sistem distribusi - slamet elektro umy

PENYALURAN (TRANSMISI)
TENAGA LISTRIK

Pengertian penyaluran energi listrik :
Proses dan cara menyalurkan energi listrik pada jarak yang berjauhan
dari satu tempat ke tempat lainnya (dari pembangkit listrik ke gardu
induk dan dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya), yang terdiri
dari konduktor yang direntangkan antara tiang-tiang (tower), melalui
isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi/ekstra tinggi.

Ruang lingkupnya dimulai dari Gardu Induk di Pembangkitan sampai
dengan Gardu Induk (sisi primer) yang ada pusat-pusat beban.
22
 Besaran tegangan : 66 KV, 70 KV, 132 KV, 150 KV, 245 KV, 275 KV, 350
KV, 500 KV, 1.100 KV, 1300 KV, 1.500 KV, dan lain-lain
 Jenis arus : arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC).
 Jenis dan ruang lingkup penyaluran :
 Saluran udara (Overhead Line).
 Saluran bawah tanah (Underground Cable).
 Saluran kabel bawah laut (Sub Marine Cable).
 Gardu Induk Tegangan Ultra Tinggi.
 Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi.
 Gardu Induk.
 Gardu Hubung.
 Pusat Pengatur Beban.
 Unit Pengatur Beban.
23
 Besaran tegangan : 70 KV, 150 KV, 275 KV dan 500 KV.
 Jenis arus : arus bolak-balik (AC).
 Jenis dan ruang lingkup penyaluran :

Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).

Saluran Kabel Tanah Tegangan Tinggi (SKTT).

Saluran Kabel Bawah Laut Tegangan Tinggi (Sub Marine Cable).

Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET).

Gardu Induk (GI).

Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET).

Pusat Pengatur Beban (UPB).

Unit Pengatur Beban.
 Sistem interkoneksi (Interconnection System) :

Telah terpasang di Pulau Jawa-Madura-Bali (Jamali) dan Pulau
Sumatera.

Sebagian daerah di Sumatera masih terjadi bottle neck.
24
 Tingkat pengembangan sistem (menuju ke interkoneksi) :
 Sistem penyaluran dari parsial menuju ke interkoneksi.
 Terpasang di Pulau Kalimantan dan Pulau Sulawesi.
 Tingkat perintisan :
 Pada umumnya di daerah-daerah yang ratio elektrifikasinya rendah
(NTT, Maluku, Maluku Utara, Papua dan lain-lain).
 Penyediaan listrik bersifat parsial.
 Saluran udara (Overhead Line) dipasang di daerah-daerah yang keadaan
ROW-nya memungkinkan, pada umumnya di daerah pinggiran kota dan
di luar kota.
 Saluran kabel bawah tanah (Underground cable) dipasang di daerah
yang ROW-nya tidak memungkinkan, pada umumnya di daerah tengah
kota, kota-kota besar yang padat pemukiman dan beban listriknya
besar.
25
 Gardu Induk :
 Untuk daerah-daerah yang masih memungkinkan mendapatkan
lahan/space tanah yang luas, dipasang Gardu Induk Konvesional,
pada umumnya di pinggiran kota atau di kota-kota kecil.
 Untuk daerah-daerah perkotaan (Kota Besar) yang padat
pemukiman, dipasang Gas Insulated Switchgear SF6 (GIS SF6).
 Pusat Pengatur Beban (P2B) dan Unit Pengatur Beban (UPB) :
 Dipasang di daerah-daerah yang jaringannya telah terinterkoneksi,
area pelayanan luas dan beban yang dilayani besar, contoh : P3B &
UPB yang ada di Sistem Jawa-Madura-Bali (Jamali).
 Tujuannya adalah untuk pengaturan beban maupun melakukan
manuver beban jika terjadi masalah di sistem, misal : jika terjadi
gangguan di sistem pembangkit atau di sistem transmisi.
26
 Secara teknis, pembangunan dan pengembangan sistem penyaluran
tenaga listrik, tidak ada masalah dan tidak ada kesulitan.
 Masalah-masalah yang sering timbul dalam pembangunan sistem
penyaluran (transmisi) adalah masalah non teknis, antara lain :
 Kesulitan mendapatkan lahan untuk tapak tower.
 Harga tanah yang sangat (terlalu) mahal.
 Proses perijinan yang sulit dan berbelit.
 Reaksi dari masyarakat yang tidak mau dilalui jalur transmisi.
 Beberapa waktu terakhir ini, muncul fenomena baru, masyarakat
minta kompensasi (ganti rugi) di sepanjang ROW jalur transmisi.
 Biaya ganti rugi kerusakan bangunan, tanaman dan lain-lain yang
mahal, bahkan terkadang jauh melampaui harga standar.
 Koordinasi dengan berbagai pihak / instansi terkait, yang merupakan
kesulitan tersendiri dan tak jarang membutuhkan biaya besar.
 Isue lingkungan hidup.
 Dan berbagai hambatan/kendala lainnya.
27
 Berbagai permasalahan tersebut mengakibatkan proses pembangunan
dan pengembangan sistem penyaluran menjadi terhambat, bahkan ada
pembangunan transmisi yang terhenti/tertunda bertahun-tahun.
 Mengingat dari waktu ke waktu beban akan terus berkembang
(mengalami pertumbuhan), sedangkan di sisi lain untuk membangun
transmisi dan gardu induk banyak menghadapi masalah, perlu dipikirkan
dan dicarikan solusi dalam pengembangan sistem penyaluran di
Indonesia.
 Harus dicermati bahwa penambahan pembangkit tanpa diimbangi
penambahan sistem transmisi akan timbul masalah tersendiri.
28
 Up-rating berarti
kapasitas.
menaikkan
rate/menaikkan
kemampuan/menaikkan
 Up-rating sistem penyaluran, berarti menaikkan rate/menaikkan
kemampuan/menaikkan kapasitas penyaluran, antara lain :
 Dari SUTT 70 KV menjadi 150 KV.
 SUTT 150 KV yang ditingkatkan kemampuannya dalam menyalurkan
energi listrik.
 SUTT single circuit ditingkatkan menjadi double circuit.
 Gardu induk yang berkapasitas 10 MVA dinaikkan menjadi 30 MVA, dari
1 trafo menjadi 2 trafo, dari 30 MVA menjadi 60 MVA atau 100 MVA.
 Dan lain sebagainya.
 Up-rating bisa dilakukan dengan cara :
 Membangun SUTT baru, membangun (memperluas) Gardu Induk
Eksisting.
 Mengganti konduktor (re-conductoring) SUTT eksisting, mengganti trafo
pada Gardu Induk Eksisting, dari kapasitas kecil diganti dengan
kapasitas yang lebih besar.
 Menambah jumlah sirkit SUTT eksisting, menambah jumlah trafo dan
peralatan pada Gardu Induk eksisting.
29
DISTRIBUSI
TENAGA LISTRIK
Pengertian dan fungsi distribusi tenaga listrik :
 Pembagian /pengiriman/pendistribusian/pengiriman energi listrik
dari instalasi penyediaan (pemasok) ke instalasi pemanfaatan
(pelanggan).
 Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan
dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban
(pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
 Ruang lingkupnya dimulai dari sisi sekunder trafo tenaga di Gardu
Induk sampai dengan Alat Pembatas dan Pengukur (APP).
30

 Jaring distribusi tegangan rendah, untuk melayani :
 Pelanggan rumah tangga (instalasi domestik).
 Pelanggan bisnis, sosial dan publik (instalasi bangunan/non
domestik) dengan daya sampai dengan 197 KVA.
 Jaring distribusi tegangan menengah (20 KV), untuk melayani :
 Pelanggan bisnis, sosial dan publik (instalasi bangunan/non
domestik) dengan daya di atas 197 KVA sampai dengan 30
MVA.
 Pelanggan industri (instalasi industri), dengan daya di atas 197
KVA sampai dengan 30 MVA.
 Jaring distribusi tegangan tegangan tinggi (70 KV, 150 KV), untuk
melayani :
 Pelanggan industri (instalasi industri), dengan daya di atas 30
MVA.
31
 Ruang lingkup :
 Saluran udara tegangan menengah (SUTM) 20 KV.
 Saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM) 20 KV.
 Saluran kabel bawah air sungai/laut 20 KV.
 Saluran udara tegangan rendah (SUTR) 220 Volt.
 Saluran kabel tanah tegangan rendah (SKTR) 220 Volt.
 Gardu Distribusi.
 Saluran luar pelayanan/Saluran masuk pelayanan
Sambungan rumah (SLP/SMP/SR).
 Alat pembatas dan pengukur (APP).
 Unit pengatur distribusi.
33
 Pada umumnya dalam pembangunan dan mengembangkan jaring
distribusi, tidak banyak menghadapi masalah/kendala, karena jaring
distribusi langsung melayani pelanggan (dibutuhkan pelanggan
secara langsung).
 Jika terjadi masalah/kendala, pada umumnya adalah :
 Untuk SUTM menyangkut masalah ROW, karena di daerah/kota
tertentu melakukan pemotongan/pemaprasan pohon tanpa
koordinasi dengan Dinas Pertamanan, bisa menjadi masalah
besar, bahkan bisa dipidanakan.
 Untuk SKTM menyangkut masalah koordinasi dengan berbagai
pihak terkait (Pemkot/Pemkab, PDAM, PT. Telkom, Perum Gas,
Polri, Dinas Perhubungan dan lain-lain.
 Pada umumnya jaring distribusi di Indonesia menggunakan
penghantar udara (Overhead Line). Khusus di DKI Jakarta, karena
pertimbangan tertentu (ROW dan estetika), menggunakan kabel
tanah (Underground Cable).
34
Klasifikasi menurut nilai tegangannya:
• a. Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi
primer trafo distribusi, yaitu antara titik
Sekunder trafo substation (Gardu Induk)
dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini
bertegangan menengah 20 kV. Jaringan
listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung
melayani pelanggan, bisa disebut jaringan
distribusi. \
• b. Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada
sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik
sekunder dengan titik cabang menuju beban
(Lihat Gambar)
Klasifikasi menurut Jenis Konduktornya:
a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan
bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan
dibedakan atas:
- Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang,
tanpa isolasi pembungkus.
- Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus
isolasi.
b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah,
dengan menggunakan kabel tanah (ground cable).
c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan
menggunakan kabel laut (submarine cable)
Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
• Sal Konfigurasi
Horisontal
• Sal Konfigurasi
Vertikal
- Saluran konfigurasi Delta
- Menurut Susunan Rangkaiannya
• Rangkaian Jaringan Sistem Distribusi Primer, yaitu:
- Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe
pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial
dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian
phase area.
- Jaringan distribusi ring (loop), dengan model:
Bentuk open loop dan bentuk Close loop.
- Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET)
- Jaringan distribusi spindle
- Saluran Radial Interkoneksi
• Jaringan Sistem Distribusi Sekunder,
Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang
paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini
dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun
konduktor tanpa isolasi
 Sistem jaringan :
 Radial.
 Loop.
 Spindle.
 Mesh/Grid
 Gardu distribusi :
 Gardu trafo tiang type portal.
 Gardu trafo tiang type cantol.
 Gardu beton
32
Jaringan Sistem Distribusi Primer
A. Jaringan Distribusi Radial.
• Bila antara titik sumber dan titik bebannya hanya terdapat satu saluran
(line), tidak ada alternatif saluran lainnya. Bentuk Jaringan ini merupakan
bentuk dasar, paling sederhana dan paling banyak digunakan. Dinamakan
radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang
merupakan sumber dari jaringan itu,dan dicabang-cabang ke titik-titik beban
yang dilayani.
• Spesifikasi dari jaringan bentuk radial ini adalah:
a). Bentuknya sederhana.(+)
b). Biaya investasinya relatip murah.(+)
c). Kualitas pelayanan dayanya relatip jelek, karena rugi tegangan dan
rugi daya yang terjadi pada saluran relatip besar.(-)
d). Kontinyuitas pelayanan daya tidak terjamin, sebab antara titik
sumber dan titik beban hanya ada satu alternatif saluran sehingga bila
saluran tersebut mengalami gangguan, maka seluruh rangkaian
sesudah titik gangguan akan mengalami "black out“ secara total.(-)
• Jaringan distribusi radial ini memiliki beberapa bentuk modifikasi, antara
lain:
(1). Radial tipe pohon.
(2). Radial dengan tie dan switch pemisah.
(3). Radial dengan pusat beban.
(4). Radial dengan pembagian phase area.
Jaringan Radial tipe Pohon
• Bentuk ini merupakan bentuk
yang paling dasar. Satu
saluran utama dibentang
menurut kebutuhannya,
selanjutnya dicabangkan
dengan saluran cabang
(lateral penyulang) dan
lateral penyulang ini
dicabang-cabang lagi
dengan sublateral penyulang
(anak cabang). Sesuai
dengan kerapatan arus yang
ditanggung masing-masing
saluran, ukuran penyulang
utama adalah yang terbesar,
ukuran lateral adalah lebih
kecil dari penyulang utama,
dan ukuran sub lateral
adalah yang terkecil.
Jaringan radial dengan tie dan switch pemisah.
•
Bentuk ini merupakan modifikasi bentuk dasar dengan menambahkan tie
dan switch pemisah, yang diperlukan untuk mempercepat pemulihan
pelayanan bagi konsumen, dengan cara menghubungkan area-area yang
tidak terganggu pada penyulang yang bersangkutan, dengan penyulang di
sekitarnya. Dengan demikian bagian penyulang yang terganggu dilokalisir,
dan bagian penyulang lainnya yang "sehat" segera dapat dioperasikan
kembali, dengan cara melepas switch yang terhubung ke titik gangguan,
dan menghubungkan bagian penyulang yang sehat ke penyulang di
sekitarnya.
Jaringan radial tipe pusat beban.
• Bentuk ini mencatu daya dengan menggunakan penyulang utama
(main feeder) yang disebut "express feeder" langsung ke pusat
beban, dan dari titik pusat beban ini disebar dengan menggunakan
"back feeder" secara radial.
Jaringan radial dengan phase area
• Pada bentuk ini masingmasing fasa dari jaringan
bertugas melayani daerah
beban yang berlainan.
Bentuk ini akan dapat
menimbulkan akibat
kondisi sistem 3 fasa yang
tidak seimbang (simetris),
bila digunakan pada
daerah beban yang baru
dan belum mantap
pembagian bebannya.
Karenanya hanya cocok
untuk daerah beban yang
stabil dan penambahan
maupun pembagian
bebannya dapat diatur
merata dan simetris pada
setiap fasanya
B. Jaringan distribusi ring (loop).
• Bila pada titik beban terdapat dua alternatip saluran berasal lebih
dari satu sumber. Jaringan ini merupakan bentuk tertutup, disebut
juga bentuk jaringan "loop". Susunan rangkaian penyulang
membentuk ring, yang memungkinkan titik beban dilayani dari dua
arah penyulang, sehingga kontinyuitas pelayanan lebih terjamin,
serta kualitas dayanya menjadi lebih baik, karena rugi tegangan
dan rugi daya pada saluran menjadi lebih kecil.
C. Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET)
• Merupakan gabungan dari beberapa saluran
mesh, dimana terdapat lebih satu sumber
sehingga berbentuk saluran interkoneksi.
Jaringan ini berbentuk jaring-jaring, kombinasi
antara radial dan loop.
• Titik beban memiliki lebih banyak alternatip saluran/penyulang,
sehingga bila salah satu penyulang terganggu, dengan segera
dapat digantikan oleh penyulang yang lain. Dengan demikian
kontinyuitas penyaluran daya sangat terjamin.
• Spesifikasi Jaringan NET ini adalah:
1). Kontinyuitas penyaluran daya paling terjamin.(+)
2). Kualitas tegangannya baik, rugi daya pada saluran amat kecil.(+)
3). Dibanding dengan bentuk lain, paling flexible (luwes) dalam
mengikuti pertumbuhan dan perkembangan beban. (+}
4). Sebelum pelaksanaannya, memerlukan koordinasi perencanaan
yang teliti dan rumit. (-)
5). Memerlukan biaya investasi yang besar (mahal) (-)
6). Memerlukan tenaga-tenaga terampil dalam pengoperasiannya.(-)
• Dengan spesifikasi tersebut, bentuk ini hanya layak (feasible) untuk
melayani daerah beban yang benar-benar memerlukan tingkat
keandalan dan kontinyuitas yang tinggi, antara lain: instalasi militer,
pusat sarana komunikasi dan perhubungan, rumah sakit, dan
sebagainya. Karena bentuk ini merupakan jaringan yang
menghubungkan beberapa sumber, maka bentuk jaringan NET atau
jaring-jaring disebut juga jaringan "interkoneksi".
D. Jaringan distribusi spindle.
• Selain bentuk-bentuk dasar dari jaringan distribusi yang telah ada,
maka dikembangkan pula bentuk-bentuk modifikasi, yang bertujuan
meningkatkan keandalan dan kualitas sistem. Salah satu bentuk
modifikasi yang populer adalah bentuk spindle, yang biasanya terdiri
atas maksimum 6 penyulang dalam keadaan dibebani, dan satu
penyulang dalam keadaan kerja tanpa beban.
•
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. Dalam keadaan
normal memang "express
feeder" ini sengaja dioperasikan
tanpa beban.
Secara umum, baik buruknya sistem penyaluran dan
distribusi tenaga listrik terutama adalah ditinjau dari hal-hal
berikut ini:
1). Kontinyuitas Pelayanan yang baik, tidak sering terjadi
pemutusan, baik karena gangguan maupun karena hal-hal yang
direncanakan. Biasanya, kontinyuitas pelayanan terbaik diprioritaskan
pada beban-beban yang dianggap vital dan sama sekali tidak
dikehendaki mengalami pemadaman, misalnya: instalasi militer, pusat
pelayanan komunikasi, rumah sakit, dll.
2). Kualitas Daya yang baik, antara lain meliputi:
- kapasitas daya yang memenuhi.
- tegangan yang selalu konstan dan nominal.
- frekuensi yang selalu konstan (untuk sistem AC).
Catatan: Tegangan nominal di sini dapat pula diartikan kerugian
tegangan yang terjadi pada saluran relatif kecil sekali.
3). Perluasan dan Penyebaran daerah beban yang dilayani
seimbang.
Lanjutan:
4). Fleksibel dalam pengembangan dan perluaan daerah
beban. Perencanaan sistem distribusi yang baik, tidak hanya
bertitik tolak pada kebutuhan beban sesaat, tetapi perlu
diperhatikan pula secara teliti mengenai pengembangan beban
yang harus dilayani, bukan saja dalam hal penambahan
kapasitas dayanya, tetapi juga dalam hal perluasan daerah
beban yang harus dilayani.
5). Kondisi dan Situasi Lingkungan. Faktor ini merupakan
pertimbangan dalam perencanaan untuk menentukan tipe-tipe
atau macam sistem distribusi mana yang sesuai untuk
lingkungan bersangkutan, misalnya tentang konduktornya,
konfigurasinya, tata letaknya, dsb. Termasuk pertimbangan
segi estetika (keindahan) nya.
6). Pertimbangan Ekonomis. Faktor ini menyangkut
perhitungan untung rugi ditinjau dari segi ekonomis, baik
secara komersiil maupun dalam rangka penghematan
anggaran yang tersedia.
Jaringan Sistem Distribusi Sekunder
• Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan
tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada
di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran
yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini
dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor
tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan
rendah yang langsung akan dihubungkan kepada
konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatanperalatan sbb:
1) Papan pembagi pada trafo distribusi,
2) Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder).
3) Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke
konsumen/pemakai)
4) Alat Pembatas dan pengukur daya (kWH. meter) serta fuse
atau pengaman pada pelanggan.
Komponen saluran distribusi sekunder seperti
ditunjukkan pada gambar berikut:
Tegangan Sistem Distribusi Sekunder
• Sebagai anggota, IEC (International
Electrotechnical Comission), Indonesia
memakai sistem tegangan 220/380 Volt