iii. perancangan subtransmisi dan gardu induk distribusi

III. Perancangan Subtransmisi dan Gardu Induk Distribusi

III.1 PENDAHULUANSecara umum sistem distribusi adalah bagian dari sistem listrik antara

sumber daya besar dan sakelar pelayanan konsumen.

Sistem distribusi terdiri dari komponen berikut :1. Sistem Subtransmisi2. Gardu induk distribusi3. Saluran primer atau distribusi4. Transformator distribusi5. Sirkit sekunder6. Sambungan konsumen (service drops)

III.2 SUBTRANSMISI 1. Sistem Radial 2. Sistem Radial yang Diperbaiki Gambar 2, 3, 4, 5. 3. Sistem Loop 4. Sistem Grid

Saluran subtransmisi

Ko

nsu

men

Saluran sekunder

Transformator distribusi

Sumber daya besar

Transformator daya gardu induk

Saluran primer

Gambar 1. Diagram satu garis dari sistem distribusi tipik

Sumber daya besar




Gambar 2. Subtransmisi tipe radial

Gambar 3. Bentuk perbaikan dari subtransmisi tipe radial

Sumber daya besar

N.O


N.O

Rel sumber daya besar




Gambar 4. Subtransmisi tipe Loop



Gardu indukdistribusi

Gardu induk distribusi


Gambar 5. Subtransmisi tipe network atau grid

III.3 GARDU INDUK

Gardu Induk tipik terdiri dari peralatan berikut :

(1) power transformers, (2) circuit breakers,

(3) disconnecting switches, (4) station buses and insulators,

(5) current-limiting reactors, (6) shunt reactors,

(7) current transformers, (8) potential transformers,

(9) capacitor voltage transformers, (10) coupling capacitors,

(11) series capacitors, (12) shunt capacitors,

(13) grounding system, (14) lightning arresters and/or gaps,

(15) line traps, (16) protective relays,

(17) station batteries, dan (18) peralatan lainnya.

III.4 SKEMA REL GARDU INDUK

1. Single Bus

2. Double bus – double breaker

3. Main and transfer bus

4. Double bus – single breaker

Gambar: 6, 7, 8

Saluran

Rel daya 1

Saluran

Saluran

Rel daya 2

Saluran

Gambar 7. Skema tipik double bus-double breaker

Saluran

Saluran

Saluran

Rel daya 1

Saluran

Saluran Saluran

Rel daya 2

Saluran Saluran

Gambar 8. Skema tipik 1 1/2 pemutus tenaga

III.5 Lokasi Gardu Induk

Lokasi gardu induk ditentukan oleh:

level tegangan,

pertimbangan regulasi tegangan, biaya subtransmisi, biaya gardu induk, dan

biaya saluran primer,

saluran utama dan transformator distribusi

Gambar 6. Skema satu rel daya tipik

Rel daya

Saluran

Saluran

Pemutus Tenaga

Sakelar pemisah

Pemilihan lokasi gardu induk yang ideal, beberapa aturan yang harus diperhatikan:

1. Lokasi gardu induk sedekat mungkin dengan pusat beban dari daerah pelayanan.

2. Lokasi gardu induk dimana regulasi tegangannya dapat diperoleh tanpa pengukuran yang berlebihan.

3. Pemilihan lokasi gardu induk memiliki jalan masuk sendiri untuk saluran subtransmisi dan saluran keluar primer dan juga untuk pertumbuhan mendatang.

4. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya mempunyai daerah yang cukup untuk perluasan gardu induk mendatang.

5. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya tidak bertentangan dengan peraturan penggunaan tanah, peraturan daerah dan tetangga.

6. Lokasi gardu induk yang dipilih hendaknya membantu untuk mengurangi jumlah konsumen yang terpengaruh akibat gangguan

7. Pertimbangan lain, seperti adaptasi, darurat dll.

III.6 RATING GARDU INDUK DISTRIBUSI

Tambahan kapasitas yang diperlukan dari sistem dengan bertambahnya kerapatan beban dapat dicapai dengan :

1. Daerah pelayanan dari gardu induk tersebut tetap dan naikkan kapasitasnya

2. Atau kembangkan gardu induk baru dan karena itu rating dari gardu yang ada tetap

Adalah hal yang membantu untuk memisalkan bahwa perobahan sistem:

1. Pada kerapatan beban untuk perencanaan distribusi jangka pendek

2. Pada kenaikan kerapatan beban untuk perencanaan jangka panjang

III.6.1 Persen susut tegangan dari titik pencatu a ke ujung dari lateral terakhir pada c adalah (Gambar 9) :

Daerah yang dilayani oleh pencabangan

2/3 l4

l4

Saluran utama

Saluran pusat beban


Pencabangan (lateral)

c

ab

Gambar 9. Daerah pelayanan gardu induk distribusi bentuk segi empat

% VDac = % VDab + % VDbc .

Pada Gambar 9, setiap saluran melayani beban total :

S4 = A4 x D kVA

dimana :

S4 = kVA beban yang dilayani oleh satu dari ke 4 saluran yang keluar dari titik catu a A4 = daerah yang dilayani oleh satu dari ke 4 saluran yang keluar dari titik catu a, mi2. D = keraptan beban, kVA/mi2.

Karena : l A 244

Maka : Dx l S 244

Misalkan beban terdistribusi uniform, misalnya bebannya sama dan jarak transformator distribusi sama, susut tegangan pada saluran primer utama adalah :

4xx

4x

32

4% S K

l

main,VD

Besar harga S4 diganti maka:

34

xxx0,6674

% l D K main,

VD

Persamaan diatas dimisalkan bahwa beban total atau lump-sum berlokasi pada titik pada saluran utama pada jarak of 2/3 x l4 , dari titik pencatu a.

III.6.2 Persen susut tegangan dari titik pencatu a ke ujung dari lateral terakhir pada c adalah (Gambar 10) :

2/3 l6

l6

Saluran utama

Saluran pusat beban


Pencabangan (lateral)

ab

Daerah yang dilayani oleh pencabangan

c

Gambar 10. Daerah gardu induk distribusi bentuk hexagonal

l A 3

lx l A 2

6x0,578

66

66

dimana : A6 = daerah yang dilayani oleh satu dari ke 6 saluran yang keluar dari titi catu , mi2. l6 = ukuran linear dari daerah pelayanan saluran primer, mi

Setiap saluran melayani beban total : Dx l S 266

Maka : l D S D A S 26

xx 0,5786

x66

Seperti sebelumnya bahwa beban total atau lump-sum berlokasi pada titik pada saluran utama pada jarak 2/3 x l6 , dari titik pencatu a, oleh karena itu susust tegangan pada saluran utama adalah :

6xx

6x

32

6% S K

l

main ,VD

Besar harga S4 diganti maka:

36

xxx 0,3856

% l D K main ,

VD

III.7 KASUS UMUM: DAERAH PELAYANAN GARDU INDUK DENGAN n SALURAN PRIMER (Gambar 11).

KASUS UMUM: DAERAH PELAYANAN GARDU INDUK DENGAN n SALURAN PRIMER

(n-1) x 2

x

dA

ln

y

ba

cdx

Gambar 11 Daerah pelayanan gardu induk distribusi yang dilayani oleh n saluran primer

dS = D dA kVA

dimana : dS = beban yang berbeda dilayani oleh saluran dalam daerah yang berbeda dA kVA D = kerapatan beban, kVA/mi2 dA = daerah pelayanan yang berbeda dari saluran, mi2

dx x y θ tan

y = (x + dx) tan θ tan .x y

nl

0xdA nA

θ nl nA tanx2

nl

0xdS nS

θ nl D nS tanx2x

6xxx

32% S K nl nVD θ nl D K nVD tanx3xxx

32%

atau, karena

n nl D K nVD

2

0360tanx3xxx32% 0360 (2θ2 n

III.8.1 PERBANDINGAN BENTUK 4 DAN 6 SALURAN

Dengan kata lain, untuk daerah gardu induk distribusi bentuk bujur sangkar dilayani oleh 4 saluran primer, yaitu n = 4, daerah yang dilayani oleh salah satu dari 4 saluran adalah :

l A 244

Total daerah yang dilayani oleh ke 4 saluran adalah:

2 24

444

x44

mi l TA A TA

kVA beban yang dilayani oleh salah satu dari saluran adalah:

24

x 4

l D S

Maka total kVA beban yang dilayani oleh ke 4 saluran adalah:

24

x44

l D TS

Persen susut tegangan di saluran utama adalah:

34

xxx32

4% l D K

main,VD

Arus beban di saluran utama pada titik a adalah:L-LV

S I

x34

4

atau

L-LV

l D I

x 3

24

x4


Dengan kata lain, untuk daerah gardu induk distribusi bentuk hexagonal dilayani oleh 6 saluran primer, yaitu n = 6, daerah yang dilayani oleh salah satu dari 6 saluran adalah :

l A 263

1 6

Total daerah yang dilayani oleh ke 6 saluran adalah:22

6x 3

66 mi l TA

kVA beban yang dilayani oleh salah satu dari saluran adalah :26xx

31

6 l D S

Maka total kVA beban yang dilayani oleh ke 6 saluran adalah :26x

3

66 l D TS

Persen susut tegangan di saluran utama adalah : 36xxx

332

6% l D K main ,VD

Arus beban di saluran utama pada titik a adalah :

L-LVx 36

S

6I

L-LVx 3

26 lx D

6

I


Hubungan antara daerah pelayanan dari bentuk 4 dan 6 saluran dapat diperoleh atas dua pemisalan :

(1) Panas sirkit saluran dibatasi dan

(2) Susut tegangan sirkit saluran dibatasi

I4 = I6

1. Panas sirkit saluran dibatasi. Untuk ukuran konduktor tertentu dan susut tegangan diabaikan.

L-Lx3

26x

L-Lx3

24x

V

l D

V

l D 3

2

4

6 l

l

2

4

63

2244

26x

36

4

6

l

l

l

l

TA

TA

23

4

6 TA

TA

TA6 = 1.50 x TA4

Maka 6 saluran dapat dibebani 1,5 x 4 saluran.

2. Susut tegangan sirkit saluran dibatasi.

%VD4= %VD6

I4 = 0.833 x I6

263

66 l TA

26x2,784 l TA

45

4TA6TA

TA6 = 1.25 x TA4

Maka 6 saluran dapat dibebani 1,25 x 4 saluran, jika susut tegangan dibatasi.

iii. perancangan subtransmisi dan gardu induk distribusi

Documents