UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

B. PENILAIAN1. Setiap hadir atau dianggap hadir diberi nilai satu, tidak hadir nilai nol, kewajiban hadir 75%, Insya Allah pertemuan paling tidak 12 kali, diluar UTS dan UAS, ketidak hadiran maksimum 4 kali tanpa pemberitahuan.2. Tidak hadir tanpa pemberitahuan sebanyak 5 kali tidak boleh mengikuti UTS dan UAS. Apabila mengiikuti UTS dan UAS, maka nilai E (tidak lulus).3. Kehadiran mengikuti UTS dan UAS di hitung masing-masing satu ditambahkan pada penilaian total.4. Pemberian nilai total terdiri dari : Hadir (12-16) + Praktikum (maks 8) + Tugas- tugas (maksimum 10 16% dari 100) + UTS (maksimum16-10% dari 100) + UAS (maksimum 50% dari 100) + kehadiran UTS dan UAS (2). Total nilai 102.5. Praktikum yang tidak lulus D ke bawah, dan nilai tidak keluar. Nilai dapat keluar apabila praktikum lulus berlaku hanya satu bulan, bila praktikum tidak lulus, maka nilai akan dikeluarkan E6. UTS, soal 1 menulis satu ayat Al-Quran sebagai landasan TOPIK kulian (Bab), nilai 10. UAS satu soal menulis satu ayat Al-Quran dan dua resume kuliah satu bab dari buku rujukan sesuai dengan No. NPM akhir dan resume makalah berkaitan dengan matakul

RENCANA MATERI PERKULIAHAN

BAB I : PENDAHULUAN (Pengertian, Dasar, Jenis, Penyaluran Kelistrikan)

BAB II : TRANSMISI DISTRIBUSI DAN TRAFO

BAB III

: MESIN ASINKRON DAN SINKRON

BAB IV : MESIN FASA TUNGGAL (SATU FASA)BAB V : MESIN ARUS SEARAH (DC)BAB VI : MOTOR LANGKAH (STEPPER MOTOR)BAB VII: DIGITAL DAN KONTROL BAB VIII: PEMAKAIAN KELISTRIKAN DI PERTAMBANGAN

DAFTARA RUJUKAN

Arismunandar, Kuwahara, 1979, Teknik Tenaga Listrik I,II,II, Djambatan, Jakarta.

Abdul Kadir, 1997, Energi, LP3ES, Jakarta.

British Electricity International (1991). Modern Power Station Practice: incorporating modern power system practice (edisi ke-3rd Edition (12 volume set)). Pergamon. ISBN 0-08-040510-X.

Babcock & Wilcox Co., 2005, Steam: Its Generation and Use (edisi ke-41st edition). ISBN 0-9634570-0-4.Detonator Blast Initiation System Requuirements For shunting and Circuit, Msha

Technical, USA.http://www.rowand.net/Shop/Tech/AlternatorGeneratorTheory.htm, diakses 9 Febr. 2008.http://www.adtdl.army.mil/cgi-bin/atdl.dll/fm/55-509-1/Ch13.htm,diakses10 Februari 2008................., sistem Digital, diakses Google 30 Des 2009.

Harry Verakis and Tom Lobb,2005, Evaluation Of Special Devices Inc Mar Electronic Prof Dr. Abdurrahman dkk, 2010, Al Quranul Karim, The Miracle The Reference, Sygma Publ. Bdg. Zuhal, 1998, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, ITB Press.BAB I PENDAHULUAN PERLISTRIKAN(Dasar-dasar kelistrikan)

Landasan Al-Quran

Dialah Allah yang memperlihatkan kilat kepadamu untuk menimbulkan rasa takut dan harapan dan Dia mengadakan awan mendung (Ar-Raad 12)

Kilat adalah sumber listrik langsung dengan ribuan volt dan arus yang cukup besar, yang menakutkan bagi yang dilaluinya (menakutkan), namun dapat ditangkap dan disimpan energinya. Demikian juga kilat merupakan tanda akan munculnya hujan yang menyebabkan air mengalir dan dapat dijadikan pembangkit listrik tenaga air. Disisi lain air dapat mengaliri persawahan dan menyuburkan tanah, menumbuhkan pepohonan, tanah terisi air untuk manfaat manusia (harapan). Demikian juga mendung tidak bisa dipisahkan dengan petir air hujan dan manfaat air hujan.Teknik tenaga listrik adalah kelistrikan yang membahas mulai dari prinsip kerja kelistrikan, pembangkitan, penyaluran, pendistributian serta pemakaian keseharian pada konsumen.Pembangkit listrik adalah bagian dari alat industri yang dipakai untuk memproduksi dan membangkitkan tenaga listrik dari berbagai sumber tenaga, seperti PLTU, PLTN, PLTA, dan lain-lain.1.1.Sistem Tenaga

Salah satu cara yang paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi adalah melalui bentuk energi listrik. Pada pusat pembangkit, sumberdaya energi primer seperti bahan bakar fosil (minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah menjadi energi listrik.Dari generator dengan tegangan (23,8 -24 KV) dibangkitkan listrik selanjutnya dinaikkan pada gardu sentral (GS atau GC) penaik tegangan untuk dikirimkan ke daerah konsumen. Dari Gardu Sentral (GS) dengan transformator penaik tegangan (step-up transformer), energi listrik ini kemudian dikirim melalui saluran transmisi bertegangan tinggi (150-760 KV, untuk SUTET menggunakan tegangan 500 KVA), menuju pusat-pusat beban. Peningkatan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir pada saluran transmisi agar rugi-rugi panas (heat-loss) I2R dapat dikurangi. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut kembali diturunkan menjadi tegangan menengah (20 KV), melalui transformator penurun tegangan (step-down transformer) pada gardu-gardu induk (GI).Di pusat-pusat beban dari GI terhubung ke gardu hubung (GH) dalam bentuk trafo penyeimbang beban ke tempat-tempat tertentu dengan tegangan menengah (20 KV) diberikan ke gardu (trafo) distribusi (GD) dengan saluran distribusi. Energi listrik ini diubah menjadi bentuk-bentuk energi terpakai lainnya seperti energi mekanis (motor), penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya pada tegangan rendah (110 V, 220V, 400/600 V atau tegangan khusus sesuia dengankeperluan) lihat Gambar1.1.

Gambar 1.1. Penyaluran daya listrik dari pembangkit sampai konsumen

Pembangkit listrik ada berbagai macam sesuai dengan penggerak mulanya diantaranya: Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG), Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA).

. PLTN PLTA PLTPB

PLTU Batubara turbin PL. AnginGambar 1.2. Pembangkit listrik PLTN,PLTA,PLTPB, PLTU batubara

dan turbin pembangkit listrik Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) menggunakan panas sebuah reaktor nuklir untuk menggerakkan generator turbin uap. Kira-kira 20% pembangkitan listrik di Amerika Serikat dihasilkan oleh PLTN. Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil juga dapat menggunakan generator turbin uap di dalam kasus pembangkit berbahan bakar gas alam yaitu turbin gas. Pembangkit listrik tenaga batubara (PLTB) menghasilkan listrik dengan membakar batubara untuk menguapkan air, dan memiliki dampak samping buangan karbon dioksida yang cukup besar, yang dilepaskan dari pembakaran batubara dan berperan bagi pemanasan global. Kira-kira 50% pembangkitan listrik di Amerika Serikat dihasilkan dari PLTB. Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) menggunakan uap yang disarikan dari bebatuan yang panas dari bawah tanah. Energi terbarukan atau Pembangkit listrik tenaga biomassa dapat dibahanbakari oleh ampas tebu, sampah kota, metana dari peternakan, atau bentuk biomassa lainnya. Panas buangan dari proses industri kadang-kadang cukup ekonomis untuk digunakan sebagai sumber pembangkit, biasanya di dalam turbin dan pendidih uap. Pembangkit listrik tenaga surya menggunakan cahaya matahari untuk mendidihkan air, yang kemudian uapnya menggerakkan turbin. Di lain pihak dapat dignakan solar sel sebagai pembangkit listrik. Pembangkit turbin uap menggunakan tekanan dinamis yang dihasilkan oleh desakan uap untuk menggerakkan lengan kipas. Hampir semua pembangkit listrik non-hidro yang besar menggunakan sistem ini. Kira-kira 80% semua energi listrik yang dibuat di dunia menggunakan turbin uap. Pembangkit turbin gas menggunakan tekanan dinamis dari gas yang mengalir (udara dan hasil pembakaran) untuk menggerakkan turbin secara langsung. Listrik di Indonesia dikelola oleh PT Indonesia Power mengoperasikan bisnis kelistrikan di Jawa Madura Bali pada tahun 2006 mencatu listrik 45.071 GWh atau 40,08 % dari total produksi listrik sistem Jawa Bali. Dengan faktor kapisitas rata-rata 59,39% suport listrik sistem JAMALI (Jawa Madura Bali). Dengan faktor ekivalen diatas 86% (rerata EAF in 2007). Pembangunan PLTU Suralaya dilakukan dalam 3 (tiga) tahap yang seluruhnya berjumlah 7 unit

: Tahap I = 2x400 MW beroperasi tahun 1984 , unit 1-2. @ 400 MW total 800 MW

Tahap II = 2x400 MW beroperasi tahun 1989 , unit 3-4 @ 400 MW total 800 MW

Tahap III = 3x600 MW beroperasi tahun 1997 , unit5-7 @ 600 MW total 1800 MW

Sumber Daya yang dikelola ( kapasitas ) Total unit 1 7 = 3.400 MW, pada tabel 1.1. diperlihatkan pembangkit listrik yang dikelola PT Indonesia Power.Tabel 1.1. kemapuan pembangkit listrik Jawa Bali

Unit PembangkitKapasitasTipe Pembangkit

Suralaya3,400 MWCoal Fired Steam Power Plant (SPP)

Priok1,248 MWSPP, Combined Cycle PP (CCPP)

Saguling797 MWHydro Electric Power Plant

Kamojang375 MWGeothermal Power Plant

Mrica306 MWHydro Electric Power Plant

Semarang1,469 MWSPP,Gas Turbine PP (GTPP), CCPP

Perak-Grati864 MWSPP, GTPP, CCPP

Bali428MWDiesel Power Plant, GTPP

Gambar 1.3. Kenaikan pembangkitan listrik tiap tahunnya di IndonesiaPerkiraan kebutuhan energi listrik dari tahun ke tahun semakin meningkat dengan pertumbuhan kebutuhan energi listrik nasional sebesar 8,2% pertahun

Tabel 1.2. Kebutuhan dan penyediaan energi listrik di masa yang akan datang

Kebutuhan Sektor 1990

GWh % 2000

GWh % 2010

GWh %

Industri 35.305 68,0 84.822 69,0183.389 70,0

Rumah tangga 9.865 19,0 22.239 18,040.789 16,0

Fasilitas umum 3.634 7,0 6.731 6,012.703 5,5

komersial 3.115 6,0 8.811 7,021.869 8,5

Total 51.919100,0122.603100,0258.747100,0

Penyediaan Sektor MW% MW % MW %

Batubara1.93- 8,810.750 28,4 28.050 35,3

Gas3.350 16,0 7.080 18,7 14.760 21,5

Minyak2.210 10,0 1.950 5,2 320 0,5

Solar11.020 50,1 9.410 24,8 4.060 5,9

Panas Bumi170 0,8 500 1,3 430 0,6

Air2.850 13,0 7.720 20,4 10.310 15

Biomass270 1,2 290 0,8 460 0,7

Lain-lain (Surya, angin)20 0,1 160 0,4 370 0,5

Total22.000 100,037.860 100,0 68.760 100,0

Sumber: Djojonegoro, 1992, Wibawa .U, 1996Ukuran yang digunakan untuk melihat tingkat utilitas adalah faktor kapasitas daya yaitu perbandingan daya yang dihasilkan dengan daya yang disalurkan dari kapasitas yang terpasang. Pada tabel 1.2 dan 1.2 diperlihatkan kapasitas daya terpasang dan kapasitas pemakaian daya pada beberapa pembebanan antara Indonesia dan Amerika.

Tabel 1.3. Kapasitas daya per Unit Bisnis Pembangkit (Webmaster@indonesiapower.co.id Copyright 2002 - PT. Indonesia)Unit bisnis PembangkitanSura layaPriokSagu ling Kamo jangMricaSema rangPerak GrantiBaliJawa BaliTotal Daya

Daya mampu Desember 2003 (MW) 2731 842 756 334 303 1031 625 135 6756 6756

Tabel 1.4. Kapasitas pemakaian daya listrik pada saat pembebanan

(Indonesia Power UP Jawa Bali, 2003)

Pembangkit Faktor Kapasitas Sistem

Jawa-Madura-Bali (Ina) Amerika Serikat (USA)

Kelompok Penggunaan Beban

Beban Dasar (Base Load) 60 - 74 % 60 73 %

Beban Menengah (Load Follower) 30 - 50 % 25 50 %

Beban Puncak (Peak Load) < 15 % < 15 %

Tabel 1.5 Produksi (GWh) Sistem Jawa Bali, Jenis Pembangkit dan Unit PembangkitPerusahaan1997199819992000200120022003

PT. Indonesia Power33.62733.81237.05440.48740.98741.84944.374

PT. PJB25.76625.67227.09526.11527.82826.902

IPP1.5851.4313.7528.22512.40917.738

Jumlah60.97860.91567.90174.82681.22486.489

Suralaya15.04115.97918.51321.21221.06321.44923.462

Priok7.4956.1267.0737.4576.9146.7877.248

Saguling1.6453.5892.7202.6563.3922.6832.098

Kamojang2.6052.5932.7282.6492.9083.0562.804

Mrica7081.1431.2301.1211.173826869

Semarang5.1583.8713.9024.7994.5585.0965.146

Perak-Grati349 119 166 67 476 931 1.534

Bali6263937225265031.0221.214

Jumlah33.62733.81237.05440.48740.98741.84944.374

PLTA2.3534.7323.9513.7774.5643.5092.968

PLTD1701046493729266

PLTG12365716864664841.0351.608

PLTP2.6052.5932.7282.6492.9083.0562.804

PLTU17.06417.49019.94623.12523.12523.30825.718

PLTGU10.1998.3239.67910.3779.83410.84911.211

Jumlah33.62733.81237.05440.48740.98741.84944.374

Tabel 1.6. Penjualan (GWh) per Unit Bisnis Pembangkit dan per Jenis PembangkitUnit / Jenis Bisnis Pembangkitan1997199819992000200120022003

Suralaya12.38411.99717.49020.01919.84220.20522.220

Priok7.3806.0216.9787.3856.8106.6807.141

Saguling1.6303.5712.7142.6603.4212.6732.087

Kamojang2.3042.0622.1602.4912.7402.8882.646

Mrica6991.1251.2071.1051.152808850

Semarang3.2242.2272.2294.6424.4074.9034.935

Perak-Grati18 -5 13 50 436 880 1.465

Bali5923033315134961.0101.198

Jumlah28.23127.30133.12238.86539.30440.04742.543

PLTA2.3294.6963.9213.7654.5733.4822.938

PLTD162986087688760

PLTG1.1974812944544731.0221.581

PLTP2.3042.0622.1602.4912.7412.8882.646

PLTU14.26513.39818.81621.80821.76521.92224.325

PLTGU7.9746.5667.87110.2609.68410.64710.993

Jumlah28.23127.30133.12238.86539.30440.04742.543

Table 1.7. Equivalent Availability Factor (%) per Unit Bisnis Pembangkit dan per Jenis PembangkitUnit/Jenis Bisnis Pembangkitan1997199819992000200120022003

Suralaya83,8175,3080,0288,2388,6983,4988,19

Priok75,3173,9073,4277,7176,7570,7779,35

Saguling96,3197,0595,6691,3595,2281,6677,07

Kamojang91,3089,8387,1785,6292,4495,9190,09

Mrica94,7297,9398,9099,6898,2398,3798,04

Semarang52,6262,0977,5483,2183,5384,5378,69

Perak-Grati55,30 90,61 91,47 97,79 91,58 91,40 89,19

Bali80,5074,6473,3173,6257,7577,8477,69

Jumlah80,1477,1581,3486,6586,1383,0184,46

PLTA97,1497,8296,5793,6695,7886,3082,89

PLTD64,4260,3257,5352,7857,3563,7572,54

PLTG80,5074,6773,3173,6256,4655,7378,67

PLTP91,3089,8385,0185,6292,1795,9190,09

PLTU45,1565,5877,3486,7386,0580,1387,30

PLTGU78,1977,6276,5786,8092,3888,5282,31

Jumlah80,1477,1581,3486.6586,1383,0184,46

Salah satu alternatif pembangkit listrik yang menjanjikan adalah Pembangkit listrik tenaga surya dengan konsep mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungnan. Sekarang sudah banyak digunakan untuk penerangan di jalan tol.Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan.

Gambar 1.4. Sistem pembangkit listrik tenaga surya dengan sel surya PV

Besaran Listrik: Arus listrik (I) = ampere (A), Tegangan listrik (V) = volt (V), Tahanan (R) = resistansi = ohm (W), Reaktansi (X) = ohm (W), Impedansi (Z)= R + j XL + j XC = ohm (W),Daya (P) = P + j Q = volt ampere (VA), Daya aktif (P) = watt (W), Daya reaktif (Q) = volt ampere (VA) reaktif, Energi (E) = watt-hour (watt-jam), Faktor daya (cos a) = tidak ada satuan. F = fluks magnet (Weber), B rapat medan magnet = Weber/m2. l panjang lilitan (m), v kecepatan linier (m/dt), w = kecepatan sudut radian = 2Pf , f frekuensi gelombang (Hz/cycle per detik), e = ggl (volt)Bagian utama tenaga listrik terdiri dari tiga bagian yaitu (lihat Gambar1.40.:a. Pembangkit tenaga listrik

b. Transmisi daya listrik

c. Distribusi tenaga listrik

1.2. Fungsi Tenaga Listrik

Karena listrik merupakan salah satu bentuk energi, maka tidak mudah disimpan, kecuali energi listrik dari arus searah dalam bentuk batere kering atau cair yaitu (batu batere dan aki dan sejenisnya).

Penggunaan listrik banyak ragamnya seperti industri, runah tangga, perkantoran, transportasi, ruang angkasa dsb.

Industri: motor, penerangan, pembangkit listrik, kontrol, pemanas, komputer Rumah tangga: penerangan, pemanas, kulkas pompa air, mesin cuci, kompor, setrika dsb. Perkantoran: penerangan, catu daya, kontrol, instrumentasi, komputer, peralatan kanor Ruang angkasi: peralatan kontrol, pengendalian pesawat, pengiriman berita dsb Militer

: persenjataan, pembangkit daya, instrumen pengukur dsb. Pertambangan : penerangan, alat-alat ukur, mesin-mesin pemecah, backhou dsb.

Karena peran listrik sangat dibutuhkan di segala bidang, maka sejalan dengan tingkat pendidikan dan kemajuan suatu negara akan semakain meningkatkebutuhan listrik dari tahun ke tahun. Di sisi lain energi listrik menggeser penggunaan energi sekunder lainnya. Demikian juga di industri-industri energi listrik sangat dibutuhkan, terlebih untuk memacu peningkatan efisiensi kerja, sehingga dilakukan penggantian tenaga kerja dengan peningkatan sistem otomatisasi dan elektrifikasi dengan menggunakan sistem kontrol otomatis dan robotisasi.

Manusia jika bekerja selama 8 jam penuh perhari, energi yang dikeluarkan hanya setara dengan daya listrik 75 watt x 8 jam = 600 wattjam = 0,6 KWh. Hal ini sangat kecil sekali, sehingga kerja manusia dianggap kurang efektif dan efisien. Untuk itu agar industri tersebut maju dan dapat menggantikan manusia yang banyak gangguan digunakan sistem robotisasi seperti industri perakitan: mobil, elektronika, pengolahan kayu, baja maupun sistem pengeboran otomatis dsb.

Gambar 1.5. Sistem pembangkit listrik, transmisi dan pendistribusiannya

Listrik sampai ke pelanggan (perumah, perkantoran, industri) dsb melalui proses panjang dan alirkan menggunakan kawat penghantar (konduktor) dari bahan (logam asli maupun campuran seperti: tembaga, nikel, aluminium, tembaga nikel dsb). Besarnya kawat tergantung arus/daya yang disalurkan dan jarak konsumen serta letak penaruhan di tanah, udara maupun di laut.

Untuk menyalurkan daya listrik digunakan kabel/kawat berbentuk: terbuka, dan menggunakan isolasi (pembungkus). Syarat-syarat kabel untuk penyaluran listrik harus memenuhi sifat-sifat:1. Mekanik : tahan tarik, tidak mudah patah, tidak banyak mulur, mudah dilenturkan.

2. Kimia dan Lingkungan: tahan korosif, tidak mudah bereaksi dengan zat/gas di udara

3. Fisis

: tahanan rendah, tahan panas, efek korona tidak ada, arus eddy

kecil dsb).

4. Dimensi

: sesuai dengan kebutuhan penyaluran daya dan peletakan kabel

(udara, bawah tanah atau di laut).

Gambar 1.6. Pemasangan kabel listrik udara, laut dan bawah tanah.

Inti kabel: tunggal, dua, multi (bundel)

Bentuk

: core dengan insulasi, konsentrik, cross (melintang), paralel, twisted (melintir), serabut.Ukuran

: tergantung arus (daya), tahanan dan peletakan

Kabel dapat dibagi menjadi beberapa jenis, seperti: Kabel NYA, Kabel NYM, Kabel NYAF, Kabel NYY, Kabel NYFGbY, Kabel ACSR, Kabel AAAC, Kabel ACAR, Kabel BC.Contoh kabel-kabel daya listrik dengan kode tertentu :

N- Kabel dengan konduktor tembaga (NA-konduktor aluminium)

Y- insulator polyvinyl. 2Y polyethelen insulator

M- Lapisan PVC untuk kabel di dalamNFA- standar twisted dengan konduktor Al

Gb_ steel tape helix, dsb.

Insulasi : PVC (polyvinyl chloride): SII 0207, SPLN 41-2, IEC 502, VDE 0209, BS 6746.

: XLPE (cross linked polyethelene): SII 0207, SPLN 41-9, IEC 502, VDE 209

: Steel armour(Galvanized steel tipe/wire): SII 0211, SPLN 43-2, VDE 0271, BS

1442, IEC 502.

: Steel wire for ASCR: SPLN 41-7, IEC 209, ASTM B 498, BS 4505

: Cooper screen : SPLN 43-5, IEC 502, VDE 0273.

Contoh kabel Kabel Jembo NYFG (Copper Conductor, PVC Insulated, PVC Inner Jacket, Steel Flate and Tape Mechanical Protective and PVC Outer Jacket Voltage : 0.6/1 kV SpecifiKASI : IEC 60502, SPLN 43-2 Aplikasi: digunakan di luar atau di dalam bangunan Kabel Jembo NYY (Copper Conductor, PVC Insulated, PVC Outer Jacket (CU/PVC/PVC) Voltage : 0.6/1 kV Spesifikasi : SPLN 43-1, IEC 60502 Aplikasi: digunakan di luar atau di dalam bangunan, di bawah tanah

NYY NYM NYAKabel Jembo NYA ( Copper Conductor (re/rm), PVC Insulated (CU/PVC). Voltage : 450/750 Volt, 0.6/1 kV Specification : SPLN 42-1, IEC 60502 Aplikasi : untuk instalasi permanen dalam terowongan atau terbuka dengan kondisi kering.

HYPERLINK "http://1.bp.blogspot.com/_zwVYq8NdRIs/TGsi7zGwxNI/AAAAAAAABVM/eg9_i1vwnU0/s1600/kitani.jpg"

KABEL NYA

NYM N.Y.YGambar 1.7. Standar dan jenis kabel produksi PLN (SPLN) tipe NYA, NYM dan NYY.Kabel instalasi rumah yang dipakai adalah jenis kawat tembaga, bukan kabel serabut. Kabel kawat tembaga ini ada beberapa macam, diantara yang umum dipakai adalah tipe kabel NYA, NYM dan NYY. Kabel instalasi rumah yang dipakai adalah jenis kawat tembaga, bukan kabel serabut. Kabel kawat tembaga ini ada beberapa macam, diantara yang umum dipakai adalah tipe Dalam penyambungan listrik, kabel yang terpasang di Tiang Jaringan Tegangan Rendah (JTR), kabel Sambungan Rumah (SR) sampai ke Alat Pembatas dan Pengukur (APP - terdiri dari KWH Meter dan MCB atau Mini Circulate Breaker) adalah asset milik PLN. Sedangkan rangkaian kabel yang terpasang sebagai Instalasi Listrik rumah/bangunan adalah asset milik pelanggan1.3. Dasar Konversi ListrikKonversi energi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung melalui medium medan magnet. Energi diubah dari satu sistem ke sistem lainnya, sementara energi tersimpan pada medium medan magnet untuk kemudian dilepas menjadi energi sistem lainnya. Dengan demikian, medan magnet di sini selain berfungsi sebagai tempat menyimpan energi juga sekaligus sebagai medium untuk mengkopel perubahan energi.Dengan hukum kekekalan energi, proses konversi energi elektromekanik dapat dinyatakan sebagai berikut (untuk motor):(Energi Listrik sebagai input) = (Energi Mekanik sebagai output + Energi Panas) + (Rugi-rugi Energi magnetik dari medan magnet)Generator Motor

Gambar 1.8 Konversi energi listrik ke energi mekanik dan sebaliknya

Pada rangkaian listrik untuk mencari daya dan energi listrik digunakan hukum Joule (James Joule Fisikawan Inggris),

P = IV cos .......................................................................................... (1.1)

Energi yang digunakan =W= Pt ......................................................... (1.2)P daya (watts), I arus ( ampere), V perbedaan tegangan (volts), fasa antara arus dan tegang (derajat) untuk arus atau tegangan sinus atau cosinus, untuk arus searah cos = 1 karena = 0, tidak ada fasa, t waktudalam detik

Daya yang dihasilkan ada dua yaitu daya rii dan daya imaginer disebut juga daya reaktif atau VAR (lihat gambar). Dari kedua daya ini terbentuk sudut yang membentuk cos yang disebut faktor daya. Penjumlahan kedua daya tersebut disebut the apparent power dalam volt-amperes (VA).

Power triangle

Satuan daya yaitu dalam watt atau kilowatt, sedangkan energi yang dipakai adalah kilowatt-hour (KWH) Dalam persamaan differensial, konversi energi dari elektris (dWE) ke mekanis (dWM) , dan energi fluks magnet (dWF ) adalah : dWE = dWM+ dWF (1.1)Ini hanya berlaku ketika proses konversi energi sedang berlangsung pada keadaan dinamis yang transient. Untuk keadaan tunak, dimana fluks merupakan harga yang konstan, maka dWF = 0, maka dWE = dWM (1.2)Gaya Gerak ListrikApabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurus sejauh dx memotong suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor dengan panjang efektif l adalah: dF = B dA = B l dx . (1.3)Dari Hukum Faraday diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl) E = dF /dt = e = B l dx/dt = e = B l v (1.4)Maka e = B l dx/dt; dimana dx/dt = v = kecepatan, Jadi ggl = e = B l v. Karena gerak v adalah translasi, maka yang paling memungkinkan dan menghemat ruang gerak translasi diganti dengan gerak rotasi t yang membentuk nilai sinus ataupun cosinus ialah v = sin t, sehingga persamaan 1.4 dapat disederhanakan menjadi arus bolak balik dengan A amplitudo = Bl, , kecepatan sudut putar = 2 P f (rad), f frekuensi (Hz) adalah:Gambar 1.9 Dasar pembngkitan listrik (generator) dan motor listrik

Hasil ggl = E = e = A sin t (1.4a)

Atau E = e = A cos t (1.4b) Gambar 1.10. Gelomabang AC dan gelombang DCKopel

Arus listrik I yang dihasilkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B akan menghasilkan suatu gaya F sebesar: F = B I l (1.5)Jika jari-jari rotor adalah r, maka kopel yang dibangkitkan adalah: T = F r (1.6)Perlu diingat bahwa saat gaya F dibangkitkan, konduktor bergerak di dalam medan magnet dan akan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan reaksi (lawan) terhadap tegangan penyebabnya. Agar proses konversi energi listrik menjadi energi mekanik (motor) dapat berlangsung, tegangan sumber harus lebih besar daripada gaya gerak listrik lawan.

Begitu pula, suatu gerak konduktor di dalam medan magnet akan membangkitkan tegangan e = B l v dan bila dihubungkan dengan beban, akan mengalir arus listrik I atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik (generator). Arus listrik yang mengalir pada konduktor tadi merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi dengan medan magnet yang telah ada (B). Interaksi medan magnet merupakan gaya reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang diberikan. Agar konversi energi mekanik ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang diberikan haruslah lebih besar dari gaya reaksi tadi.1.3.1.Mesin Dinamik Elementer

Pada umumnya mesin dinamik terdiri dari bagian yang berputar (rotor yaitu kumparan jangkar berbentul belitan yang saling dihubungkan ujung-ujungnya untuk mendapatkan tegangan induksi ggl, lihat Gambar 1.2) dan bagian yang diam (stator merupakan kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu). Di antara rotor dan stator terdapat celah udara. Gambar 1.10. Rotor dan stator belitan dan struktur kawat konduktor paralelJika kumparan rotor diputar dengan arah berlawanan arah jarum jam, tegangan dibangkitkan dengan arah yang berlawanan pada kedua ujung rotor yang tidak dihubungkan. Kerja suatu mesin dinamis dapat juga dilihat dari segi adanya interaksi antar medan magnet stator dan rotor, yaitu persamaan (1.5) : F = B I l

Seperti diketahui, arus listrik (I) pada persamaan di atas akan menimbulkan fluks juga di sekitar konduktor yang dilalui. Bila kerapatan fluks akibat arus listrik dinyatakan dengan Bs (pada stator), sedang kerapatan fluks akibat kumparan medan adalah Br (pada rotor), maka timbul kopel yang besarnya: T = K Br Bs sin (1.7)Dimana adalah sudut antara kedua sumbu medan magnet Br dan Bs, K adalah konstanta = l x r. Sudut dikenal sebagai sudut kopel atau sudut daya dengan harga maksimum = 90o. Dengan pendekatan Br dan Bs sebagai fungsi arus rotor dan arus stator, maka persamaan kopel (1.7) menjadi: T = K Ir Is sin (1.8) Dengan demikian, kopel terjadi sebagai interaksi antara dua medan magnet atau dua arus.1.3.2. Derajat dinamik dan frekuensiPada setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang ditimbulkan sudah menyelesaikan p/2 kali putaran. Maka untuk mesin 4 kutub, satu kali putaran mekanik mesin (360o) berarti sama dengan dua kali putaran listrik (720o). Persamaan umumnya adalah sebagai berikut: e = (p/2) m (1.9)p = jumlah kutub mesin, e = sudut listrik, m = sudut mekanikDari persamaan (1.9), bahwa untuk setiap satu siklus tegangan listrik yang dihasilkan, mesin telah menyelesaikan p/2 kali putaran. Karena itu frekuensi gelombang tegangan adalah:

f = (p/2) (n/60) = p.n/120 (1.10)n = rotasi per menit, n/60 = rotasi perdetik

Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak-balik lazim dinyatakan dengan ns = 120 (f/p). Jadi misalnya untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 putaran per detik dan mempunyai jumlah kutub p=2, maka kecepatan berputar mesin tersebut adalah: ns = (120 x 50)/2 = 3000 rpm.1.4. Pemakaian Listrik AC

Pada kenyataannya listrik yang banyak dipakai konsumen adalah listrik bolak balik (AC) yang telah dinyatakan oleh persamaan 1.4a atau 1.4b. yaitu E = A sin wt atau E = A cos wt. Arus listrik ini akan masuk ke komponen utama listrik yang mempunyai sifat: tahanan (R ohm) , induktor (L henry atau X L ohm) dan kapasitor (C farad atau XC ohm) . Contoh sehari-hari seperti sertika listrik bersifat R, motor listri R, L dan C, fan R.L dan C.

Jadi bagaimana tegangan terpakai ke masing-masing komponen dan perhitungannya.

Untuk membhas kelistrikan pada konsumen, sangat sederhana dapat dijelaskan dengan dua hukum yaitu: Hk Ohm dan Hk Kirchhoff.

k Ohm sebuah konduktor yang dialiri listrik, beda tegangan antara kedua ujung adalah samadengan arus kali tahanannya bila teg AC, maka: V = IR = Vm cos (t + 0) (1.11)Hk Kirchhoff I (tegangan) atau KVL (Kirchhoff Voltage Law)

Jumlah aljabar tegangan yang bekerja pada rangkaian tertutup = 0, disini tegangan ada perjanjian dari tegangan negatif ke positif diberi tanda +, sebaliknya dari positif ke negatif tanda -

V-IR = 0 atau V = 0 (1.12a)Hk Kirchhoff II (arus) atau KCL (Kirchhoff Current Law)

Jumlah aljabar aus yang berada pada titik temu = 0, disini berlaku arus masuk + arus keluar I = 0 atau arus I = V/R (1.12b) Bagaimana aplikasi kedua hukum pada rangkaian dengan komponen R,L,C.?. Tegangan arus bolak balik telah dijelaskan pada Bab I.2 pers. 1.4a dan b, V = Vm cos (t + 0o) , sehingga kalau diumpankan ke konduktor R, maka diperoleh (Hk Ohm):

IR = (Vm/R) cos (t + 0) = (Vm/R)