Transmission of Electrical Energy (Transmisi
advertisement
Transmission of Electrical Energy (Transmisi Tenaga Listrik) Oleh : Kelompok 11 Joko Pramono Montario Chandra Buwono Zamrudi Sistem Tenaga Listrik Secara Umum Terdiri dari : 1. Pusat Pembangkit g Listrik ((Power Plant)) Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik. 2. Transmisi Tenaga Listrik Merupakan proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik 3. Sistem Distribusi Merupakan subsistem tersendiri yang terdiri dari : Pusat Pengatur (Distribution C t lC Control Center, t DCC) DCC), saluran l ttegangan menengah h (6kV d dan 20kV 20kV, yang jjuga biasa disebut tegangan distribusi primer) yang merupakan saluran udara atau kabel tanah, gardu distribusi tegangan menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan trafo sampai dengan panel-panel distribusi tegangan rendah (380V, (380V 220V) yang menghasilkan tegangan kerja/ tegangan jala jalajala untuk industri dan konsumen. 4. Beban Merupakan pengguna/konsumer Listrik Sistem Tenaga Listrik Pengertian Transmisi Tenaga Listrik Dalam D l kkonteks t k pembahasan b h iini, i yang di dimaksud k d transmisi (penyaluran) adalah • penyaluran energi listrik listrik, sehingga mempunyai maksud proses dan cara • menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya, misalnya : - Dari pembangkit listrik ke gardu induk. - Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya. - Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan gardu distribusi. Ketentuan Dasar Sistem Tenaga Listrik 9Menyediakan 9M di k setiap ti waktu, kt ttenaga lilistrik t ik untuk keperluan konsumer. 9Menjaga kestabilan nilai tegangan, dimana tidak lebih toleransi ±10% 9Menjaga kestabilan frekuensi, dimana tidak lebih toleransi ±0,1Hz ±0 1Hz 9Harga yang tidak mahal (Efisien) 9Standar keamanan (safety) 9Respek p terhadap p lingkungan g g Transmisi Tenaga Listrik Diagram Blok Sistem Transmisi dan Distribusi Listrik Diagram dasar dari sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik • Terdiri dari stasiun pembangkit (generating station) • Transmission substation menyediakan servis untuk merubah dalam menaikan dan menurunkan tegangan pada saluran tegangan yang ditransmisikan serta meliputi regulasi tegangan. • Percabangan hubungan antar substation (i t (interconnecting ti substation) b t ti ) untuk t k pasokan k tenaga t listrik yang berbeda untuk keperluan pengguna konsumer • Distribution Substation, pada bagian ini merubah tegangan aliran listrik dari tegangan medium menjadi tegangan rendah dengan transformator step-down, step down, dimana memiliki tap otomatis dan memiliki kemampuan untuk regulator tegangan rendah. Tegangan Transmisi Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untukk transmisi i i yaitu i antara 11 115kV kV d dan 765 6 kV kV. • T Tegangan extra-tinggi t ti i (Extra (E t High Hi h V Voltage lt – EHV) : 345 345, 500 dan 765 kV. Voltage HV standard) : • Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV 115kV, 138kV, dan 230 kV • Untuk sistem distribusi, tegangan menengah yaitu antara 2,4kV dan 69kV. Umumnya antara 120V dan 69kV dan untuk tegangan rendah yaitu antara 120V sampai 600V IEEE Standard Board (September 4, 1975) Komponen Transmisi Listrik Saluran transmisi Tenaga Listrik terdiri atas : 1. konduktor 2 Isolator 2. I l t 3. Infrastruktur 3 ast u tu Tiang a g Penyangga e ya gga Konduktor Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan listrik yang ditransmisikan. Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan g g tinggi ini selalu tanpa pelindung/isolasi. Hanya menggunakan Isolasi Udara Jenis Konduktor yang dipakai - Tembaga (cu) - Alumunium (Al) - Baja (steel) Jenis yang sering dipakai adalah jenis alumunium dengan campuran baja baja. Komponen Transmisi Listrik Jenis-jenis penghantar Aluminium - AAC (All (All-Alumunium Al i C Conductor), d t ) yaitu it kkawatt penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium. ), yaitu y kawat - AAAC ((All-Alumunium-Alloyy Conductor), penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. - ACSR (Alumunium Conductor Conductor, Steel-Reinforced) Steel-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja. - ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu it kkawatt penghantar h t alumunium l i yang di diperkuat k t dengan logam campuran. Jenis yang sering digunakan adalah ACSR Gambar Kabel Penghantar Kabel AAAC Kabel AAC Kawatt K Aluminium Kawat Baja Kabel ACSR Isolator ¾ ¾ ¾ Isolator pada sistem transmisi tenaga listrik disni berfungsi untuk penahan bagian konduktor terhadap ground. Isolator disini bisanya terbuat dari bahan porseline, tetapi bahan gelas dan bahan isolasi sintetik juga sering digunakan disini. Bahan isolator harus memiiki resistansi yang tinggi untuk melindungi kebocoran arus dan memiliki ketebalan yang secukupnya (sesuai standar) untuk mencegah breakdown pada tekanan listrik tegangan tinggi sebagai pertahanan fungsi isolasi tersebut. Kondisi nya harus kuat terhadap goncangan apapun dan beban konduktor. Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau g gelas. Menurut p penggunaan gg dan konstruksinya, y , isolator diklasifikasikan menjadi: - isolator jenis pasak - isolator jenis pos-saluran - isolator jenis gantung isolator jenis pasak dan isolator jenis pos-saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tagangan kerja relatif rendah (kurang dari 22-33kV), sedangkan isolator jenis gantung dapat digandeng menjadi rentengan/rangkaian isolator yang jumlahnya dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Contoh Gambar Insulator Transmisi Infrastruktur Transmisi listrik Tiang Penyangga Saluran transmisi dapat berupa saluran udara dan saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan d lk udara d sebagai b i media di iisolasi l i antar t kkawatt penghantar. h t Dan untuk menyanggah/merentangkan kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya kawat-kawat sekitarnya, kawat kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara/tower. Antar menra/tower listrik dan kawat penghantar disekat oleh isolator. p saluran listrik yang y g Saluran Kabel bawah laut,, ini merupakan melewati medium bawah air (laut) karena transmisi antar pulau yang jaraknya dipisahkan oleh lautan. Konstruksi Saluran Transmisi Berdasarkan pemasangannya pemasangannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua kategori, yaitu : 1 Saluran Udara (Overhead Lines) 1. Lines), saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antara menara atau tiang transmisi. 2. Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang p didalam tanah. dipendam 3. Saluran bawah Laut Saluran transmisi listrik yang di bangun di dalam laut laut. Contoh Gambar infrastruktur transmisi Listrik Jenis-Jenis Jenis Jenis Tower Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4 yaitu; ¾ Lattice tower ¾ Tubular steel pole ¾ Concrete pole ¾ Wooden pole Steel Pole dan Lattice Tower 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 21 Jenis Jenis Tower Jenis-Jenis Menurut Fungsinya Tower dibagi atas 7 macam : 1. Dead end Tower 2. Section Tower 3. Suspension Tower 4. Tension Tower 5. Transposision Tower 6 Gantry Tower 6. 7. Combined Tower 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 22 Tabel Tower 150 Kv 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 23 Tabel Tower 150 Kv 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 24 Bagian Bagian Tower Bagian-Bagian Pondasi P d i adalah Pondasi d l h kkonstruksi t k ib beton t b bertulang t l untuk mengikat kaki tower (stub) dengan bumi. Jenis pondasi tower beragam menurut kondisi tanah tempat tapak tower berada dan beban yyang g akan ditanggung gg g oleh tower. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 25 Jenis Jenis Pondasi Jenis-Jenis P Pondasi d iN Normall Normal dipilih untuk daerah yang dinilai cukup keras 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 26 Jenis-Jenis Pondasi Spesial: Pancang ( fabrication dan cassing) dipilh untuk daerah yang gg harus lembek/tidak keras sehingga diupayakan mencapai tanah keras. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 27 Gambar Pondasi Tower Pancang/ Spesial 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 28 Jenis Jenis Pondasi Jenis-Jenis Raft dipilih untuk daerah berawa / berair g dipilh p karena mudah p pengerjaannya g j y Auger dengan mengebor dan mengisinya dengan semen Rock: drilled dipilih untuk daerah berbatuan 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 29 Bagian bagian Tower Bagian-bagian S Stub: b Stub adalah bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan dengan g p pemasangan g p pondasi dan diikat menyatu y dengan pondasi. Bagian atas stub muncul dipermukaan tanah sekitar 0,5 sampai 1 meter dan dilindungi semen serta dicat agar tidak mudah berkarat. berkarat 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 30 Bagian Bagian Tower Bagian-Bagian Leg. Leg adalah kaki tower yang terhubung antara stub dengan body tower Pada tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau tower. pengurangan tinggi leg. Sedangkan body harus tetap sama tinggi permukaannya. Pengurangan leg ditandai: -1; -2; -3 Penambahan l dit leg ditandai: d i +1 +1; +2 +2; +3 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 31 Gambar Leg Extention kaki Tower 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 32 Bagian Bagian Tower Bagian-Bagian Common Body. Common body adalah badan tower bagian bawah yang t h b terhubung antara t leg l d dengan b badan d ttower b bagian i atas t ((super structure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakukan dengan pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan. pengurangan Super structure Super structure adalah badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta tidak dikenal istilah super structure namun digantikan dengan “K” frame dan bridge. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 33 Bagian-bagian Bagian bagian Tower Cross arm Cross arm adalah bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. K frame K frame adalah bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun cross arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri. Bridge Bridge adalah penghubung antara cross arm kiri dan cross arm tengah. Pada tengah-tengah bridge terdapat kawat penghantar fasa tengah. Bridge tidak dikenal di tower jenis pyramida 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 34 Bagian-bagian Bagian bagian Tower R Rambu b ttanda d b bahaya. h Rambu tanda bahaya berfungsi untuk memberi peringatan bahwa instalasi SUTT/SUTETI mempunyai resiko bahaya. Rambu ini bergambar petir dan tulisan AWAS BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 35 Bagian-bagian Bagian bagian Tower Anti Climbing Device (ACD) ACD disebut juga penghalang panjat berfungsi untuk menghalangi orang yang tidak berkepentingan untuk naik tower. ACD dibuat runcing, b j k 10 cm d berjarak dengan yang llainnya i d dan di dipasang di setiap ti kkaki ki ttower dibawah Rambu tanda bahaya. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 36 Bagian-bagian Bagian bagian Tower Step bolt Step bolt adalah baut yang dipasang dari atas ACD ke sepanjang p j g badan tower hingga gg super p structure dan arm kawat petir. Berfungsi untuk pijakan petugas sewaktu naik maupun turun dari tower. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 37 Bagian-bagian Bagian bagian Tower Halaman tower Halaman tower adalah daerah tapak tower yang luasnya diukur dari proyeksi p y keatas tanah g galian p pondasi. Biasanya y antara 3 hingga gg 8 meter di luar stub tergantung pada jenis tower. 5/18/2010 ThepowerpointTemplates.com 38 klasifikasi tegangan transmisi listrik 1 1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV 200kV 500kV 2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kV 3. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kV 4. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6kV 6kV-30kV 30kV 5. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6kV-20kV 6. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) 40V-1000V 7. Saluran Udara Tegangan g g Rendah ((SUTR)) 40V-1000V 8. Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) 40V-1000V Jenis saluran transmisi dapat dibagi j : menjadi ¾Transmisi Listrik Arus Bolak-balik (AC) ¾T ¾Transmisi i i Li Listrik t ik Arus A Searah S h (DC) Cara penyaluran Tenaga Listrik arus bolak-balik • Fasa tunggal, dua kawat • Fasa-tiga, tiga kawat • Fasa-tiga, empat kawat Pada transmisi tegangan tinggi digunakan sistem saluran 3 fasa, untuk efisiensi. Selain karena Keluaran Kel aran dari generator berupa ber pa tiga fasa, fasa setiap fasa mempunyai sudut pergerseran fasa 120º. Pada SUTT dikenal fasa R; S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah. Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar kawat fasa maupun kawat berkas disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terlalu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTET) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat berkas mempengaruhi besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik berisik. Untuk saluran HVDC, Penyaluran tenaga listrik dengan sistem arus searah baru dianggap ekonomis bila panjang saluran udara lebih panjang j g dari 50 km. dari 640 km atau saluran bawah tanah lebih p Saluran S l T Transmisi i id dengan menggunakan k sistem arus bolak-balik tiga fasa merupakan k sistem i t yang banyak b k digunakan, mengingat kelebihan sebagai b ik t : berikut 9Mudah pembangkitannya p g y 9Mudah pengubahan tegangannya 9Dapat menghasilkan medan magnet putar 9Dengan sistem tiga fasa, daya yang di l k llebih disalurkan bih b besar d dan nilai il i sesaatnya t konstan Konfigurasi Jaringan Transmisi Perlengkapan Gardu Transmisi 1 1. Busbar atau Rel Rel, Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo trafo-trafo trafo tenaga tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. 2 2. Ligthning Arrester, Arrester biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge). 3 3. Transformator T f t instrument i t t atau t Transformator T f t ukur, k U t k proses pengukuran. Untuk k Antara lain : - Transformator Tegangan, adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, indikator relai dan alat sinkronisasi. sinkronisasi - Transformator arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi. proteksi - Transformator Bantu (Auxilliary Transformator), trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. 4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS), Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. 5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB), Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). 6. Sakelar Pentanahan, Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan/mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. sistem 7. Kompensator, alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator. SVC (Static (Stat c Var a Co Compensator) pe sato ) be berfungsi u gs sebaga sebagai pe pemelihara e a a kestabilan estab a 8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi, (Supervisory Control And Data Acquisition) berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya. h 9. Rele Proteksi, alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan Komponen Pengaman • • Komponen pengaman (pelindung) pada transmisi tenaga listrik memiliki fungsi sangat penting Komponen pengaman pada saluran udara transmisi tegangan tinggi, antara lain : - Kawat tanah, grounding dan perlengkapannya, dipasang di sepanjang jalur SUTT. Berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung. - Pentanahan tiang, tiang Untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah (ground wire) akibat terjadinya sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT. - Jaringan J i pengaman, berfungsi b f i untuk k pengaman SUTT dari d i gangguan yang dapat membahayakan SUTT tersebut dari lalu lintas yang berada di bawahnya yang tingginya melebihi tinggi yang dizinkan - Bola pengaman, dipasang sebagai tanda pada SUTT, untuk pengaman lalu lintas udara Gangguan sistem tenaga listrik Pada P d d dasarnya suatu t sistem i t ttenaga listrik li t ik h harus d dapatt beroperasi secara terus-menerus secara normal, tanpa terjadi j g gangguan. gg Akan tetapi p g gangguan gg p pada sistem tenaga listrik tidak dapat dihindari. Gangguan dapat disebabkan oleh beberapa hal berikut : ¾ Gangguan G karena k kesalahan k l h manusia i (k (kelalaian) l l i ) ¾ Gangguan dari dalam sistem, misalnya karena faktor ketuaan arus lebih, ketuaan, lebih tegangan lebih sehingga merusak isolasi peralatan. ¾ Gangguan gg dari luar, biasanya y karena faktor alam. Contohnya cuaca, gempa, petir, banjir, binatang, pohon dan lain-lain. Jenis-jenis gangguan ¾ ¾ ¾ ¾ JJenis i gangguan bil bila diti ditinjau j d darii sifat if t d dan penyebabnya b b dapat dikelompokkan sebagai berikut : Beban lebih, lebih ini disebabkan karena memang keadaan pembangkit yang kurangdari kebutuhan bebannya. Hubung g singkat, g jjika kualitas isolasi tidak memenuhi syarat, yang mungkin disebabkan faktor umur, mekanis, dan daya isolasi bahan isolator tersebut. Tegangan lebih, lebih yang membahayakan isolasi peralatan di gardu. Gangguan stabilitas, karena hubung singkat yang terlalu lama. TERIMA KASIH Daftar Referensi • • • • • • • William.D.Stevenson, illi S Analisis li i Sistem Si Tenaga T Listrik, i ik Edisi di i 4 Aslimeri,dkk, Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 2 http://www elektroindonesia com/elektro/ener33a html http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener33a.html http://dunia-listrik.blogspot.com/ www.google.co.id searching “Transmisi Tenaga Listrik” http://my.opera.com/rommye/blog/show.dml/6820871 http://image.made-inchina com/2f0j00TMnaDQOJCtiN/Conductor jpg china.com/2f0j00TMnaDQOJCtiN/Conductor.jpg • http://www.myinsulators.com/acw/bookref/insulator/cotto n-fig10.11.jpg • http://www.djlpe.esdm.go.id
