sistem pembangkitan tenaga listrik dari sumber ke pemakai
Post on 21-Jan-2016
76 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Makalah Teknik Tenaga Listrik
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik dari Sumber Ke Pemakai
Disusun Oleh
Nama : Azhary Rahim
Nim : 1102358
Jurusan : Teknik Pertambangan
Fakultas Teknik
Universitas Negeri Padang
2013
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik dari Sumber Ke Pemakai
A. Proses Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkitan tenaga listrik semakin besar dilakukan dengan cara memutar generator
sinkron sehingga di dapat tenaga listrik dengan tegangan bolak-balik tiga fasa. Energi
mekanik yang diperlukan untuk memutar generator sinkron didapat dari mesin penggerak
generator atau biasa disebut penggerak mula ( prime mover ). Mesin penggerak generator
yang banyak digunakan dalam praktk, yaitu : mesin diesel, turbin uap, turbin air dan turbin
gas. Mesin-mesin penggerak generator ini mendapat energi dari:
1. Proses pembakaran bahan bakar ( mesin-mesin termal )
2. Air terjun ( turbin air )
Jadi sesungguhnya mesin penggerak generator melakukan konversi energi primer
menjadi energi generator. Proses konversi energi primer menjadi energi mekanik
menimbulkan ”produk” sampingan berupa limbah dan kebisingan yang perlu dikandalikan
agas tidak menimbulkan masalah lingkungan.
Dari segi ekonomi teknik, komponen biaya penyedia tenaga listrik yang terbesar
adalah biaya pembangkitan, khususnya biaya bahan bakar. Oleh sebab itu, berbagai tehnik
untuk menekan biaya biaya bahan bakar terus berkembang, baik dari segi unit pembangkit
secara individu maupun dari segi operasi sistem tenaga listrik secara terpadu.
Pusat pembangkit listrik adalah tempat dimana proses pembangkitan tenaga listrik
dilakukan. Mengingat proses pembakitan tenaga listrik merupakan proses konversi energi
primer ( bahan bakar atau potensi air ) menjadi energi mekanik penggerak generator, yang
selanjutnya energi mekanik ini diubah menjadi energy listrik oleh generator, maka dalam
pusat listrik umumnya terdapat;
1. Instalasi energi primer, yaitu instalasi bahan bakar atau instalasi tenaga air.
2. Instalasi mesin penggerak generator, yaitu instalasi yang berfungsi sebagai
pengubah energi primer menjadi energi mekanik penggerak genertor. Mesin
penggerak generator ini dapat berupa ketel uap beserta turbin uap, mesin diesel,
turbin gas, atau turbin air.
3. Instalasi pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan instalasi mesin
penggerak yang menggunakan bahan bakar.
4. Instalasi listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdiri dari ;
a. Instalasi tenaga tinggi, yaitu instalasi yang menyalurkan energi listrik yang
dibangkitkan generator.
b. Instalasi tegangan rendah, yaitu instalasi alat-alat bantu dan instalasi
penerangan.
c. Instalasi arus searah, yaitu instalasi yang terdiri dari baterai aki beserta
pengisinya dan jaringan arus searah yang terutama digunakan untuk proteksi,
kontrol dan telekomunikasi.
B. Jenis-Jenis Pusat Pembangkit Listrik
Berdasarkan uraian diatas, di dalam prakteknya terdapat jenis-jenis pusat listrik
sebagai berikut;
1. Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA): pusat pembangkit listrik ini
menggunakan tenaga air sebagai sumber energi primer.
2. Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD): Pusat pembangkit listrik ini
menggunakan bahan bakar minyak .
3. Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) : Pusat pembangkit listrik ini
menggunakan bahan bakar batubara, minyak atau gas sebagai sumber energi
primer.
4. Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) : Pusat pembangkit listrik ini
menggunakan bahan bakar gas atau minyak sebagai sumber energi primer.
5. Pusat Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) : Pusat pembangkit
listrik ini kombinasi PLTG dan PLTU. Gas buang dari PLTG dimanfaatkan untuk
menghasilkan uap dalam ketel uap penghasil uap untuk penggerak turbin uap.
6. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) : PLTP merupakan PLTU yang tidak
mempunyai ketel uap karena uap penggerak turbin uapnya didapat dari bumi.
7. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) : PLTN merupakan PLTU yang
menggunakan uranium sebagai bahan bakar yang menjadi sumber energi
primernya. Uranium menjalani proses fission ( fisi ) di dalam reaktor nuklir yang
menghasilkan energi panas yang digunakan untuk menghasilkan uap dalam ketel
uap. Uap ini selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin uap penggerak
generator.
C. Instalasi Listrik dari Pusat Pembangkit Listrik
Pada umumnya pusat listrik membangkitkan arus bolak balik tiga fasa dengan
menggunakan generator sinkron. Gambar 2.1 menggambarkan diagram satu garis instalasi
tenaga listrik sebuah pusat listrik yang sederhana.
Gambar 1. Diagram 1 garis instalasi tenaga listrik sebuah pusat listrik sederhana. PMT/CB =
Pemutus tenaga(Circuit Breaker); PMS/DS = Sakelar Pemisah (Diconnecting Switch)
Tegangan generator yang paling tinggi yang dapat dibangkitkan adalah 23 kV. Pada
saat ini, dalam tingkat riset sedang dikembangkan generator yang dapat membangkitkan
tegangan sampai 150 kV. Pusat listrik yang sudah beroperasi secara komersial saat ini
seperti gambar 2.1, yaitu tegangan dari generator dinaikkan dahulu dengan menggunakan
transformator, baru kemudian dihubungkan ke rel melalui pemutus tenaga (PMT). Pemutu
tenaga adalah sakelar tegangan tinggi yang mampu memutuskan arus gangguan. Arus
gangguan besarnya mencapai beberapa ribu kali besarnya arus operasi normal.
Di depan dan di belakang setiap pemutus tenaga harus ada pemisah (PMS), yaitu
sakelar yang hanya boleh dioperasikan (ditutup dan dibuka) dalam keadaan tidak ada arus
yang melaluinya, tetapi posisi pisau sakelar harus jelas terlihat. Hal ini berkaitan dengan
masalah keselamatan kerja pada saat instalasi tegangan tinggi akan dibebaskan dari tegangan
karena akan disentuh orang misalnya untuk pekerjaan pemeliharaan atau perbaikan.
Semua generator sebagai penghasil energi dihubungkan dengan rel (busbar). Begitu
pula semua saluran keluar dari rel pusat listrik dihubunkan dengan rel pusat listrik. Saluran
keluar dari rel pusat listrik ada yang berfungsi mengirim tenaga listrik dalam jumlah besar
ke lokasi lain dan ada yang berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik di lokasi sekitar
pusat listrik tersebut berada, bahkan selalu ada saluran (feeder atau penyulang) yang
berfungsi menyediakan tenaga listrik bagi keperluan pusat listrik itu sendiri. Pusat listrik
memerlukan tenaga listrik untuk lampu penerangan dan untuk menjalankan motor-motor
listrik, seperti ; motor listrik penggerak, pompa air pendingin, motor listrik penggerak
penyejuk udara, motor listrik pengangkat, dan lain-lain.
Dalam pusat listrik ini juga ada instalasi listrik arus searah. Arus searah diperlukan
untuk menggerakkan mekanisme pemutusan tenaga (PMT) dan untuk lampu penerangan
darurat. Sebagai sumber arus searah digunakan baterai aki yang diisi oleh penyearah.
D. Sistem Interkoneksi
Pusat pembangkit listrik yang besar, di atas 100 MW umumnya beroperasi dalam
sistem interkoneksi. Pada sistem interkoneksi terdapat banyak pusat beban (yang disebut
gardu induk ,disingkat GI )yang dihubungkan satu sama lain oleh saluran transmisi. Disetiap
GI terdapat beban berupa jaringan distribusi yang melayani para konsumen tenaga listrik.
Jaringan distribusi beserta konsumen ini merupakan suatu subsistem disribusi. Subsistem
dari setiap GI umumnya tidak mempunyai hubungan listrik satu sama lain. ( lihat Gambar
2.2)
Gambar.2.Sebagian dari sistem interkoneksi, yaitu sebuah pusat listrik, dua GI beserta
subsistem distribusi
Gambar.2 memperlihatkan sebagian dari sistem interkoneksi yang terdiri dari sebuah
pusat listrik, dua buah GI beserta subsistem distribusinya. Karena operasi pusat-pusat listrik
dalam sistem interkoneksi saling mempengaruhi satu sama lain,maka perlu koordinasi
operasi. Koordinasi operasi ini dilakkukan oleh ousat pengatur beban. Koordinasi terutama
meliputi:
1. Koordinasi pemeliharaan.
2. Pembagian beban yang ekonomis.
3. Pengaturan frekuensi.
4. Pengaturan tegangan.
5. Prosedur mengatasi gangguan.
E. Proses Penyediaan Tenaga Listrik
Setelah tenaga listrik dibangkitkan dalam pusat listrik, maka tenaga listrik ini disalurkan
(ditransmisikan ) lalu didistribusikan para konsumen tenaga listrik. Proses penyediaan
tenaga listrik bagi para konsumen ini secara singkat digambarkan oleh Gambar.3. Gambar
ini sesungguhnya merupakan salah satu bagian dari sistem interkoneksi yang digambarkan
oleh Gambar 2.
Gambar.3.Proses penyediaan tenaga listrik (pembangkitan dan penyaluran)
Gambar.4.Proses penyedian tenaga listrik bagi para konsumen
Dalam pusat listrik, energi primer dikonversikan menjadi energi listrik. Kemudian
energi listrik ini dinaikkan tegangannya untuk disalurkan melaui saluran transmisi.
Tegangan transmisi yang digunakan PLN:70 Kv,150kV, 275Kv, dan 500Kv. PT.Caltex
Pacifik Indonesia yang beroperasi di daerah Riau menggunakan tegangan Kv.Saluran
trnsmisi dapat berupa saluran udara atau saluran kabel tanah.
PLN menggunakan frekuensi 50 Hz.Sedangkan PT.Caltex menggunakan fekuensi 60
Hz. Di gardu induk ,tegangan diturunkan menjadi tegangan distribusi primer. Tegangan
distribusi primer yang digunakan PLN adalah 20 kV. Sedangkan PT.Caltex Pasifik
Indonesia menggunakan tegangan distrubusi primer 13,8 Kv.
Dari GI, energi didistribusikan melalui penyulang-penyulang distribusi yang berupa
saluran udara atau saluran kabel tanah. Pada penyulang – penyulang distribusi ini trdapat
gardu- gardu distribusi. Fungsi gardu distribusi adalah menurunkan tegangan distribusi
primer menjadi tegangan rendah 380/220 Volt yang didistribusikan melalui jaringan tanah
rendah (JTR). Konsumen tegangan listrik disambung dari JTR dengan menggunakan
sambungan rumah (SR). Dari SR,tegangan listrik masuk,masuk ke alat pembatas dan
pengukur ( APP ) trlebih dahulu sebelum memasuki instansi rumah milik konsumen. APP
berfungsi membatasi daya dan mengukur pemakaian energi listrik oleh konsumen.
F. Transmisi dan Distribusi
Apabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat-pusat
beban dalam jumlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik
tersebut kepada pihak pemakai melalui saluran tegangan rendah.
Generator sinkron di pusat pembangkit biasanya menghasilkan tenaga listrik dengan
tegangan antara 6-20 kV yang kemudian, dengan bantuan transformator tegangan tersebut
dinaikkan menjadi 150-500 kV. Saluran tegangan Tinggi (STT) menyalurkan tegangan
listrik menuju pusat penerima, disini tegangan siturunkan menjadi tegangan subtransmisi 70
kV. Pada gardu induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menuju trafo
distribusi (TD) dalam bentuk tegangan menengah 20 kV. Melalui trafo distribusi yang
tersebar diberbagai pusat-pusat beban, tegangan distribusi primer ini diturunkan menjadi
tegangan rendah 220/380 V yang akhirnya diterima pihak pemakai.
top related