Paper Dasar Tenaga Listrik Distribusi Listrik Tegangan Menengah

PAPER DASAR TENAGA LISTRIK DISTRIBUSI LISTRIK TEGANGAN

MENENGAH

NAMA : REZKY AMALIA HAMKA

NIM : D41115017

KELAS : ELEKTRO A

TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2015

PENDAHULUAN

Pusat tenaga listrik umumnya terletak jauh dari pusat bebannya. Energi listrik

yang dihasilkan pusat pembangkitan disalurkan melalui jaringan transmisi. Tegangan

generator pembangkit relatif rendah (6 kV – 24 kV). Maka tegangan ini dinaikkan

dengan transformator daya ke tegangan yang lebih tinggi antara 150 kV – 500 kV.

Tujuan peningkatan tegangan ini, selain mempebesar daya hantar dari saluran

(berbanding lurus dengan kuadrat tegangan), juga untuk memperkecil rugi daya dan

susut tegangan pada saluran transmisi. Penurunan tegangan dari jaringan tegangan

tinggi/ekstra tinggi sebelum ke konsumen dilakukan dua kali. Yang pertama

dilakukan di gardu induk (GI), menurunkan tegangan dari 500 kV ke 150 kV atau

dari 150 kV ke 70 kV. Yang kedua dilakukan pada gardu induk distribusi dari 150 kV

ke 20 kV atau dari 70 kV ke 20kV.

Saluran listrik dari sumber pembangkit tenaga listrik sampai transformator

terakhir, sering disebut juga sebagai saluran transmisi, sedangkan dari transformator

terakhir, sampai konsumen terakhir disebut saluran distribusi atau saluran primer.

Ada dua macam saluran transmisi/distribusi yaitu saluran udara (overhead lines) dan

saluran kabel bawah tanah (underground cable). Kedua cara penyaluran tersebut

masing-masing mempunyai keuntungan dan kerugian. Dari segi estetik, saluran

bawah tanah lebih disukai dan juga tidak mudah terganggu oleh cuaca buruk: hujan,

petir, angin, dan sebagainya namun saluran bawah tanah jauh lebih mahal dibanding

saluran udara,tetapi saluran bawah tanah tidak cocok untuk daerah rawan banjir

karena bila terjadi gangguan akan berbahaya.

SISTEM TEGANGAN

Dalam dunia sehari-hari kita sangat sering mendengar kata low, medium, dan

high voltage. Namun, tidak semua mengetahui batasan pasti antara kelas-kelas

tegangan tersebut. Berbagai referensi pun terkadang memberikan batasan yang

berbeda. Pada artikel ini Penulis mencoba memberikan batas kelas tegangan yang

telah umum dipakai di dunia industri yang merujuk pada standart internasional IEEE

Std 141. Adapun kelas tegangan tersebut adalah :

Tegangan Rendah (Low Voltage)

Tegangan yang memiliki besar kurang dari 1000 V atau 1kV (V < 1 kV). Kelas

tegangan ini biasanya digunakan untuk menyuplai peralatan utilisasi.

Tegangan Menengah (Medium Voltage)

Tegangan yang memiliki besar lebih dari sama dengan 1000 V atau

1kV hingga kurang dari 100.000 V atau 100 kV(1 kV ≤ V < 100 kV). Kelas

tegangan ini biasa digunakan untuk saluran subtranmisi dan distribusi utama.

Tegangan pada besaran sekitar 13.800 V ke bawah juga sering digunakan

untuk menyuplai motor-motor listrik berskala besar.

Tegangan Tinggi (High Voltage)

Tegangan yang memiliki besar lebih dari sama dengan 100.000 V atau

100 kV hingga kurang dari 230.000 V atau 230 kV(100 kV ≤ V < 230 kV).

Jenis kelas ini digunakan untuk menyalurkan energi listrik dalam jumlah besar

antar transmisi substation.

Tegangan Ekstra Tinggi / Ultra Tinggi (Extra High Voltage)

Tegangan yang memiliki besar lebih dari sama dengan 230 kV (V ≥

230 kV). Pada dunia sehari-hari kita sering mendengar saluran transmisi PLN

yang disebut SUTET (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi). SUTET

adalah jenis kelas ini. Kelas ini juga menjadi saluran transmisi yang biasa

digunakan untuk mentransmisikan listrik dalam jumlah yang sangat besar dan

biasanya berjarak cukup jauh antara tempat pembangkitan dan tempat

bebannya.

Walaupun kelas-kelas tegangan telah terbagi seperti yang tertera di atas, pada

dunia industri sistem tegangan yang digunakan bukanlah sembarang. Misalnya, kita

akan susah menemukan sistem dengan tegangan 1. 750 V karena dengan sistem

tegangan tersebut kita akan susah untuk mendapatkan trafo, Circuit Breaker atau

peralatan listrik lain kecuali dengan pemesanan khusus (yang tentunya sangat

berimbas pada harga yang tinggi). Ini sama halnya dengan kita membeli mobil

dengan spesifikasi khusus yang berbeda dengan mobil lain sehingga supplier harus

membuatkan khusus untuk kita. Oleh karena itu, dibuatlah standard untuk tegangan

yang dipakai pada dunia industri. Berikut adalah klasifikasi tegangan berdasarkan

standart IEEE Std 141.

SISTEM JARINGAN DISTRIBUSI

Ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenaga listrik, yaitu:

Pembangkitan, Penyaluran (transmisi) dan distribusi seperti pada gambar berikut :

Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik

Tegangan sistem distribusi dapat dikelompokan menjadi 2 bagian besar, yaitu

distribusi primer (20kV) dan distribusi sekunder (380/220V). Jaringan distribusi

20kV sering disebut Sistem Distribusi Tegangan Menengah dan jaringan distribusi

380/220V sering disebut jaringan distribusi sekunder atau disebut Jaringan Tegangan

Rendah 380/220V.

LISTRIK PADA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH (MV)

Istilah tegangan menengah umumnya digunakan untuk sistem distribusi

dengan tegangan di atas 1 kV dan umumnya diterapkan sampai dengan 52 kV Untuk

teknis dan alasan ekonomi, tegangan nominal jaringan distribusi tegangan menengah

jarang melebihi 35 kV. Jaringan yang beroperasi pada 1000 V atau kurang disebut

sebagai jaringan tegangan rendah (LV), sementara jaringan yang membutuhkan

sebuah transformator step-down untuk jaringan tegangan rendah (LV) disebut

jaringan tegangan menengah (MV).

Karakteristik Listrik Pada Jaringan Tegangan Menengah

Karakteristik jaringan MV menentukan alat switching yang digunakan dalam

MV atau gardu MV/LV dan spesifik untuk masing-masing negara.Karakteristik ini

penting ketika menerjemahkan dan menerapkan koneksi.

Klasifikasi Jaringan Distribusi Tegangan Menengah (MV) Menurut

Strukturnya

Koneksi ke jaringan radial MV: layanan Single-line

Sistem distribusi dengan pola Radial seperti gambar adalah sistem

distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat

sebuah feeder yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial. Dalam

feeder tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu

distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam

bangunan beton atau diletakkan diatas tiang. Keuntungan dari system ini

adalah system ini tidak rumit dan lebih murah dibanding dengan sistem yang

lain. Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan system

lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur

utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut

mengalami gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam.

Jaringan radial ini mempunyai beberapa keunggulan diantaranya

adalah :

Pengontrolan tegangan lebih murah

Sedikit biaya pembuatan

Gangguan lebih mudah diketahui

Sedikit gangguan arus pada banyak rangkaian

Lebih mudah di prediksi

Konfigurasi Jaringan Radial

Koneksi ke loop MV: Layanan Ring-main

Gardu memiliki tiga unit modular tegangan menengah atau cincin

utama yang memiliki beberapa fungsi berikut:

2 panel masuk, masing-masing dengan saklar pemutus beban. Ini adalah

bagian dari loop dan terhubung ke busbar

1 transformator pengumpan terhubung ke busbar tersebut. Perlindungan

umum disediakan oleh switch pemutus beban,gabungan pemutus

beban/isolasitor switching atau pemutus sirkuit.

Jaringan Spindel

Sistem Spindel seperti pada gambar adalah suatu pola kombinasi

jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa feeder yang

tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada

sebuah Gardu Hubung (GH). Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari

beberapa feeder aktif dan sebuah feeder cadangan (express) yang akan

dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada

jaringan tegangan menengah (MV) yang menggunakan kabel tanah/saluran

kabel tanah tegangan menengah. Namun pada pengoperasiannya, sistem

Spindel berfungsi sebagai system Radial. Di dalam sebuah feeder aktif terdiri

dari gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada

konsumen baik konsumen tegangan rendah (LV) atau tegangan menengah

(MV).

Konfigurasi Jaringan Spindel

Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)

Sistem distribusi Tie Line seperti gambar digunakan untuk pelanggan

penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain).

Konfigurasi jaringan hantaran penghubung

Sistem ini memiliki minimal dua feeder sekaligus dengan tambahan

Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap feeder

terkoneksi ke gardu pelanggan khusus tersebut sehingga bila salah satu feeder

mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke feeder lain.

Beberapa Masalah Praktis Tentang Jaringan Distribusi MV

Jaringan Overhead

Kondisi cuaca seperti angin dan es dapat membawa kabel ke dalam

kontak dan menyebabkan sirkuit pendek sementara (sebagai lawan permanen).

Bahan isolasi keramik atau kaca dapat rusak oleh puing-puing yang terbawa

angin atau senjata api yang dibuang sembarangan. Korslet ke bumi juga dapat

terjadi ketika bahan isolasi menjadi sangat kotor. Misalnya, bahan isolasi yang

rusak dapat terus berfungsi terdeteksi di lingkungan yang kering, meskipun

hujan deras mungkin akan menyebabkan flashover (sirkuit pendek

bertegangan tinggi) ke bumi (misalnya melalui struktur logam).

Jaringan Underground

Kesalahan kabel pada jaringan bawah tanah kadang-kadang dapat

disebabkan oleh kotak kabel yang diatur dengan buruk atau kabel diletakkan

dengan buruk. Untuk sebagian besar, bagaimanapun, kesalahan adalah hasil

dari kerusakan yang disebabkan oleh alat-alat seperti kapak dan alat bor atau

oleh tanaman pengerukan yang digunakan oleh publik lainnya.Kesalahan

isolasi kadang-kadang terjadi di kotak koneksi sebagai akibat dari tegangan

lebih, khususnya pada lokasi di mana jaringan MV terhubung ke jaringan

kabel bawah tanah. Dalam kasus tersebut, tegangan biasanya disebabkan oleh

kondisi atmosfer, dan efek pantulan gelombang elektromagnetik di box

junction (di mana sirkuit impedansi berubah dengan tajam) dapat

menghasilkan tegangan pada kotak kabel isolasi yang cukup sehingga

kesalahan terjadi.Peralatan untuk melindungi terhadap tegangan lebih, seperti

penangkal petir, sering dipasang di lokasi jaringan kabel.Jaringan bawah tanah

ini memiliki kerugian yang lebih kecil dibandingkan dengan jaringan

overhead, tetapi mereka yang melakukan terjadi adalah selalu tetap dan

memakan waktu lebih lama untuk mencari dan resolve.In hal kesalahan yang

mempengaruhi MV kabel lingkaran, pasokan dapat dengan cepat

dikembalikan ke pengguna setelah segmen kabel di mana kesalahan telah

terjadi.Dikatakan bahwa , jika kesalahan terjadi pada pengumpan untuk

pasokan radial, dapat memakan waktu beberapa jam untuk mencari dan

menyelesaikan masalah tersebut, dan semua pengguna terhubung dalam

susunan cabang jaringan ini akan terkena dampaknya.Dalam kasus ini di mana

kontinuitas layanan penting untuk semua atau sebagian dari instalasi yang

bersangkutan, penyediaan harus dibuat untuk suplai tambahan.

Remote control dan monitoring untuk jaringan MV

Remote control dan pemantauan feeder MV memungkinkan untuk

mengurangi hilangnya pasokan listrik akibat kesalahan kabel dengan

mendukung secara cepat dan efektif rekonfigurasi loop. Fasilitas ini

bergantung pada switching dengan kontrol listrik yang dilengkapi pada

sejumlah gardu dalam loop dan terkait dengan memodifikasi unit remote

control. Semua stasiun yang berisi peralatan ini telah dapat menerima pasokan

listrik dalam jarak jauh, sedangkan stasiun lainnya akan membutuhkan operasi

manual tambahan.

Nilai earth fault current untuk power supply MV

Nilai-nilai arus gangguan bumi pada jaringan distribusi tergantung

pada pembumian sistem gardu MV ini (atau sistem pembumian netral).

Mereka harus dibatasi untuk mengurangi dampaknya terhadap jaringan dan

membatasi kemungkinan peningkatan potensial pada frame gardu pengguna

yang disebabkan oleh kopling switch bumi (jaringan overhead), dan untuk

mengurangi flashover dengan sirkuit stasiun LV mampu menghasilkan tingkat

berbahaya di instalasi jaringan tegangan rendah.Dimana jaringan memiliki

elemen overhead dan bawah tanah, peningkatan nilai kapasitansi kabel

pembumian dapat menyebabkan nilai arus gangguan bumi meningkat dan

memerlukan langkah-langkah untuk mengimbangi fenomena ini. Impedansi

pembumian kemudian akan melibatkan reaktansi (resistor secara paralel

dengan induktor) sejalan dengan tingkat kebocoran: sistem pembumian netral

dikompensasi. Impedansi kompensasi memungkinkan untuk kedua:

Nilai arus earth fault saat ini, terlepas dari jumlah kabel dalam jaringan, dan

Menghilangkan sementara sebagian dan semi permanen kesalahan fase

tunggal secara alami dengan memfasilitasi perbaikan diri, sehingga

menghindari banyak kerugian jangka pendek

GARDU INDUK

Gardu induk di sebut juga gardu unit pusat beban yang merupakan gabungan

dari transformer dan rangkaian switchgear yang tergabung dalamsatu kesatuan

melalui sistem kontrol yang saling mendukung untuk keperluan operasional. Pada

dasarnya gardu induk bekerja mengubahtegangan yang dibangkitkan oleh pusat

pembangkit tenaga listrik menjaditenaga listrik menjadi tegangan tinggi atau

tegangan transmisi dansebaliknya mengubah tegangan menengah atau tegangan

distribusi.

Gardu Induk juga merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi)

tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem penyaluran (transmisi).

Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik. Berarti, gardu

induk merupakan sub-sub sistem dari sistem tenaga listrik. Sebagai sub sistem dari

sistem penyaluran (transmisi), gardu induk mempunyai peranan penting, dalam

pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem penyaluran (transmisi) secara

keseluruhan. Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainnya melalui tegangan tinggi

dan gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah.

Fungsi Gardu Induk

Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi) tenaga

listrik, atau merupakan satu kesatuan dari system penyaluran (transmisi).  Penyaluran

(transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik.

Fungsi gardu induk secara umum :

a.       Mentransformasikan daya listrik :

1.     Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 KV/150

KV).

2.      Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150 KV/ 70

KV).

3.      Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150 KV/ 20 KV, 70

KV/20 KV).

4.      Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50/60 Hertz).

b.      Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari system tenaga

listrik.

c.       Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui

tegangan tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui

proses penurunan tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder-feeder)

tegangan menengah yang ada di gardu induk. 

d.      Untuk sarana telekomunikasi yang kita kenal dengan istilah SCADA.

e.       Menyalurkan tenaga listrik (kVA, MVA) sesuai dengan kebutuhan pada

tegangan tertentu. Daya listrik dapat berasal dari Pembangkit atau dari gardu

induk lain.

Klasifikasi Gardu Induk

Gardu  induk dapat diklasifikasikan menjadi beberapa  macam menurut dari

segi fungsi, segi pemasangan, dll. Berikut adalah jenis-jenis dari gardu induk :

Gardu induk (substations) berdasarkan dari  pemasangan peralatan dapat

diklasifikasikan menjadi bebarapa jenis, antara lain :

a.      Gardu Induk Pasang Luar (outdoor substation)

Gardu induk jenis pasangan luar terdiri dari peralatan tegangan tinggi

pasangan luar. Pasangan luar yang dimaksud adalah diluar gedung atau

bangunan. Walaupun ada beberapa peralatan yang lain berada di dalam

gedung, seperti peralatan panel kontrol, meja penghubung (switch board) dan

baterai. Gardu Induk jenis ini ini memerlukan tanah yang begitu luas namun

biaya kontruksinya lebih murah dan pendinginannya murah.

b.      Gardu Induk Pasangan Dalam (indoor substation)

Disebut Gardu induk pasangan dalam karena sebagian besar 

peralatannya berada dalam suatu bangunan. Peralatan ini sepertihalnya pada

gardu induk pasangan luar. Dari transformator utama, rangkaian switchgear

dan panel kontrol serta batere semuanya. Jenis pasangan dalam ini dipakai

untuk menjaga keselarasan dengan daerah sekitarnya dan untuk menghindari

bahaya kebakaran dan gangguan suara.

c.       Gardu Induk Semi-Pasangan Luar (semi-out door  substation)

Sebagian peralatan tegangan tingginya terpasang di dalam gedung dan

yang lainnya dipasang diluar dengan mempertimbangkan situasi dan kondisi

lingkungan. Karena konstruksi yang berimbang antara pasangan dalam

dengan pasangan luar inilah tipe gardu induk ini disebut juga gardu induk

semi pasangan dalam.

d.      Gardu Induk Pasangan Bawah Tanah (underground substation)

Sesuai dengan namanya, gardu induk pasangan bawah tanah hampir

semua peralatanya terpasang dalam bangunan bawah tanah. Hanya alat

pendinginan biasanya berada diatas tanah, dan peralatan-peralatan yang tidak

memungkinkan untuk ditempatkan di bangunan bawah tanah. Gardu induk

jenis ini umumnya berada dipusat kota, karena tanah yang tidak memadai.

Gardu induk (substations) berdasarkan dari  tegangan dapat diklasifikasikan

menjadi bebarapa jenis, antara lain :

a.        Gardu induk transmisi

Yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran transmisi untuk

kemudian   menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota, dan sebagainya).

Gardu induk transmisi yang ada adalah tegangan tinggi 150 KV dan tegangan

tinggi 30 KV.

b.     Gardu induk distribusi

Yaitu gardu induk yang menerima tenaga dari gardu induk transmisi

dengan menurunkan tegangannya melalui transformator tenaga menjadi

tegangan menengah (20 KV, 12 KV atau 6 KV) untuk kemudian tegangan

tersebut diturunkan kembali menjadi tegangan rendah (127/220 V atau

220/380 V) sesuai dengan kebutuhan.

Gardu induk (substations) berdasarkan dari  fungsinya dapat diklasifikasikan

menjadi bebarapa jenis, antara lain :

a.        Gardu Induk Penaik Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan,

yaitu tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan sistem.

Gardu Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik. Karena output

voltage yang dihasilkan pembangkit listrik kecil dan harus disalurkan pada

jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan efisiensi, tegangannya dinaikkan

menjadi tegangan ekstra tinggi atau tegangan tinggi.

b.        Gardu Induk Penurun Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan tegangan,

dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih rendah dan menengah

atau tegangan distribusi.  Gardu Induk terletak di daerah pusat-pusat beban,

karena di gardu induk inilah pelanggan (beban) dilayani.

c.         Gardu Induk Pengatur Tegangan

Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari pembangkit

tenaga listrik. Karena listrik disalurkan sangat jauh, maka terjadi tegangan

jatuh (voltage drop) transmisi yang cukup besar. Oleh karena diperlukan alat

penaik tegangan, seperti bank capasitor, sehingga tegangan kembali dalam

keadaan normal.

d.        Gardu Induk Pengatur Beban

Berfungsi untuk mengatur beban. Pada gardu induk ini terpasang

beban motor, yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga listrik,

motor berubah menjadi generator dan suatu saat generator menjadi motor atau

menjadi beban, dengan generator berubah menjadi motor yang memompakan

air kembali ke kolam utama.

e.         Gardu Induk Distribusi

Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem ke

tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-pusat beban.

Peralatan Dan Perlengkapan Gardu Induk

Gardu induk merupakan suatu sistem Instalasi listrik yang terdiri dari

beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung listrik dari jaringan

transmisi ke jaringan distribusi primer. Gardu induk dilengkapi komponen utama

sebagai fasilitas yang diperlukan sesuai dengan tujuannya serta mempunyai fasilitas

untuk operasi dan pemeliharaan. , Secara umum perlatan dan perlengkapan pokok

yang ada di Gardu Induk terdiri dari :

Transformator  Daya

Transformator daya atau tenaga merupakan peralatan listrik yang

berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari tegangan tinggi (500 KV) ke

tegangan menengah (200 KV) atau sebaliknya (mentransformasikan

tegangan). 

Transformator Tegangan

Trafo tegangan disebut juga potensial transformator adalah trafo yang

berfungsi menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dan

tegangan rendah, untuk sumber tegangan alat-alat ukur dan alat-alat proteksi.

Fungsi trafo tegangan (potensial transformer) :

1.      Memperkecil besaran tegangan pada system tenaga listrik menjadi

besaran tegangan untuk system pengukuran atau proteksi.

2.      Mengisolasi rangkaian sekunder tehadap rangkaian primer.

3.      Memungkinkan standarisasi rating tegangan untuk peralatan sisi

sekunder.

Transformator Arus

Trafo arus disebut juga current transformer (CT) berfungsi untuk

menurunkan arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan

rendah untuk keperluan pengukuran dan pengaman. Menurut tipe

kontruksinya :

a. Tipe Cincin (ring/window tipe)

b. Tipe Tangki Minyak

c. Tipe cor-coran Cast Resin (mounded cast resin tipe)

Transformator Bantu

Transformator bantu adalah trafo yang digunakan untuk membantu

beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Jadi merupakan

pasokan utama untuk alat-alat bantu seperti motormotor 3 fasa yang

digunakan sebagai motor pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor-

motor kipas pendingin. Yang paling penting adalah sebagai pasokan sumber

tenaga cadangan seperti sumber DC yang merupakan sumber utama jika

terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga untukproteksi sehingga proteksi

tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC.

Busbar/ rel

Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga,

Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk

menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik.  Bahan dari rel terbuat

dari bahan tembaga (bar copper atau hollow conductor).  Ada beberapa jenis

konfigurasi busbar yang digunakan hingga saat ini.

Aresster

Berfungsi sebagai alat untuk melindungi isolasi atau mengamankan

instalasi (peralatan listrik pada instalasi) dari gangguan tegangan lebih yang

diakibatkan oleh sambaran petir atau tegangan transient yang tinggi dari suatu

penyambungan atau pemutusan rangkaian, alat ini bersifat sebagai by-pass

disekitar isolasi yang membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat

sistem pentanahan sehingga akan menimbulkan tegangan lebih yang tinggi

dan tidakmerusak isolasi peralatan listrik.

Saklar Pemisah (PMS)

Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain

atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya

pada rangkaian yang tidak berbeban. Oleh karena itu pemisah tidak boleh

dihubungkan atau dikeluarkan dari rangkaian listrik dalam keadaan berbeban.

Cara pemasangan PMS dibedakan ataspasangan dalam dan pasangan luar.

Tenaga penggerak dari PMS adalah secara manual, motor, pneumatic atau

angin dan hidrolis.

Pemutus Tenaga

Pemutus tenaga (PMT) adalah  peralatan atau saklar untuk

menghubungkan atau memutuskan suatu rangkaian/jaringan listrik sesuai

dengan ratingnya. PMT memutuskan hubungan daya listrik bila terjadi

gangguaan, baik dalam keadaan berbeban maupun tidak berbeban dan proses

ini di lakukan dengan cepat. Pada waktu menghubungkan atau memutus

beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih

dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media

peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6. 

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. Sakelar Pentanahan ini dibuka dan ditutup hanya apabila sistem dalam

keadaan tidak bertegangan (PMS dan PMT sudah membuka).

Kompensator

Kompensator didalam sistem Penyaluran tenaga Listrik disebut pula

alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran

transmisi atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula

dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya. Alat

tersebut ada yang berputar dan ada yang stationer, yang berputar adalah

kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedangkan yang stationer

adalah kondensator statis atau kapasitor shunt dan reaktor shunt.

Rele Proteksi dan Papan Alarm

Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk

mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau

mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi

daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan

memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan

yang tinggi. Sedangkan papan alarm atau announciator adalah sederetan

nama-nama jenis gangguan yang dilengkapi dengan lampu dan suara sirine

pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas untuk mengetahui

rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

Baterai

Sumber tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu mempunyai

keandalan dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai sebagai sumber

tenaga kontrol dan proteksi pada gardu induk. Peranan dari batery sangat

penting karena pada saat gangguan terjadi, batery sebagai sumber tenaga

untuk menggerakkan alat-alat kontrol dan proteksi. Bentuk fisik baterai yang

digunakan pada gardu induk :

Menurut bahan elektrolit yang digunakan maka baterai dapat

dibedakan atas dua, yaitu:

a. Baterai timah hitam (lead acid storage batery) : bahan elektrolitnya

adalah larutan asam belerang. Baterai timah hitam ada dua macam

yaitu:

1. Lead-antimony

2. Lead-calcium

b. Baterai alkali (alkali stroge batery) : bahan elektrolitnya adalah larutan

alkali (patassium hydroxide). Batery alkali ada dua macam yaitu:

1. Nickel-iron-alkaline storage batery (NI-Fe batery).

2. Nickel-cadmium battery (Ni-Cd battery).

Konstruksi Jaringan Tegangan Menengah (MV)

Konstruksi jaringan Tenaga Listrik Tegangan Menengah dapat

dikelompokkan menjadi 3 macam konstruksi sebagai berikut :

Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)

Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) adalah sebagai

konstruksi termurah untuk penyaluran tenaga listrik pada daya yang sama.

Konstruksi ini terbanyak digunakan untuk konsumen jaringan Tegangan

Menengah.Ciri utama jaringan ini adalah penggunaan penghantar telanjang

yang ditopang dengan isolator pada tiang besi/beton. Penggunaan penghantar

telanjang, dengan sendirinya harus diperhatikan faktor yang terkait dengan

keselamatan ketenagalistrikan seperti jarak aman minimum yang harus

dipenuhi penghantar bertegangan 20 kV tersebut antar Fase atau dengan

bangunan atau dengan tanaman atau dengan jangkauan manusia. Termasuk

dalam kelompok yang diklasifikasikan SUTM adalah juga bila penghantar

yang digunakan adalah penghantar berisolasi setengah AAAC-S (half

insulated single core). Penggunaan penghantar ini tidak menjamin keamanan

terhadap tegangan sentuh yang dipersyaratkan akan tetapi untuk mengurangi

resiko gangguan temporer khususnya akibat sentuhan tanaman.

Saluran Kabel Udara Tegangan Menengah (SKUTM)

Untuk lebih meningkatkan keamanan dan keandalan penyaluran

tenaga listrik, penggunaan penghantar telanjang atau penghantar berisolasi

setengah pada konstruksi jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah 20 kV,

dapat juga digantikan dengan konstruksi penghantar berisolasi penuh yang

dipilin.Isolasi penghantar tiap fase tidak perlu dilindungi dengan pelindung

mekanis. Berat kabel pilin menjadi pertimbangan terhadap pemilihan

kekuatan beban kerja tiang beton penopangnnya.

Saluran Kabel Tanah Tegangan Menengah (SKTM)

Konstruksi SKTM ini adalah konstruksi yan aman dan andal untuk

mendistribusikan tenaga listrik Tegangan Menengah, tetapi relatif lebih mahal

untuk penyaluran daya yang sama. Keadaan ini dimungkinkan dengan

konstruksi isolasi penghantar per fase dan pelindung mekanis yang

dipersyaratkan. Pada rentang biaya yang diperlukan, konstruksi ditanam

langsung adalah termurah bila dibandingkan dengan penggunaan konduit atau

bahkan tunneling (terowongan beton). Penggunaan Saluran Kabel bawah

tanah Tegangan Menengah (SKTM) sebagai jaringan utama pendistribusian

tenaga listrik adalah sebagai upaya utama peningkatan kwalitas

pendistribusian. Dibandingkan dengan SUTM, penggunaan SKTM akan

memperkecil resiko kegagalan operasi akibat faktor eksternal / meningkatkan

keamanan ketenagalistrikan. Secara garis besar, termasuk dalam kelompok

SKTM adalah :

1. SKTM bawah tanah – underground MV Cable.

2. SKTM laut – Submarine MV Cable

Selain lebih aman, namun penggunaan SKTM lebih mahal untuk

penyaluran daya yang sama, sebagai akibat konstruksi isolasi penuh

penghantar per fase dan pelindung mekanis yang dipersyaratkan sesuai

keamanan ketenagalistrikan. Penerapan instalasi SKTM seringkali tidak dapat

lepas dari instalasi Saluran Udara Tegangan Menengah sebagai satu kesatuan

sistem distribusi sehingga masalah transisi konstruksi diantaranya tetap harus

dijadikan perhatikan.

REFERENSI

Schneider Electric (2013), Electrical Installation Guide

Schneider Electric (2013), Medium Voltage Technical Guide

John D. McDonald (2003) Electric Power Substation Engginering CRC

Press London

Luces. M. (1996) Electric Power Distribution and Transmision Prantice

Hall New York