
kanan, center CRT penempatan di tengah. Tampilan CRT Override dapat dilihat
pada gambar 4.46.
Gambar 4.46. Tampilan CRT Override
14.
Database Management Tool (DTM)
Langkah-langkahnya sebagai berikut:
a)
Klik pada tombol Database Management Tool (DMT) pada menu utama seperti
terlihat pada gambar 4.47
Gambar 4.47. Tombol Database Management Tool (DMT)
b)
Tampilan Database Management Tool akan muncul seperti pada gambar 4.48.
Gambar 4.48. Tampilan Database Management Tool
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 177
Keterangan gambar :
o
Analog
: melihat database fungsi pengukuran (analog).
o
Status
: melihat database fungsi indikasi (status).
o
XOS Disp : melihat sistem setting pada fungsi XOS
(aplikasi SCADA pada Workstation).
I.
o
Group
: melihat group yang ada pada database.
o
Area
: melihat pengaturan area kerja.
o
Spooler
: printer yang terhubung dengan sistem HMI.
o
Alarm Attr. : setting sound alarm.
o
User Accts : setting user astivities (batasan kegiatan user).
o
User Auth : setting user authorization (otoritas user).
Rangkuman
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) dapat didefinisikan dari kepanjangan
SCADA itu sendiri:
S
:
Supervisory
- Pengawasan
C
:
Control
- Pengendalian
And Data Acquisition
- Akuisisi Data
ADA :
Jadi secara sederhana sistem SCADA adalah sistem yang dapat melakukan pengawasan,
pengendalian dan akuisisi data terhadap sebuah plant.
Fasilitas SCADA dalam sistem tenaga listrik diperlukan untuk melaksanakan pengendalian
operasi secara realtime. Kecepatan dan keakuratan data informasi sangatlah dibutuhkan pada
pengaturan sistem tenaga listrik sehingga pusat pengatur tenaga listrik membutuhkan peralatan
berbasis komputer untuk membantu operator (dispatcher) dalam melaksanakan tugasnya.
Secara umum fungsi SCADA merupakan sistem integrasi jaringan tenaga listrik terpadu
yang meliputi pembangkit-pembangkit tenaga listrik, jaringan transmisi dan jaringan distribusi yang
saling terhubung. Sistem yang terintegrasi ini dikenal dengan sistem interkoneksi. Keuntungan
adanya interkoneksi adalah diperolehnya produksi yang ekonomis, karena pusat pembangkit listrik
yang berkapasitas besar dan beroperasi pada sistem yang terinterkoneksi dapat mensuplai daerah
lainnya yang membutuhkan tenaga listrik yang besar, tetapi hanya mempunyai pembangkit listrik
yang berkapasitas kecil.
Tujuan dari sistem SCADA, yaitu: mempercepat proses pemulihan suplai tenaga listrik bagi
konsumen yang tidak mengalami gangguan, memperkecil KWH yang padam akibat gangguan atau
pemadaman, memantau performa jaringan untuk menyusun perbaikan atau pengembangan sistem
jaringan 20kV, dan mengusahakan optimasi pembebanan jaringan 20kV.
178 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Fungsi utama sistem SCADA ada 3 macam :
1.
Telecontrolling,
Telecontrolling berfungsi untuk mengoperasikan peralatan switching pada gardu induk
atau pusat pembangkit yang jauh dari pusat kontrol, sehingga operator dapat
melakukan kontrol secara remote, hanya dengan menekan satu tombol maka peralatan
sistem tenaga listrik seperti PMT (circuit breaker) pada line feeder atau trafo distribusi
dapat dibuka atau ditutup.
2.
Telesignaling,
Telesignaling berfungsi untuk mengumpulkan informasi mengenai kondisi sistem dan
indikasi operasi, kemudian menampilkannya pada pusat kontrol secara real time
sehingga operator (dispatcher) dapat mengetahui indikasi dari semua alarm dan kondisi
peralatan tertentu seperti pemutusan/penutupan circuit breaker telah berhasil dilakukan.
3.
Telemetering,
Telemetering berfungsi untuk melaksanakan pengukuran besaran-besaran sistem
tenaga listrik pada seluruh bagian sistem, lalu menampilkannya pada pusat kontrol,
seperti pemantauan meter, baik daya nyata dalam MW, daya reaktif dalam Mvar,
tegangan dalam kV, dan arus dalam ampere. Dengan demikian dispatcher dapat
memantau meter dari keseluruhan jaringan hanya dengan duduk di tempatnya, tentu
saja dengan bantuan peralatan pendukung lainnya seperti telepon.
Sistem SCADA terdiri dari 3 bagian utama yaitu: master station, media komunikasi data, dan
remote station. Master station berfungsi untuk mengolah data yang diterima dari sistem tenaga
listrik (pusat listrik, gardu induk) melalui HMI (Human Machine Interface). HMI pada sistem SCADA
merupakan sarana untuk menampilkan hasil proses data dari Master Station dan sarana
penghubung antara operator (dispatcher) dengan Master Station dan Remote Station untuk
melakukan pengaturan pada sistem tenaga listrik yang dikelolanya. Media komunikasi yang
digunakan untuk menyalurkan data dari master station ke RTU dapat berupa radio data, kabel
kontrol dan fiber optik. Remote station adalah stasiun yang dipantau atau diperintah oleh master
station yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi. Remote Terminal Unit
(RTU) dipasang di setiap gardu induk atau pusat pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini
berfungsi untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui pengumpulan
besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian diteruskan ke ACC
melalui jaringan telekomunikasi data. RTU juga dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk
merubah status peralatan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari ACC.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 179
Master station dalam berhubungan dengan RTU dapat menggunakan beberapa jenis
konfigurasi jaringan, yaitu: point to point, star, party line, mix star and party line. Konfigurasi point to
point (titik ke titik) merupakan konfigurasi jaringan satu master station (MS) untuk satu RTU. Pusat
kontol dapat mengirimkan pesan hanya ke satu RTU atau sebaliknya dapat menerima pesan dari
satu RTU. Konfigurasi point to point merupakan tipe paling sederhana. Konfigurasi star (bintang)
merupakan konfigurasi network satu master station (MS) untuk beberapa RTU. Pusat kontol dapat
mengirimkan pesan ke beberapa RTU secara bersamaan atau menerima pesan dari beberapa
RTU ke pusat kontrol secara bersamaan. Konfigurasi party line (banyak titik ke saluran bersamaan)
merupakan konfigurasi network satu master station (MS) untuk beberapa RTU pada satu jalur
komunikasi tunggal. Konfigurasi mix star and party line merupakan konfigurasi network satu master
station dengan beberapa jalur komunikasi untuk beberapa RTU.
J.
Evaluasi
No
1.
Pernyataan
Dari gambar Blok Diagram Sistem SCADA Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik di bawah ini !
Tulis dan Jelaskan !
a.
Apakah yang dimaksud dengan SCADA !
b.
Tujuan utama dari sistem SCADA !
c.
Fungsi utama dari sistem SCADA
d.
Peralatan pendukung dari sistem SCADA !
Keterangan
180 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
2.
Dari gambar Konfigurasi Sistem SCADA Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik di bawah ini !
Gambar dan Jelaskan Konfigurasi Sistem SCADA !
3.
a.
Point to Point !
b.
Star !
c.
Party Line !
d.
Mix Star and Party Line !
Dari
gambar
Konfigurasi
Komunikasi
Sistem
SCADA
Jaringan
Distribusi Tenaga Listrik di bawah ini !
Gambar dan Jelaskan Konfigurasi Komunikasi Sistem SCADA !
a.
Sistem Jaringan Radio !
b.
Sistem Jaringan Power Line Carrier (PLC) !
c.
Sistem Jaringan Telepon !
d.
Sistem Jaringan Kabel Fiber Optik !
e.
Sistem Jaringan GPRS !
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 181
4.
Dari gambar Diagram Garis Tunggal Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
berbasis SCADA di bawah ini !
Buatlah dan Jelaskan !
a.
Peralatan pengoperasian yang dipergunakan berbasis SCADA !
b.
Lokasi pengoperasian berbasis SCADA !
c.
Fasilitas pengoperasian berbasis SCADA !
182 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
5.
Dari gambar Sistem Komunikasi pada Jaringan Distribusi Tenaga
Listrik berbasis SCADA di bawah ini !
Fault Indicator Lamp
Terminasi Kabel
Ring-O Transformator
DC Supply
RELAY
Tulis dan Jelaskan !
a.
Peralatan yang dipergunakan !
b.
Fungsi dari peralatan yang dipergunakan !
c.
Prinsip kerja dari sistem komunikasi peralatan yang dipergunakan !
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 183
DAFTAR PUSTAKA
1.
Agus Harya Maulana, 2005, "Buku SCADA Edisi 2", Bops PLN Jawa Bali.
2.
Badruddin, 2010, "Sistem Distribusi; Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB"
3.
Dale R. Patrick, Stephen W. Fardo, 2009, " Electrical distribution systems --2nd ed.,
Fairmont Press.
4.
Daman Suswanto, 2009, "Sistem Distribusi Tenaga Listrik", Bahan Ajar UNP.
5.
Dugan, Roger C, dkk, 2004. Electrical Power System Quality Second Edition, McGrawHill.
6.
Gonen, Turan, 1986, " Electric Power Distribution System Engineering " , McGraw-Hill.
7.
Hanra, 2010, "Laporan Kerja Praktek: Konfigurasi dan Pengoperasian Human Machine
(HMI) PT. PLN (Persero) APD Bandung".
8.
Hutauruk, T. S. 1999. Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan
Peralatan. Erlangga: Jakarta
9.
Liu, Xiyu. Grounding System of an Uninterruptible Power System (UPS). Design of P&T
of MII: china
10.
Meliopoulos, A.P Sakis. 2001. Impact of Grounding System Design on Power Quality.
IEE Power Engineering review
11.
PLN, 1992: Standard Konstruksi Jaringan Distribusi Dilingkungan Perusahaan Listrik
Negara, Buku saku. Jakarta: nn.
12.
PLN, 2009, Diklat Profesi Distribusi, " Kriteria Desain Perencanaan Jaringan Distribusi",
Jakarta.
13.
PLN, 2009, Diklat Profesi Distribusi, " Inspeksi Jaringan Distribusi", Jakarta
14.
Suhadi, Bambang, 2008, "Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 1, 2 dan 3"., Direktorat
Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan: Jakarta
184 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Glosarium
A : Ampere, Satuan Arus Listrik
AF : Availability Factor, Faktor ketersediaan, adalah perbandingan antara daya yang tersedia unit
pembangkit pada waktu tertentu dengan daya mampu netto unit pembangkit tersebut .
APP : Alat Pembatas dan alat Pengukur, Alat milik PT PLN (Persero) yang berfungsi untuk
membatasi daya listrik yang dipakai serta mengukur pemakaian energi listrik
Asut : Start
Asut Gelap : Black Start, pengasutan suatu unit pembangkit yang dilakukan tanpa ketersediaan
pasokan daya dari luarADB : Air Dried Basis, merupakan nilai kalori batubara yang
memperhitungkan inherent moisture saja.
Aturan Distribusi : Aturan Distribusi Tenaga Listrik merupakan perangkat peraturan dan
persyaratan untuk menjamin keamanan, keandalan serta pengoperasian dan pengembangan
sistem distribusi yang efisien dalam memenuhi peningkatan kebutuhan tenaga listrik
Aturan Jaringan : Aturan Jaringan merupakan seperangkat peraturan, persyaratan dan standar
untuk menjamin keamanan, keandalan serta pengoperasian dan pengembangan sistem tenaga
listrik yang efisien dalam memenuhi peningkatan kebutuhan tenaga listrik
BUS : Rel Busbar
BBM : Bahan Bakar Minyak
Beban : Sering disebut sebagai Demand, merupakan besaran kebutuhan tenaga listrik yang
dinyatakan dengan MWh, MW atau MVA tergantung kepada konteksnya
Biaya Beban : Komponen biaya dalam rekening listrik yang besarnya tetap, dihitung berdasarkan
daya tersambung
Beban puncak : Atau peak load / peak demand, adalah nilai tertinggi dari langgam beban suatu
sistem kelistrikan dinyatakan dengan MW
Biro Instalatir : Badan usaha penunjang tenaga listrik yang bergerak dalam pembamngunan dan
pemasangan peralatan ketenagalistrikan, yang sah terdaftar dan mendapat ijin kerja dari PT PLN
(PERSERO)/Pemerintah
BP : Biaya Penyambungan, biaya yang harus dibayar kepada PT PLN (PERSERO) oleh pelanggan
atau calon pelanggan untuk memperoleh penambahan daya atau penyambungan baru
BK : Biaya Keterlambatran, biaya yang dikenakan PT PLN (PERSERO) kepada pelanggan atas
keterlambatan pembayaran rekening listrik
Blackout : Padam
BPP : Biaya Pokok Penyediaan
BTU : British Thermal Unit
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 185
CF : Capacity Factor, Faktor kapasitas, adalah perbandingan antara jumlah produksi listrik selama
periode operasi terhadap jumlah produksi terpasang selama periode tertentu (1 tahun).
Capacity balance : Neraca yang memperlihatkan keseimbangan kapasitas sebuah gardu induk
dengan beban puncak pada area yang dilayani oleh gardu induk tersebut, dinyatakan dalam MVA
Captive power : Daya listrik yang dibangkitkan sendiri oleh pelanggan, umumnya pelanggan
industri dan komersial
CT : Current Transformer (Trafo Arus), alat untuk menurunkan arus listrik untuk keperluan
pengukuran energi listrik atau untuk peralatan pengaman dan pengendalian listrik lainnya
CCS : Carbon Capture and Storage
CCT : Clean Coal Technology
CDM : Clean Development Mechanism atau MPB Mekanisme Pembangunan Bersih
COD : Commercial Operating Date
DMN : Daya Mampu Netto, besarnya daya output pembangkit yang sudah dikurangi dengan
pemakaian sendiri unit pembangkit tersebut
Daya mampu : Kapasitas nyata suatu pembangkit dalam menghasilkan MW
Daya terpasang : Kapasitas suatu pembangkit sesuai dengan name plate
Daya Tersambung : Batas daya yang dapat digunakan oleh pelanggan setiap saat dan tercatat di
PT PLN (PERSERO) serta menjadi dasar perhitungan Biaya Beban
Dispacher : Pelaksana pengendali operasi
DAS : Daerah Aliran Sungai
DMO : Domestic Market Obligation
EBITDA : Earning Before Interest, Tax, Depreciation and Amortization
ERPA : Emission Reduction Purchase Agreement
Excess power : Kelebihan energi listrik dari suatu captive power yang dapat dibeli oleh PLN
FSRU : Floating Storage and Regasification Unit
GD : Gardu Distribusi
GI : Gardu Induk
GITET : Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (500 kV)
GITO : Gardu Induk Tanpa Operator
186 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
GT : Gas Turbine PLTGU
GWh : Giga Watt Hour (1 GWh=1.000 MWh)
Gangguan : Kejadian takterencana yang mengakibatkan kondisi abnormal dalam Jaringan (Grid)
GAR : Gross As Received, merupakan nilai kalori batubara yang memperhitungkan total moisture
Hz : Hertz, satuan frekuensi listrik
GRK : Gas Rumah Kaca
HSD : High Speed Diesel Oil
HVDC : High Voltage Direct Current
HSD : High Speed Diesel Oil
Host Load : Unit pembangkitan berbeban pemakaian sendiri
Heat Rate : Besar energi yang digunakan oleh unit pembangkit dalam memproduksi satu unit
output. Contoh : jumlah energi untuk memproduksi energi 1 MWh (dinyatakan dalam GJ/MWh)
Heat Rate Curve : Kurva yang menunjukkan konsumsi energi termal per-jam operasi pada tingkat
output yang bervariasi (GJ/Jam)
IBT : Inter Bus Transformer, yaitu trafo penghubung dua sistem transmisi yang berbeda tegangan,
seperti trafo 500/150 kV dan 150/70 kV
IPP : Independent Power Producer
IBT : Interbus Transformer (500 kV/150 kV)
IDO : Intermediate Diesel Oil
Island Operation : Pembangkitan terpisah dari sistem dan beroperasi dengan beban di sekitarnya
JTM : Jaringan Tegangan Menengah adalah saluran distribusi listrik bertegangan 20 kV
JTR : Jaringan Tegangan Rendah adalah saluran distribusi listrik bertengangan 220 V
JTL : Sambungan Langsung (SL) termasuk peralatannya, sehingga tenaga listrik disalurkan tanpa
melalui APP
JCC : Jawa Bali Control Centre, Pusat Pengatur Beban Jawa Bali
kV : Kilo Volt (=1000 volt)
kVA : Kilo Volt Ampere (=1000 volt ampere)
kVARh : Kilo Volt Ampere Reactive Hour, satuan energi listrik semu (reaktif)
kW : Kilo Watt, satuan daya listrik nyata (aktif)
kWh : Kilo Watt Hour, satuan energi listrik nyata (aktif)
kmr : kilometer-route, menyatakan panjang jalur saluran transmisi
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 187
kms : kilometer-sirkuit, menyatakan panjang konduktor saluran transmisi / jaringan tenaga listrik
Kabel TM : Kabel Tegangan Menengah
Kabel TR : Kabel Tegangan Rendah
Line Charging : Pemberian tegangan ke saluran pengantar (transmisi)
Life Extension : Program rehabilitasi suatu unit pembangkit yang umur teknisnya mendekati akhir
LNG : Liquified Natural Gas
LF : Load Factor, Faktor beban, adalah perbandingan dari rata-rata output atau beban terhadap
maksimum output atau beban dalam suatu periode terhadap beban puncak yang terjadi pada
periode tersebut
Load Shedding : Pengurangan beban secara sengaja (otomatis / manual) dengan pemutusan
beban tertentu karena kejadian abnormal, untuk mempertahankan integritas Jaringan dan
menghindari pemadaman yang lebih besar
Losses : Energi listrik yang hilang dalam inti Trafo dan konduktor penghantar/kabel di Jaringan
LWBP : Luar Waktu Beban Puncak
LOLP : Loss of Load Probability, suatu indeks keandalan sistem pembangkitan yang biasa dipakai
pada perencanaan kapasitas pembangkit
MW : Mega Watt (1 MW=1.000 kW)
MWh : Mega Watt-hour (1 MWh=1.000 kWh)
MSCF 103 : Million Standard Cubic Foot, ( M=103 )
MMSCF 106 : Million Metric Standard Cubic Foot, Standard Cubic Foot, (MM=106), satuan yang
biasa digunakan untuk mengukur volume gas pada tekanan dan suhu tertentu
MMSCFD : Million Metric Standard Cubic Foot per Day
MMBTU : Million Metric British Termal Unit, satuan yang biasa digunakan untuk mengukur kalori
Gas
Mothballed : Pembangkit yang tidak dioperasikan namun tetap dipelihara
MP3EI : Master Plan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia
MO : Maintenance
pemeliharaan
MFO : Marine Fuel Oil
Schedule,
Skedul
yang
menunjukkan
rencana
outage
pelaksanaan
188 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Merit Order : Daftar unit pembangkit dengan urutan biaya operasi yang marginal, sudah termasuk
pertimbangan : biaya start-up dan shut-down, minimum start-u dan waktu keluar, kendala bahan
bakar, serta kendala operasi lainnya
Neraca daya : Neraca yang menggambarkan keseimbangan antara beban puncak dan kapasitas
pembangkit
Non Coincident Peak Load : Jumlah beban puncak sistem-sistem tidak terinterkoneksi tanpa
melihat waktu terjadinya beban puncak
Outage : Suatu periode waktu dimana pusat pembangkit, unit pembangkit atau bagian dari Grid,
secara keseluruhan atau sebagian tidak beroperasi karena suatu kejadian yang terencana maupun
tidak terencana
PJU : Penerangan Jalan Umum, Penerangan untuk jalan dan prasarana umum yang dipasang
secara resmi oleh pemda atau badan resmi lainnya dan mendapat pasokan tenaga listrik dari PLN
secara legal
PO : Planned Outage, pengeluaran unit pembangkit atau fasilitas jaringan selama kurun waktu
tertentu yang diusulkan oleh pemakai Grid dan disetijui oleh UBOS-P3B
PLTA : Pusat Listrik Tenaga Air
PLTD : Pusat Listrik Tenaga Diesel
PLTG : Pusat Listrik Tenaga Gas
PLTGU : Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap
PLTM : Pusat Listrik Tebnaga Minihidro
PLTMH : Pusat Listrik Tebnaga Mikro Hidro
PLTP : Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi
PLTU : Pusat Listrik Tenaga Uap
Pms : Pemisah (disconecting switch)
Pms Tanah : Earthing Switch
Pmt : Pemutus tenaga (circuit breaker)
PPJ : Pajak Penerangan Jalan, pajak yang dibayarkan oleh semua pelanggan PT PLN
(PERSERO), dipungut oleh PT PLN (PERSERO) dan selanjutnya disetor ke Kas Pemda
PT : Potentio Transformer (Trafo Tegangan), alat untuk menurunkan tegangan listrik yang
diperlukan khusus bagi pengukuran energi listrik atau peralatan pengaman dan pengendali listrik
lainnya
P2TL : Penertiban Pemakaian Tenaga Listrik, Pemeriksaan oleh PLN terhadap instalasi PLN dan
instalasi pelanggan dalam rangka penertiban pemakaian/pemanfaatan tenaga listrik
Peaking : Pembangkit pemikul beban puncak
Prakiraan beban : Demand forecast, prakiraan pemakaian energi listrik di masa depan
RCC : Region Control Centre, Pusat Pengatur Region
Region 1 : Region Control Centre untuk wilayah Jakarta dan Banten (Cawang)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 189
Region 2 : Region Control Centre untuk wilayah Jawaq Barat (Cigereleng)
Region 3 : Region Control Centre untuk wilayah Jawa Timur dan DIY (Ungaran)
Region 4 : Region Control Centre untuk wilayah Jawa Timur dan Bali (Waru)
Reserve margin : Cadangan daya pembangkit terhadap beban puncak, dinyatakan dalam %
Rasio elektrifikasi : Perbandingan antara jumlah rumah tangga yang berlistrik dan jumlah
keseluruhan rumah tangga
SR : Sambungan Rumah
ST : Steam Turbine PLTGU
SL : Sambungan Langsung, adalah sambungan JTL termasuk peralatannya, sehingga tenaga
listrik disalurkan tanpa melalui APP
STL : Sambungan Tenaga Listrik, penghantar di bawah atau di atas tanah termasuk peralatannya
sebagai bagian instalasi PLN yang merupakan sambungan antara JTL milik PLN dengan instalasi
pelanggan
SMP : Saluran Masuk Pelayanan, Kabel milik PLN yang menghubungkan antara jaringan
Tegangan Rendah dengan APP yang terpasang di rumah pelanggan
SUTET : Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (500 kV)
SUTM : Saluran Udara Tegangan Menengah (6 kV, 20 kV)
SUTR : Saluran Udara Tegangan Rendah (220 V, 380 V)
SUTT : Saluran Udara Tegangan Tinggi (70 kV, 150 kV)
SAIDI : System Average Interruption Duration Index (Indeks Lama Gangguan)
SAIFI : System Average Interruption Frequency Index (Indeks Frekuensi Gangguan)
SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition
SFC : Specific Fuel Consumtion
Shutdown : Pengeluaran suatu unit pembangkit dari JaringanSKLT : Saluran Kabel Laut
Tegangan Tinggi
SKTT : Saluran Kabel Tegangan Tinggi
Subregion : Group Switching Centre
SPK-TPA Citarum : Sekretariat Pelaksana Koordinasi Tata Pengaturan Air Sungai Citarum
Tagihan Listrik : Perhitungan biaya atas pemakaian daya dan energi listrik oleh pelanggan setiap
bulan
Tagihan Susulan : Tagihan kemudian sebagai akibat adanya penyesuaian dengan ketentuan atau
sebagai akibat adanya pelanggaran
190 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
TDL : Tarif Dasar Listrik, ketentuan pemerintah yang berlaku mengenai golongan tarif dan harga
jual tenaga listrik yang disediakan oleh PLN
Tingkat cadangan : Reserve margin, adalah besar cadangan daya yang dimiliki oleh perusahaan
dalam rangka mengantisipasi beban puncak
TR : Tegangan Rendah, Tegangan sistem 220 V, 380 V sampai dengan 1.000 Volt
TM : Tegangan Menengah, Tegangan sistem diatas 1.000 Volt sampai dengan 35.000 Volt
TT : Tegangan Tinggi, Tegangan sistem diatas 35.000 Volt sampai dengan 245.000 Volt
TET :Tegangan Ekstra Tinggi, Tegangan sistem diatas 245.000 Volt
TMA : Tinggi Muka Air, ketinggian (meter) elevasi permukaan air waduk diatas permukaan laut
Total Blackout : Situasi dimana Jaringan (Grid) padam total
Trafo : Transformator
TWh : Tera Watt Hour (1 TWh=1.000 GWh) Titik Penyambungan Bersama : Titik terdekat dengan
pelanggan dimana tersambung juga pelanggan yang lain pada JTR atau JTM atau JTr atau JTET
UBOS-P3B : Unit Bidding dan Operasi Sistem – Pusat Penyaluran dan Pengatur Beban, Unit PT
PLN (PERSERO) yang mengoperasikan dan mengendalikan Jarinagan (Grid) Jawa-Bali untuk
Sistem Tenaga Listrik Jawa-Bali
UFR : Under Frequency Relay, peralatan pemutus beban dengan pemicu awal (triger) besaran
frekuensi
UF : Utility Factor, Faktor Penggunaan, adalah perbandingan antara beban puncak unit pembangkit
pada periode tertentu dengan daya mampu netto unit pembangkit tersebut
UJL : Uang Jaminan Langganan, uang milik pelanggan yang dititipkan kepada PT PLN
(PERSERO) sebagai jaminan atas pemakaian daya dan energy listrik selama menjadi pelanggan.
UMTL : Uang Muka Tagihan Listrik, Penerimaan pembayaran untuk pemakaian daya dan energy
listrik mendahului transaksi penyerahan daya dan energi berlangsung
Ultra super critical : Teknologi PLTU batubara yang beroperasi pada suhu dan tekanan diatas titik
kritis air
V : Volt, Voltase, Voltage, Satuan Tegangan Listrik
VA : Volt Ampere, satuan daya listrik total (daya buta)
Vdd = Unipolar Transistors Drain Voltage
Vcc = Bipolar Transistors Collector Voltage
Vss = Unipolar Transistors Source Voltage
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 191
V+ = Supply source positive pool voltage in which has value above 0 V.
V- = Supply source negative pool voltage in which has value below 0 V.
Watt : Satuan daya listrik Nyata
WBP : Waktu Beban Puncak, Waktu jam 18.00 sampai dengan jam 22.00 waktu setempat
WKP : Wilayah Kerja Pertambangan
Medan Listrik, adalah ruang dimana terdapat gaya bekerja bermuatan elektrik; medan listrik
terdapat dekat benda-benda yang bermuatan elektrik dan terdapat antara dua hantaran yang
mempunyai beda potensial satu sama lainnya. Satuan kuat medan listrik dinyatakan dalam volt per
meter (v/m).
Berdasarkan standar IPRA (International Protection Radiation Association), dan direkomendasikan
WHO, batasan medan listrik yang aman bagi kesehatan manusia adalah 10 kV/m selama 2 jam per
hari atau 5 kV/m selama 24 jam (diperuntukkan bagi publik). Dan berdasarkan hasil pengukuran di
lapangan, kuat medan listrik dibawah SUTT dan SUTET di Indonesia berkisar 0,25 kV/m.
Medan Magnit, adalah ruang dimana terdapat gaya elektrik dan gaya magnet; medan magnet
yang membangkitkan arus elektrik disekeliling penghantar. Satuan kuat medan magnet dinyatakan
dalam Tesla atau milli tesla, sering pula digunakan satuan Gauss atau milli Gauss. (1 T = 1000
mT; 1 G = 1000 mG; dan 1 T = 10.000 G).
Berdasarkan standar IPRA (International Protection Radiation Association), dan direkomendasikan
WHO, batas maksimum intensitas medan magnet yang diperbolehkan ialah 0,1 mT untuk jangka
waktu 24 jam (diperuntukkan bagi publik).
AC/DC. Tanda bahwa suatu alat dapat menggunakan arus bolak-balik atau arus searah.
Anggaran (budget). Jumlah dana yang disediakan atau direncanakan.
AMDAL. Analisa Mengenai Dampak Lingkungan.
APAR. Alat Pemadam Api Ringan.
ASH. Debu sisa bakaran.
Basic Design. Rancangan dasar.
Bidding. Proses pelelangan untuk mengerjakan atau pengadaan suatu barang atau jasa.
Busbar. Batang conductor, biasanya terbuat dari lempeng tembaga panjang.
Commissioning. Uji coba, setelah proyek dinyatakan selesai dilakukan pengujian terhadap fungsi
seluruh peralatan yang ada apakah sesuai spesifikasi atau tidak.
Cubicle. Komponen listrikpada gardu listrik sebagai alat kontak, biasanya berbentuk kubus.
Earthing. Grounding, Pembumian.
Ekuiti. Penyertaan modal.
Emergency Exit. Jalan keluar darurat.
Eskalasi. Kenaikan harga.
192 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Fatal Accident. Kecelakaan yang mematikan.
Feasibility Study (Studi Kelayakan). Digunakan untuk menilai apakah suatu kegiatan patut
dilaksanakan atau tidak.
Feeder Cable. Kabel pengisian/sumber daya.
Fly Ash. Debu terbang. Partikel kecil yang beterbangan keluardari cerobong asap.
Fuse. Sekering.
Grey Area. Wilayah/daerah/aktivitas yang belumjelas penanggung jawabnya, daerah abu-abu.
Hertz (Hz). Satuan frekuensi, 1 Hz = 1 siklus per detik.
Inbouw Dus. Kotak yang ditanam pada dinding atau lantai bangunan yang merupakan bagian dari
perangkat stop kontak, sakelar, dll.
Inflasi. Kenaikan harga barang.
Inclaring. Proses pengeluaran barang impor dari pabean.
Invitation To Bid. Ndangan untuk mengikuti proses pelelangan pekerjaan atau pengadaan barang
dan jasa.
IP. Kode proteksi terhadap kemungkinan penyusupan debu atau air dari luar ke dalam instalasi
listrik yang peka. Semakin besar angka semakin baik proteksinya, misalnya IP66 lebih baik dari
IP65.
Konsultan Manajemen Konstruksi (MK/CM). Konsultan yang bertugas mengkordinasikan seluruh
konsultan yang bekerja untuk suatu proyek, dan mengelola proyek sesuai jadwal, biaya, cakupan
dan kualitas yang diinginkan pemilik proyek; untuk gedung bertingkat tinggi biaya konsultan MK/CM
sebesar 1,3% x nilai nilai proyek.
Konsultan Mekanikal/Elektrikal (M/E). Konsultan yang disewa untuk merancang keperluan
mekanikal dan Elektrikal (M/E) bangunan, termasuk gambar rinciannya. Untuk gedung bertingkat
tinggi biaya jasa konsultan M/E kurang lebih sebesar 0,9% dari keseluruhan nilai proyek.
Mark Up. Dinaikkan, harga yang telah dinaikkan untuk mendapatkan laba.
MCB. 1) Moulded Circuit Breaker; 2) Main Circuit Breaker.
MCCB. Moulded Case Circuit Breaker.
MDP (Main Distribution Panel). Panel Distribusi Utama.
Megger. Singkatan secara mudah dari MegaOhm Meter, alat yang dipakai untuk mengukur tingkat
tahanan suatu konduktor dalam satuan yang besar.
Multimeter. Alat pengukur beberapa satuan listrik, Volt, Ampere, Ohm.
Natural Gas. Gas alam.
NEC (National Electrical Code). Peraturan listrik nasional (Amerika Serikat)
OSHA (Occupational Sfety and Health Administration). Badan Keselamatan dan Kesehatan
Kerja (Amerika Serikat)
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 193
Outbouw. Menonjol keluar dari bidang bangunan.
Over time. Lembur, bekerja diluar jam kerja normal, dibayar dengan perhitungan tertentu.
Perangkat Lunak. Perangkat yang tidak dapat diraba, khusunya menyangkut hasil kerja
kecerdasan manusia, misalnya program computer, desain, dan lain-lain.
Performance Appraisal. Penilaian kerja pegawai.
Progress Report. Laporan kemajuan, berisi informasi hal-hal yang telah dicapai hingga laporan
tersebut dibuat, biaya yang telah dikeluarkan, masalah yang ada, dan laporan ini akan dibaca oleh
owner.
Project. A temporary endeavor undertaken to create a unique product or service (definition by
Project Management Institute); kegiatan temporer yang dilaksanakan untuk menciptakan produk
atau jasa yang unik. Temporer, karena mempunyai batas waktu yang jelas jika tujuan telah
tercapai; unik karena sesuatu yang dibuat/dikerjakan belum pernah ada yang persis sama.
PUIL 1987. Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia tahun 1987.
Power Transformer. Trafo daya.
Qualified Person (OSHA Spec.) Seseorang yang karena pendidikannya, sertifikasinya, dan
pengalamannya berhasil membuktikan kemampuan untuk memecahkan masalah dalam
pekerjaannya.
Quality (ISO 8402 : 1994). Karakteristik menyeluruh dari suatu benda/jasa berkaitan dengan
kemampuannya untuk memuaskan kebutuhan yang tertulis maupun tidak tertulis.
Quality Control. (ISO 8402 : 1994). Aktivitas dan teknik operasional yang digunakan untuk
memnuhi kebutuhan akan mutu.
Redundancy. Peralatan cadangan dengan kapasitas yang sama besar dengan yang dioperasikan.
Safety Belt. Sabuk pengaman, yang hanya mengikat pinggang.
Safety Briefing. Pertemuan singkat membahas masalah keselamatan, biasanya dilakukan
beberapa saat menjelang kerja.
Safety Rules. Peraturan Keselamatan.
Server. Suatu jaringan computer, CPU yang berfungsi melayani seluruh kebutuhan unit-unitnya.
Shift. Bergesr, Giliran bertugas.
SIKA. Surat Ijin Kerja, bagi kontraktor instalasi listrik setelah melalui pengujian.
Solar Cell. Sel pembangkit listrik energi matahari.
Specification. Instruksi tertulis yang menyertai gambar serta menjelaskan jenis dan kualitas dari
bahan atau pengerjaan suatu barang atau konstruksi.
SPK (Surat Perintah Kerja). Semacam dokumen kontrak yang menyatakan bahwa suatu pihak
memberikan perintah kerja kepada pihak kedua dengan spesifikasi tertentu dan dengan nilai
pembayaran tertentu.
194 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Switch. Sakelar, alat untuk menyalakan atau mematikan peralatan listrik.
Visi. Pandangan ke depan.
Wave Length. Panjang gelombang.
DIL. Data Induk Langganan.
AMR. Automatic Meter Reading. Sistem pembacaan meter jarak jauh secara otomatis, terpusat,
dan terintegrasi dari ruang kontrol melalui media komunikasi telepon publik (PSTN), telepon selular
(GSM), PLC atau frekuensi radio, menggunakan software tertentu tanpa terlebih dulu melakukan
pemanggilan (dial up).
PESAT (Pelayanan Satu Tempat). Produk layanan One Stop Service PLN Distribusi Jakarta &
Tangerang yang memudahkan bagi pelangan untuk menyelesaikan berbagai permasalahan listrik
di satu tempat, yaitu di Unit Pelayanan.
PELANGI (Peduli Pelangan Inti). Produk pelayanan individual One To One Marketing dari PLN
Distribusi Jakarta & Tangerang terhadap pelanggan besar yang memberi kontribusi besar bagi
pendapatan PLN.
Call Center 123. Pusat pelayanan informasi dan gangguan melalui melalui telepon 123.
PRAQTIS. Pembayaran Rekening Listrik Fleksibel dan Otomatis (On Line). Produk layanan PLN
yang memudahkan pembayaran rekening listrik melalui bank dan ATM.
PUKK. Pembinaan Usaha Kecil dan Koperasi. Program yang bertujuan mendorong kegiatan dan
pertumbuhan ekonomi melalui pengembangan potensi usaha kecil dan koperasi masyarakat.
CD (Community Development). Program peduli lingkungan.
FOCUS (For Customer Satisfaction) 100 dan 5000. Program PLN Distribusi Jawa Barat yang
memberikan pelayanan khusus terhadap 100 pelanggan besar/potensial dan 5000 pelanggan
biasa (non potensial) melalui Account Executive/Account Manager. Sehingga dapat membangun
terbentuknya Customer Intimacy dan Customer Relationship Management dengan pelangan.
PDKB Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan.
PDKB TR/TM –
Menengah
Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan pada Tegangan Rendah/Tegangan
PDKB TT/TET Ekstra Tinggi.
Pekerjaan Dalam Keadaan Bertegangan pada Tegangan Tinggi/Tegangan
AA
An Ansi (American National Standard Institute) cooling class designation indicating open, naturaldraft ventilated transformer construction, usually for dry-type transformers.
Ambient Temperature
The temperature of the surrounding atmosphere into which the heat of the transformer is
dissipated.
Ampere unit of current flow.
ANSI (American National Standards Institute)
An organization that provides written standards on transformer [6OOv and below (ANSI C89.1),
601~ and above (ANSI C57.12)].
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 195
Autotransformer
A transformer in which part of the winding is common to both the primary and the secondary
circuits.
BIL
Basic Impulse Level, the crest (peak) value that the insulation is required to withstand without
failure.
Bushing
An electrical insulator (porcelain, epoxy, etc.) that is used to control the high voltage stresses that
occur when an energized cable must pass through a grounded barrier.
Buck transformer
Step down the Voltage from Primary Winding to Secondary Winding i.e. 460V to 230V.
Boost transformer
Step up the Voltage from Primary Winding to Secondary Winding i.e. 230V to 460V.
Cast-coil Transformer
A transformer with high-voltage coils cast in an epoxy resin. Usually used with 5 to 15 kV
transformers.
Continuous Rating
Gaines the constant load that a transformer can carry at rated primary voltage and frequency
without exceeding the specified temperature rise.
Copper Losses
See Load Losses.
Core-Form Construction
A type of core construction where the winding materials completely enclose the core.
Current Transformer
A transformer generally used in instrumentation circuits that measure or control current.
Delta
A standard three-phase connection with the ends of each phase winding connected in series to
form a closed loop with each phase 120 degrees from the other. Sometimes referred to as 3-wire.
Delta Wye
A term or symbol indicating the primary connected in delta and the secondary in wye when
pertaining to a three-phase transformer or transformer bank.
Distribution Transformers
Those rated 5 to 120 kV on the high-voltage side and normally used in secondary distribution
systems. An aplicable standard is ANSI C-57.12.
Dripproof
Constructed or protected so that successful operation is not interfered with by falling moisture or
dirt. A transformer in which the transformer core and coils are not immersed in liquid.
Exciting Current (No-load Current)
Current that flows in any winding used to excite the transformer when all other windings are open
circuited. It is usually expressed in percent of the rated current of a winding in which it is measured.
FA
An ANSI cooling class designation indicating a forced air ventilated transformer, usually for dry type
196 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
transformers and typically to increae the transformers and typically to increase the transformer’s
KVA rating above the natural ventilation or AA rating.
Fan Cooled
Cooled mechanically to stay within rated temperature rise by addition of fans internally and/or
externally. Normally used on large transformers only.
FOA
An ANSI cooling class designation indicating forced oil cooling using pumps to circulate the oil for
increased cooling capacity.
FOW
An ANSI cooling class designation indicating forced oil water cooling using a separate water loop in
the oil to take the heat to a remote heat exchanger. Typically used where air cooling is difficult such
as underground.
Frequency
On AC circuits, designate number of times that polarity alternates from positive to negative and
back again, such as 60 hertz (cycles per second).
Grounds or Grounding
Connecting one side of a circuit to the earth through low-resistance or low-impedance paths. This
help prevent transmitting electrical shock to personnel. Also aids in the dissipation or mitigation of
Noise (High frequency or other).
Ground Strap
A Flat Strap of varying density, width and length to aid in the dissipation of High frequency noise,
commonly generated by Switching Power Supplies, Lighting Ballasts, Inverters or Variable
Frequency Drives.
High-voltage and Low-voltage Windings
Terms used to distinguish the wind that has the greater voltage rating from that having the lesser in
two-winding transformers. The terminations on the high-voltage windings are identified by H1, H2,
etc., and on the low-voltage by X1, X2, etc.
Impedance
Retarding forces of current flow in AC circuits.
Indoor transformer
A transformer that, because of its construction, is not suitable for outdoor service.
Insulating Materials
Those materials used to electrically insulate the transformer windings from each other and to
ground. Usually classified by degree of strength or voltage rating (0, A, B, C, and H).
Isolation transformer
For the purpose of isolating the Source Supply from the Consumer(s), aids in prevention of noise
transmission, adds impedance, can also provide an isolated Ground on the secondary.
kVA or Volt-ampere Output Rating
The kVA or volt-ampere output rating designates the output that a transformer can deliver for a
specified time at rated secondary voltage and rated frequency without exceeding the specified
temperature rise (1 kVA = 1000 VA).
Liquid-immersed Transformer
A transformer with the core and coils immersed in liquid (as opposed to a dry-type transformer).
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 197
Load
The amount of electricity, in kVA or volt-amperes, supplied by the transformer. Loads are
expressed as a function of the current flowing in the transformer, and not according to the watts
consumed by the equipment the transformer feeds.
Load Losses
Those losses in a transformer that are incident to load carrying. Load losses include the I2R loss in
the winding, core clamps, etc., and the circulating currents (if any) in parallel windings.
Mid-tap
A reduced-capacity tap midday in a winding – usually the secondary.
Moisture-resistant
Constructed or treated so as to reduce harm by exposure to a moist atmosphere.
Natural-draft or Natural-draft Ventilated
An open transformer cooled by the draft created by the chimney effect of the heated air in its
enclosure.
No-load Losses (Excitation Losses)
Loss in a transformer that ls excited at its rated voltage and frequency, but which is not supplying
load. No-load losses include core loss, dielectric loss, and copper loss in the winding due to
exciting current.
OA
An ANSI cooling class designation indicating an oil filled transformer.
Parallel Operation
Single and three-phase transformers having appropriate terminals may be operated in parallel by
connecting similarly-marked terminals, provided their ratios, voltages, resistances, reactances, and
ground connections are designed to permit paralleled operation and provided their angular
displacements are the same in the case of three-phase transformers.
Polarity Test
A standard test performed on transformers to determine instantaneous direction of the voltages in
the primary compared to the secondary (see Transformer Tests).
Poly-phase
More than one phase.
Potential (Voltage) Transformer
A transformer used in instrumentation circuits that measure or control voltage.
Power Factor
The ratio of watts to volt-amps in a circuit.
Primary Taps
Taps added in the primary winding (see Tap).
Primary Voltage Rating
Designates the input circuit voltage for which the primary tiding is designed.
Primary Winding
The primary winding on the energy input (supply) side.
198 | J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k
Rating
The output or input and any other characteristic, such as primary and secondary voltage,current,
frequency, power factor and temperature rise assigned to the transformer by the manufacturer.
Ratio Test
A standard test of transformers used to determine the ratio of the primary to the secondary voltage.
Reactance
The effect of inductive and capacitive components of the circuit producing other than unity power
factor.
Reactor
A device for introducing inductive reactance into a circuit for: motor starting, operating transformers
in parallel, and controlling current.
Scott Connection
Connection for polyphase transformers. Usually used to change from two-phase to three-phase to
three-phase to two-phase.
Sealed Transformer
A transformer completely sealed from outside atmosphere and usually contains an inert gas that is
slightly pressurized.
Secondary Taps
Taps located in the secondary winding (see Tap).
Secondary Voltage Rating
Designates the load-circuit voltage for which the secondary winding (winding on the output side) is
designed.
Series/Multiple
A winding of two similar coils that can be connected for series operation or multiple (parellel)
operation.
Shell-type Construction
A type of transformer construction where the core completely surrounds the coil.
Star Connection
Same as wye connections.
Step-down Transformer
A transformer in which the energy transfer is from the high-voltage winding to the low-voltage
winding or windings.
Step-up transformer
A transformer in which the energy transfer is from the low-voltage winding to a high-voltage winding
or windings.
Use of Scott Connection for three-phase operation. A connection brought out of a winding at some
point between its extremities, usually to permit changing the voltage or current ratio.
Temperature Rise
The increase over ambient temperature of the winding due to energizing and loading the
transformer.
Total Losses
The losses represented by the sum of the no-load and the load losses.
J a r i n g a n D i s t r i b u s i T e n a g a L i s t r i k | 199
Transformer
An electrical device, without continuously moving parts, which, by electro-magnetic induction,
transforms energy from one or more circuits to other circuits at the same frequency, usually with
changed values of voltage and current.
Turns Ratio (of a transformer)
The ratio of turns in the primary winding to the number of turns in the secondary winding.
Volt-amperes
Circuit volts multiplied by circuit amperes.
Voltage Ratio (of a transformer)
The ratio of the RMS primary terminal voltage to the RMS secondary terminal voltage under
specified conditions of load.
Voltage Regulation (of a transformer)
The change in secondary voltage that occurs when the load is reduced from rated value to zero,
with the values of all other quantities remaining unchanged. The regulation may be expressed in
percent (or per unit) on the basis of the rated secondary voltage at full load.
Winding Losses
See Load Losses.
Winding Voltage Rating
Designates the voltage for which the winding is designed
Wye Connection (Y)
A standard three-phase connection with similar ends of the single-phase coils connected to a
common point. This common point forms the electrical neutral point and may be grounded.