BAB II SALURAN DISTRIBUSI

BAB II
SALURAN DISTRIBUSI
2.1 Umum
Jaringan distribusi adalah salah satu bagian dari sistem penyaluran tenaga
listrik dari pembangkit listrik ke konsumen. Secara umum, sistem penyaluran
tenaga listrik dari sumber tenaga menuju konsumen terbagi atas sumber tenaga
(generator), saluran transmisi, saluran distribusi primer, saluran distribusi
sekunder, dan konsumen. Gambar 2.1 menunjukkan sistem yang terdiri dari
pembangkit, saluran transmisi, dan saluran distribusi.
Gambar 2.1 Sistem Pembangkit Tenaga Listrik, Saluran Transmisi, dan Saluran Distribusi
Generator adalah mesin yang mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik. Kapasitas daya listrik yang dihasilkan bergantung pada jenis generator.
Tegangan keluaran generator juga bervariasi, bergantung pada spesifikasi
generator. Generator berskala besar biasanya memiliki keluaran 11 atau 18 kV.
Saluran Distribusi
Generator berskala industri biasanya memiliki keluaran 2,4 sampai 13,8 kV.
Frekuensi tegangan generator dapat bernilai 50 atau 60 Hz, tergantung
penggunaan generator. Generator dengan frekuensi tegangan yang lebih tinggi
juga tersedia untuk penggunaan tertentu.
Saluran
transmisi
adalah
saluran
yang
menghubungkan
bagian
pembangkitan dengan bagian distribusi. Saluran transmisi dibatasi oleh
transformer step-up pada sisi pembangkitan dan transformer step-down pada sisi
distribusi. Tegangan standar yang digunakan dalam saluran transmisi adalah 70
kV, 150 kV, dan 500 kV. Saluran transmisi untuk jarak yang jauh dengan daya
besar semakin ekonomis pada tegangan yang makin tinggi. Penggunaan tegangan
yang semakin tinggi berdampak pada penurunan nilai arus sehingga rugi-rugi
konduktor akan mengecil. Selain itu, arus yang kecil juga berdampak dengan
mengecilnya ukuran konduktor yang digunakan.
Saluran distribusi adalah saluran terakhir yang menghubungkan pembangkit
dengan konsumen. Saluran sistribusi terbagi menjadi dua, yaitu saluran distribusi
primer dan saluran distribusi sekunder. Saluran distribusi primer adalah saluran
yang menghubungkan saluran transmisi dengan trafo beban. Tegangan standar
yang digunakan pada saluran distribusi primer adalah 6 kV, 20 kV, dan 33 kV.
Saluran distribusi sekunder adalah saluran yang menghubungkan saluran
distribusi primer ke beban. Tegangan yang digunakan 110 V dan 220 V.
2.2 Jenis Jaringan Distribusi Primer
Saluran distribusi primer memiliki beberapa tipe jaringan. Beberapa di
antaranya digambarkan pada Gambar 2.2.
a. Penyulang paralel
Saluran tipe ini menghubungkan sumber dengan beban atau pusat beban
dengan dua atau lebih saluran, yang membentuk hubungan paralel. Saluran tipe ini
memiliki keuntungan dalam hal perawatan dan perbaikan. Perawatan dan
perbaikan saluran tidak akan mengganggu aliran daya dari sumber ke beban.
Laporan Tugas Akhir
6
Angki Putra K /13203176
Saluran Distribusi
Gambar 2.2 Beberapa tipe jaringan saluran distribusi primer
b. Penyulang Loop
Saluran tipe ini ditandai dengan terhubungnya bagian ujung saluran dengan
sumber yang menyuplai pangkal saluran. Saluran ini dapat memberi daya kepada
beban yang berada di antara pangkal dan ujung saluran dari dua arah. Setiap
beban dapat dilayani dari kedua arah sehingga memungkinkan pengisolasian suatu
segmen tanpa menyebabkan pemadaman pada segmen lain. Sistem loop ini dapat
difungsikan pada normally closed atau normally open. Kebanyakan sistem loop
difungsikan pada kondisi normally open pada suatu segmen yang berfungsi
sebagai switch. Pengoperasian saluran loop pada normally open sama dengan dua
saluran radial.
Laporan Tugas Akhir
7
Angki Putra K /13203176
Saluran Distribusi
c. Penyulang radial
Saluran tipe ini menghubungkan sumber dengan beban menggunakan satu
saluran. Tidak seperti pada jaringan loop, arah aliran daya pada jaringan radial
hanya satu arah. Keuntungan sistem ini adalah sederhana, murah, dan dapat
diproteksi dengan mudah.
d. Penyulang tie
Fungsi utama saluran tipe ini adalah menghubungkan dua sumber dengan
tujuan menyediakan kontinuitas aliran daya pada beban-beban yang dilayani
sumber-sumber tersebut.
2.3 Pentanahan titik netral
Berdasarkan cara pentanahan titik netral, sistem distribusi dapat dibagi
menjadi empat.
a. Tanpa pentanahan
Arus gangguan tanah pada sistem ini bernilai sangat rendah yang
menyebabkan kerusakan peralatan akibat gangguan menjadi kecil. Keuntungan
sistem tanpa pentanahan ini adalah area yang mengalami gangguan tidak perlu
diisolasi dengan cepat. Dengan keuntungan ini, sistem tanpa pentanahan sering
digunakan pada industri dimana kontinuitas aliran daya menjadi sangat penting.
Namun, sistem tanpa pentanahan memiliki kekurangan dalam hal tegangan
lebih. Tegangan lebih transient dari sistem ini bernilai besar dan berbahaya
terhadap peralatan dan manusia. Akibatnya sistem ini sangat tidak direkomendasi
walau masih sering digunakan.
b. Pentanahan dengan impedansi tinggi
Pentanahan dengan inpedansi tinggi dibagi dua, yaitu pentanahan resonant
dan pentanahan dengan resistansi tinggi. Pentanahan resonant disebut juga
pentanahan dengan Petersen coil. Kapasitansi total dari sistem diimbangi oleh
induktansi yang dihubungkan antara titik netral sistem dan ground. Apabila
induktansi tersebut bernilai sama persis dengan kapasitansi sistem maka nilai arus
gangguan tanah akan menjadi nol. Jika sistem ini digunakan pada jaringan
Laporan Tugas Akhir
8
Angki Putra K /13203176
Saluran Distribusi
distribusi, sering timbul kesulitan dalam menentukan nilai yang cocok karena
perubahan dan switching sistem. Sistem ini lebih sering dipakai untuk proteksi
generator karena jaraknya yang pendek dan nilai kapasitansi sistem yang tetap.
Pentanahan dengan resistansi tinggi dilakukan dengan menggunakan resistor
yang bernilai sama atau mendekati nilai kapasitansi sistem. Arus gangguan pada
sistem ini bernilai kecil yaitu sekitar 1 – 10 A sehingga akan meminimalkan
akibat gangguan. Tegangan lebih transient akibat gangguan juga tidak terlalu
besar, yaitu kurang dari 2,5 kali tegangan fasa tanah.
c. Pentanahan dengan impedansi rendah
Pentanahan dengan impedansi rendah digunakan untuk membatasi arus
gangguan tanah menjadi 50 sampai 600 A. Sistem pentanahan ini juga lebih
hemat dari segi biaya karena dapat menggunakan sistem insulasi fasa tanah dari
peralatan karena tegangan fasa yang tidak terganggu tidak meningkat signifikan
akibat gangguan tanah. Aplikasi pentanahan ini dilakukan dengan pamasangan
reaktor atau tahanan pada titik netral sistem
d. Pentanahan langsung
Pentanahan langsung atau disebut juga pentanahan efektif dilakukan dengan
cara menghubungkan titik netral sistem langsung ke tanah. Arus gangguan tanah
pada sistem ini sangat bervariasi, dari nilai yang sangat kecil sampai nilai yang
sangat besar melebihi arus gangguan tiga fasa. Besar arus gangguan bergantung
pada konfigurasi sistem tenaga, lokasi gangguan, dan resistansi gangguan. Nilai
arus gangguan bervariasi terhadap lokasi gangguan memberikan kemudahan
dalam mendeteksi letak gangguan dan mengisolasi area yang terganggu.
Laporan Tugas Akhir
9
Angki Putra K /13203176