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