LISTRIK ALIRAN ATAS DAN GARDU LISTRIK

2

Listrik Aliran Atas

BAB IELEKTRIFIKASI JABOTABEK

1.1. Pendahuluan

1.1.1. Pengertian

Elektrifikasi disini maksudnya adalah penyiapan prasarana-prasarana untuk keperluan beroperasinya Kereta Rel Listrik, yaitu dibangunnya gardu-gardu listrik (substation) dengan jarak sesuai kebutuhan, serta sistem penghantar penyuplaian daya untuk pengoperasian kereta listrik (KRL). Sistem penghantar yang kita gunakan untuk penyuplaian daya keluaran gardu listrik / substation berupa jaringan listrik saluran atas (over head contact line).

Pada dasarnya, ada 3 sistem elektrifikasi yang digunakan dalam teknologi perkereta-apian, yaitu :

1. Sistem listrik arus searah (Direct Current) 750 V, 1500 V2. Sistem listrik arus bolak balik 1 phase (Single Phase Alternating Current)3. Sistem listrik arus bolak balik 3 phase (3 Phase Alternating Current)

Selanjutnya, sistem DC dipecah-pecah lagi menurut besar tegangan, dan untuk sistem AC dipecah-pecah lagi menurut besar tegangan dan frekuensi yang digunakan.

3

Listrik Aliran Atas

Perkereta-apian Indonesia menggunakan sistem elektrifikasi arus searah 1500 volt, dengan menggunakan sistem penyulangan saluran listrik atas (over head contact line).

1.1.2. Faktor Dominan Perencanaan Elektrifikasi

Untuk membuat perencanaan elektrifikasi, kita memerlukan cakupan ilmu yang luas tentang kereta api secara spesifik dan keteknikan yang memadai dalam kaitannya dengan pengoperasian transportasi kereta listrik.

Dalam perencanaan elektrifikasi, terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan, yaitu :

a. Agar pembangunan elektrifikasi berjalan baik, penting diketahui secara teliti hal-hal sebagai berikut :1. Kondisi jalan

- Kecuraman/kelandaian atau sudut elevasi- Curva jalan KA

2. Jarak antar stasiun3. Kecepatan

- Jadual kecepatan- Kecepatan maximum- Waktu berhenti

4. Data percepatan / perlambatan5. Sifat rangkaian KRL

- Jumlah rangkaian- Kekuatan traksi motor

4

Listrik Aliran Atas

7. Type power lok- Lokomotif- KRL

8. Berat kosong, berat isi9. Karakteristik tenaga KRL10. Tahanan, koefisien adhesi

b. Perkiraan volume Penumpang yang akan datang Secara umum, untuk angkutan Penumpang kereta api, kebutuhan angkutan kereta api diperkirakan dengan pertimbangan kecenderungan karakteristik tahun-tahun lalu dan kecenderungan dimasa yang akan datang, serta pertumbuhan jalan KA.

Untuk angkutan barang, pertimbangan tambahan terutama pada masalah pertumbuhan industri sepanjang jalan kereta api dan pengaruh pertambahan motor traksi akibat pertambahan muatan.

c. Perencanaan jumlah kereta apiKapasitas transportasi ditentukan untuk memperkirakan volume Penumpang yang diangkut. Berdasarkan kapasitas transportasi dan kondisi track, seperti kemiringan, lebar jalan kereta api, dapat diperoleh daya tarik / kemampuan angkut KRL.

d. Kapasitas dan jarak antara SubstationAkan dibahas di Bab II.

5

Listrik Aliran Atas

1.2. Sejarah Elektrifikasi

1.2.1. Masa Pembangunan 1923 – 1976

Perkembangan perangkat keras / hardware Jaringan Listrik Atas (LAA) sejak dibangun tahun 1923 sampai tahun 1976 tidak mengalami pertumbuhan yang sangat pesat.

Pertumbuhan / perkembangan LAA pada masa itu meliputi :

a. Elektrifikasi lintas :Jakarta Kota – Ancol – Tanjung Priok (double track)Jakarta Kota – Gambir – Manggarai – Jatinegara (double track)Jatinegara – Pasar Senen – Kemayoran – Jakarta Kota (double track)Manggarai – Depok – Bogor (single track)

b. Jaringan :Panjang jaringan LAA total mencapai 154 km, yang meliputi :- emplasemen = 25 km- lintas antar emplasemen = 129 km

c. Gardu :Gardu LAA yang biasa disebut Substation menggunakan penyearah sistem air raksa dan sistem motor-generator dengan kapasitas daya 1000 kW. Selain gardu listrik, pada masa ini dibangun juga 3 gardu hubung/post station yang berfungsi sebagai media perantara untuk menyalurkan daya listrik dari gardu listrik ke jaringan LAA yang letaknya jauh dari gardu listrik.

6

Listrik Aliran Atas

Gardu-gardu yang ada pada masa ini adalah seperti yang ditunjukkan tabel 1.1.

No Jenis Gardu Lokasi Kapasitas Daya(kW)

Sistem Penyearah

1234567

DayaDayaDayaDayaHubung HubungHubung

JatinegaraAncolDepokKedung BadakManggaraiPasar SenenTanjung Priok

2 x 1.0002 x 1.0002 x 1.0002 x 1.000

4.0002.0001.000

Motor – GeneratorMotor – Generator

Air RaksaAir Raksa

---

Tabel 1.1.

Masa-masa sulit mengurusi LAA adalah tahun 1973 – 1975. Pada periode ini, suku cadang, baik untuk KRL maupun jaringan dan gardu, sangat sulit didapat. Sementara itu, angkutan darat lain, seperti bis, dirasakan lebih baik.

Atas pertimbangan pemerintah, akhirnya pemerintah lebih memilih untuk mengutamakan pengembangan sarana perkereta-apian, terutama KRL dibandingkan dengan angkutan darat lainnya, sehingga mulai tahun 1976 mulai dibangun elektrifikasi modern.

1.2.2. Masa pembangunan 1977 - sekarang

Mulai bulan Oktober 1976, dibangun sistem elektrifikasi modern dengan meluncurkan KRL baru lintas Jakarta Kota – Bogor. Sejak saat ini berdatangan KRL type Rheostatik buatan Kawasaki Jepang hingga tahun 1977.

7

Listrik Aliran Atas

Sejalan dengan pertambahan armada kereta listrik, diadakan pula penambahan dan penggantian jaringan LAA dan gardu-gardu listrik. Selain menambah jumlah gardu, modernisasi perkereta-apian juga melakukan perubahan pada sistem penyearah tegangan dari sistem motor-generator dan air raksa menjadi sistem sistem penyearah silicon (Silicon Rectifier).

Perkembangan elektrifikasi periode tahun 1977 – 1999 dapat dilihat dari tabel 1.2.

Tabel 1.2.

8

Listrik Aliran Atas

No Tahun Nama Lintas Gardu ListrikLokasi Jenis Produksi

1 1977 – 1982 - Jng Silicion Rectifier Meiden Ac Silicion Rectifier Meiden

Dp Silicion Rectifier Meiden

Kdb Silicion Rectifier Meiden

Gmr Silicion Rectifier Meiden / dibongkar

Psm Silicion Rectifier Meiden / dibongkar

Bjd Silicion Rectifier Meiden

2 1983 – 1987 Mri-Thb-Du-Jak,pp Kat Silicion Rectifier Meiden Du Silicion Rectifier Meiden

Jak Silicion Rectifier Meiden

3 1991 - 1992 Jak-Gmr-Mri, pp(jalur layang)

dp-Mri

Sw Silicion Rectifier Meiden Gdd Silicion Rectifier Meiden

Drn Silicion Rectifier Meiden

Tnt Silicion Rectifier Meiden

CUI Silicion Rectifier Meiden

Jng-Bks, pp Jng Silicion Rectifier Meiden

Kri Silicion Rectifier Meiden

Thb-Srp Kat Silicion Rectifier GEC-Alsthom

Lmo Silicion Rectifier GEC-Alsthom

Jrm Silicion Rectifier GEC-Alsthom

Srp Silicion Rectifier GEC-Alsthom

4 1995 – 1996 Boo-Dp Cta Silicion Rectifier Siemens Clt Silicion Rectifier Siemens

Kdb Silicion Rectifier Siemens

5 1997 – 1999 Du-Tng, pp Du Silicion Rectifier GEC-Alsthom Psg Silicion Rectifier GEC-Alsthom

Bcr Silicion Rectifier GEC-Alsthom

Tng Silicion Rectifier GEC-Alsthom

9

Listrik Aliran Atas

Pada tahun 2000, diadakan penambahan daya/reinforce substation untuk beberapa gardu listrik, yaitu gardu listrik Duri, Karet Ancol dan pembangunan baru gardu listrik Bogor serta penambahan HSCB untuk Emplasemen Jakarta Kota dan Manggarai.

Elektrifikasi Jabotabek per Januari 2001 dapat dilihat pada gambar 1.3.

Gambar 1.3.

10

Listrik Aliran Atas

1.3. Struktur Organisasi

1.3.1. Sejarah Perkembangan Struktur Organisasi

Unit organisasi yang memelihara prasarana listrik untuk mendukung operasional KRL adalah unit LAA. Sejak pertama ada sampai dengan tahun 1991 unit LAA berada dibawah Direktorat Traksi.

Sejak September 1991, yaitu setelah adanya perubahan struktur organisasi PERUMKA di tingkat Kantor Pusat yang diikuti perubahan di daerah, unit LAA berada dibawah Direktorat Teknik, Sub Direktorat Sinyal & Telekomunikasi.Sejak bergabungnya unit LAA yang disusul oleh unit Listrik Umum ke Sub Direktorat Sinyal Telekomunikasi, maka secara resmi berubah pula nama Sub Direktorat Sinyal & Telekomunikasi menjadi Sub Direktorat Sinyal Telekomunikasi dan Listrik.

1.3.2. Struktur Organisasi

Struktur organisasi yang membawahi unit Listrik Aliran Atas di lingkungan Kantor Pusat adalah Direktorat Teknik, Sub Direktorat Sinyal Telekomunikasi dan Listrik (dlihat bagan 1.4).

11

Listrik Aliran Atas

SUB DIREKTORAT SINYAL

TELEKOMUNIKASI DAN LISTRIK ALIRAN ATAS

SEKSI PROGRAM ANGGARAN

PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN SINYAL,

TELKOM DAN LISTRIK ALIRAN ATAS

SEKSI PROGRAM PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN SINYAL

SEKSI PROGRAM PEMELIHARAAN DAN

PERBAIKAN TELEKOMUNIKASI

SEKSI PROGRAM PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN LISTRIK

ALIRAN ATAS

SUB SEKSI PROGRAM ANGGARAN

PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN SINYAL TELKOM DAN LAA

SUB SEKSI SINYAL LISTRIK DAN PINTU

PERLINTASAN LISTRIKSUB SEKSI JARINGAN RADIO DAN SERAT

OPTIK

SUB SEKSI JARINGAN LISTRIK ALIRAN ATAS

SUB SEKSI PROGRAM ANGGARAN

PEMELIHARAAN DAN PERBAIKAN

TELEKOMUNIKASI

SUB SEKSI SINYAL MEKANIK DAN PINTU

PERLINTASANMEKANIK

SUB SEKSI PESAWATPENYAMBUNG DANKOMUNIKASI DATA

SUB SEKSI SENTRAL LISTRIK ALIRAN ATAS

SUB SEKSI EVALUASI SUB SEKSI JARINGAN FISIK TELEKOMUNIKASI

12

Listrik Aliran Atas

Gardu listrik dan Jaringan listrik aliran atas hanya terdapat di Daop I Jakarta, khususnya di Jabotabek (Jakarta, Bogor, Tangerang, Bekasi), sedangkan unit listrik umum (LU) ada di seluruh Daerah operasi, sehingga struktur organisasi di Daop I Jakarta agak berbeda dengan Daop-Daop lain, yaitu adanya unit listrik aliran atas.Di Daop I Jakarta, unit listrik aliran atas dibagi menjadi 3 Resort (disebut ERK), yaitu Resort 11 Manggarai, Resort 12 Depok, dan Resort 13 Tanah Abang. Masing-masing Resort membawahi 2 Distrik (disebut EDK).

KASI STL KASI 22 KASI OP KASI SAR

KASI ADM

KASI KEU

KASI NIAGA

KADAOP I

WASTEK (JJ, STL, OP, SAR)

WASI LAA

ERK 11LAA MRI

ERK 12LAA DP

ERK 13LAA THB

EDK 11A

EDK 11B

EDK 11C

EDK 12A

EDK 12A

EDK 13A

EDK 13B

EDK 13C

13

Listrik Aliran Atas

2.1. Pendahuluan

Sistem elektrifikasi yang dipakai di Jabotabek memakai sistem elektrifikasi Arus searah 1500 volt DC dengan memakai sistem penyuplaian melalui Jaringan Listrik aliran Atas. Sistem saluran atas 1.500 volt DC mendapat catu daya dari pusat-pusat listrik/gardu listrik.

Gardu listrik mendapat catu daya dari jaringan distribusi tegangan menengah 20 kV AC milik PLN, yang selanjutnya oleh gardu listrik, tegangan PLN tersebut diturunkan dan diubah menjadi tegangan 1500 volt DC.

Pada pusat listrik aliran atas / substation terdapat unit-unit peralatan seperti transformator, penyearah tegangan, dan unit-unit peralatan bantu lain seperti unit peralatan untuk komunikasi, pengukuran, unit proteksi / pengaman sistem dan peralatan switching.

Proses aliran daya listrik dari Pusat pembangkit listrik sampai dengan pencatuan daya ke KRL dapat dilihat dalam gambar 2.1.

BAB IIGARDU LISTRIK / SUBSTATION

14

Listrik Aliran Atas

Diagram blok sistem diatas dapat dilihat dalam bagan dibawah ini.

PUSAT LISTRIK TENAGA AIR,UAP, DLL

TEGANGAN 150 KV AC

GARDU INDUK PLNEGANGAN 20 KV, 70 KV AC

GARDU LISTRIK KERETA API TEG. 20 KV/1.2 KV AC, 1.5 V

DC

KONSTRUKSI SALURAN ATAS

TEGANGAN 1.5 KV DC

SARANA GERAK

(KERETA LISTRIK)

REL KERETA API

15

Listrik Aliran Atas

2.2. Unit Peralatan Gardu Listrik / Substation

Dalam gardu listrik (Substation), terdapat unit-unit peralatan yang mempunyai fungsi-fungsi tertentu yang membentuk suatu kesatuan sistem. Unit peralatan utama yang terdapat dalam gardu listrik adalah :

1. Disconnecting Switch (DS)Disconnecting Switch (DS) adalah peralatan yang berfungsi sebagai pemisah / pemutus suatu bagian dengan bagian lain, misalnya :- antara sisi 20 kV PLN dengan sisi 20 kV Incoming Cubicle- antara sisi keluaran HSCB Feeder dengan jaringan listrik aliran atasPengoperasian DS, baik saat memasukkan maupun pada saat membuka, dilakukan pada saat sedang tidak berbeban.

2. Vacuum Circuit Breaker (VCB)Vacuum Circuit Breaker (VCB) adalah peralatan yang mempunyai fungsi sebagai pemutus aliran listrik disisi tegangan arus bolak-balik (Alternating Current).

3. TransformatorTransformator, yaitu peralatan yang berfungsi sebagai pengubah (menaikkan/menurunkan) tegangan AC. Transformator yang terdapat dalam sistem Substation merupakan jenis transformator Step Down (penurun tegangan).

4. Silicon Rectifier (SR)Silicon Rectifier adalah suatu unit peralatan yang berfungsi sebagai pengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Silicon Rectifier yang dipakai di Jabotabek menggunakan Silicon rectifier 3 phase gelombang penuh 1.2 kV AC / 1500 volt DC.

16

Listrik Aliran Atas

5. High Speed Circuit Breaker (HSCB)High Speed Circuit Breaker (HSCB) adalah suatu alat yang berfungsi sebagai pemutus tegangan DC (Direct Current).

2.3. Siklus Aliran DayaSiklus aliran daya sistem penyuplaian gardu listrik / substation dari 20 kV PLN sampai kepada diperolehnya tegangan keluaran 1500 volt DC yang digunakan untuk mengoperasikan KRL, dapat dilihat dari Single Line Diagram (diagram satu kawat) seperti yang digambarkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3

17

Listrik Aliran Atas

Siklus aliran dayanya sebagai berikut : - Catu daya masuk dari PLN dengan tegangan masuk 20 kV AC.- Setelah melalui peralatan switching dan pengukuran, dilakukan penurunan tegangan

dari 20 kV menjadi 1.2 kV AC melalui Main Transformer.- Tegangan dari Main transformer kemudian diserahkan/diubah menjadi tegangan DC

dengan menggunakan Silicon Transformer 1.2 kV AC/1500 VDC.- Selain melewati Silicon Rectifier, aliran daya juga melewati trafo bantu 20 kV / 6 kV

yang digunakan untuk keperluan sistem persinyalan.- Keluaran trafo 6 kV ada juga yang masuk ke trafo kV / 380 volt.- Tegangan keluaran trafo 6 kV / 380 volt selanjutnya ada yang masuk ke trafo step

down, penyearah tegangan, charger battery. Di sisi tegangan ini tegangan digunakan sebagai tegangan untuk kontrol.

- Untuk keluaran rectifier, akan disalurkan ke jaringan aliran atas dengan melewati HSCB dan DS.

- KRL memperoleh catu daya dari jaringan (bertegangan positif), dan rel digunakan sebagai penghantar tegangan negatif, yang dihubungkan dengan sisi negatif Silicon rectifier.

2.4. Kapasitas dan Jarak antar Gardu Listrik / Substation

2.4.1. Perhitungan Beban Gardu Listrik

Secara umum, beban yang ditanggung gardu listrik ditentukan dari pertimbangan-pertimbangan kondisi jalan, jarak antar stasiun, kecepatan KRL, data percepatan / perlambatan, sifat rangkaian KRL, interval waktu, type KRL / lok, berat kosong/isi, karakter tenaga KRL dan Koefisien adhesi.

18

Listrik Aliran Atas

Dari pertimbangan-pertimbangan itu, dapat diperoleh kapasitas gardu, yaitu dengan mengetahui jarak antar gardu, lokasi gardu dan beban per jam.

2.4.2. Perhitungan kapasitas Substation

Dalam perhitungan kapasitas suatu gardu / substation, ada hal-hal yang harus diperhatikan, yaitu :

a. Persyaratan umum kapasitas substation harus cukup menanggung beban KRL yang direncanakan.

b. Voltage drop tidak sampai mengganggu operasi KRL- Gerakan normal dari mesin dan perlengkapan pendukung KRL harus

tetap terjamin walau sampai kemungkinan voltage drop maksimum. - Voltage drop tak boleh menyebabkan kelambatan atau temperatur

tinggi yang membahayakan motor penggerak.c. Konfigurasi sistem disyaratkan bila terjadi hubungan pendek atau kecelakaan /

gangguan yang terjadi pada saluran, maka kegagalan dapat segera dideteksi, dilanjutkan dengan pemisahan / pemutusan hubungan agar sistem lain (diatasnya) tidak terganggu.

2.5. Sistem penyuplaian dua sisi

Sistem penyuplaian daya untuk jaringan aliran atas memiliki sistem penyuplaian dua sisi. Sistem ini menyuplai daya untuk KRL dengan menggunakan 2 gardu listrik yang bersebelahan dalam 1 petak jalan / petak jalan lain, yang dihubungkan secara paralel.

19

Listrik Aliran Atas

Pada gambar 2.4. dilihatkan sistem penyumplaian daya dengan menggunakan sistem penyuplaian 2 sisi, yaitu dari Gardu A dan Gardu B.

Gambar 2.4

20

Listrik Aliran Atas

Gambar di atas memperlihatkan gardu A dan gardu B menyuplai daya untuk KRL secara paralel. Tegangan negatif dari rel dialirkan ke Penyerahan / rectifier gardu A dan gardu B.

Pada kasus bila suatu gardu tidak dapat beroperasi, misalnya karena ada gangguan sehingga tidak bisa digunakan, maka gardu lain (disebelahnya) bisa digunakan untuk mencatu daya KRL pada petak jalan itu. Sebagai contoh, pada gambar 2.5, bila Gardu B tidak bisa operasi / rusak, maka untuk membentuk sistem penyuplaian 2 sisi dapat digunakan gardu C, sehingga operasi KRL yang berada di petak jalan tersebut disuplai dari gardu A dan Gardu C.

Gambar 2.5

21

Listrik Aliran Atas

Pada gambar 2.5, KRL disuplai oleh gardu A dan Gardu C secara paralel.

Aliran daya yang datang dari gardu C menggunakan perantara HSCB gardu B sehingga arus listrik bisa dialirkan ke KRL. Tegangan negatif dari rel masuk ke SR gardu A dan Gardu C.

Untuk kasus seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.5, hal-hal yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut:

- Menghitung apakah kapasitas gardu yang akan digunakan sebagai pengganti gardu yang sedang mengalami gangguan itu cukup untuk mencatu daya di petak jalan yang dimaksud (dengan memperhatikan jarak antar gardu).

- Bila diperkirakan cukup, kemudian tentukan kemampuan maksimum dari kedua gardu yang akan diparalel, apakah cukup untuk operasional 1 set KRL atau 2 set KRL.

- Memperhatikan persilangan antar KRL (jangan sampai terjadi drop tegangan akibat persilangan KRL, yang menyebabkan gardu trip / jatuh).

Hal-hal tersebut di atas terkait dengan seksi operasi dalam mengatur perjalanan dan menentukan frekuensi KRL yang akan dioperasikan dalam per jalan tersebut.

Contoh kasus terjadinya kasus seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.5 : - Ketika gardu Serpong terbakar akibat petir.

Semenjak garudu Serpong terbakar, supplai daya untuk petak jalan antara Jurangmangu-Serpong hanya ditanggung gardu Jurangmangu saja sehingga hanya 1 set KRL saja yang bisa beroperasi di lintas tersebut.

22

Listrik Aliran Atas

- Ketika Gardu listrik Grogol & Bojong Indah mengalami gangguanKetika gardu-gardu tersebut mengalami gangguan, di lintas tersebut hanya beroperasi 1 set KRL.

2.6. HSCB Tripping

Untuk membatasi suatu operasi, di dalam gardu listrik terdapat beberapa alat pengaman yang sifatnya untuk memproteksi segala hal yang sifatnya dapat membahayakan jaringan atau gardu itu sendiri.

Alat pengaman itu berupa pemutus otomatis yang dilengkapi dengan rele-rele proteksi yang dapat disetting sebelumnya. Diisi tegangan AC misalnya gardu listrik dilengkapi dengan rele-rele tegangan dan arus lebih, tegangan dan arus lemah (under voltage / current), dll, yang dapat memberikan sinyal kepada pemutus otomatis untuk jatuh / trip apabila terjadi suatu operasi yang melebihi setting rele-rele tersebut.

Diisi tegangan DC, terutama disisi keluaran 1500 volt untuk penyulangan ke jaringan aliran atas, gardu listrik di lengkapi alat pemutus otomatis yang dikenal dengan nama HSCB (High Speed Circuit Breaker). Alat ini dilengkapi dengan rele-rele proteksi yang akan memberikan sinyal kepada HSCB untuk jatuh / trip apabila ada operasi abnormal, misalnya beban lebih / over load, tegangan lebih, tegangan jatuh, dll yang melewati setting rele-rele proteksi.

23

Listrik Aliran Atas

Penyebab-penyebab HSCB trip / jatuh antara lain : 1. Beban Lebih (Over Load)

Terjadi apabila dalam petak gardu listrik (antara gardu listrik yang satu dengan gardu listrik pasangannya/sebelahnya) ada pemakaian arus listrik yang melebihi kapasitas HSCB. Hal tersebut bisa terjadi jika dalam satu petak gardu terdapat beberapa KRL yang menggunakan arus secara bersamaan.

2. Arus Kejut ( I)Terjadi apabila dalam petak gardu listrik terjadi pemakaian Arus Beban yang sangat tinggi dalam waktu sesaat/singkat, misalnya arus pada saat start dimana terjadi perubahan arus yang sangat besar dalam waktu yang singkat.

Gambar grafik arus terhadap waktu :

Arus KejutI

Arus nominal

Arus normal

T

24

Listrik Aliran Atas

3. Hubung Singkat (Short Circuit)Terjadi seakan-akan seperti Arus Kejut dan Beban Lebih. Dalam waktu sesaat / singkat terjadi Arus Beban yang sangat tinggi sampai mencapai tak hingga. Bedanya dengan Arus Kejut dan Beban Lebih adalah pada saat yang bersamaan kedua HSCB untuk petak jalan yang sama pada gardu listrik yang satu dan pasangannya / sebelahnya mengalami trip (kedua sisi off) dan tidak seperti Arus Kejut / Beban Lebih yang setelah trip, oleh Remote Control dapat di-ON-kan kembali. Pada hubung singkat, apabila terjadi trip, HSCB Lock Out / mengunci.

Tripping HSCB sangat berpengaruh kepada operasional KRL dan life time dari HSCB itu sendiri.

2.7. Return Current (Arus Balik)

Sistem perjalanan arus listrik membentuk suatu loop, mulai dari gardu listrik, mengalir melalui jaringan listrik aliran atas, masuk ke KRL dan kemudian melalui rel dan kembali ke silicon rectifier.

Return Current (arus balik) yaitu arus negatif yang datang dari KRL, mengalir melalui rel kembali ke sisi tegangan negatif Silicon Rectifier (penyearah tegangan) gardu listrik. Return current merupakan bagian dari sistem looping perjalanan arus listrik untuk KRL. Dalam sistem looping, Return Current sangat riskan, terutama dalam kondisi operasional di daerah Jabotabek yang sangat padat dan rawan pencurian.

25

Listrik Aliran Atas

Untuk mendapatkan penyuplaian arus balik yang sempurna, maka pada sambungan rel, disamping adanya las plat rel dipasang juga rel konektor sebagai penghantar arus.Return current adalah hal yang sangat penting untuk menjaga agar KRL dapat beroperasi dengan baik karena kontinyunitas penyuplaian merupakan syarat mutlak terjadinya loop tertutup.

Saat ini, di Jabotabek telah menggunakan sinyal listrik sistem AC, dimana rel merupakan media untuk menyalurkan tegangan AC sistem persinyalan tersebut. Sehingga untuk keperluan persinyalan, rel yang digunakan sebagai media untuk arus balik harus terisol (terpotong) dan hal ini menyebabkan untuk penyaluran arus balik ke silicon rectifier dipasang impedance bond yang akan menyalurkan arus balik ke silicon rectifier dan mentransfer tegangan AC untuk keperluan persinyalan.

Hal lain yang harus diperhatikan dalam sistem return current adalah kondisi rel. Apabila terjadi rel patah, maka akan terjadi loncatan arus dan akan mengakibatkan rel terbakar. Untuk mengatasi hal ini, unit JJB agar selalu berkoordinasi dengan unit LAA dalam setiap pekerjaan pemeliharaan, perbaikan dan penggantian rel.

2.8. Remote Control

Dalam pengoperasiannya, gardu listrik dapat dioperasikan dan dikontrol dengan cara lokal dan dengan sistem remote control. Pengoperasian lokal maksudnya adalah pengoperasian di tempat/lokasi dimana gardu tersebut berada. Sedangkan operasi remote control adalah pengontrolan operasi gardu listrik pada jarak jauh.

26

Listrik Aliran Atas

Pengoperasioan lokal maksudnya pengoperasian di kubikel-kubikel gardu, misalnya pengoperasian membuka / menutup saklar HSCB dilakukan dengan menekan tombol ON / OFF HSCB di Kubikel HSCB atau di suatu panel yang disebut Remote Supervisoly Penel (LOCAL). Untuk gardu listrik sistem Prancis, operasi lokal dapat dilakukan melalui suatu panel yang disebut VCP (Visual Control Panel), yaitu panel yang dapat mengontrol operasi kubikel-kubikel dalam gardu.

Operasi remote control terdapat di Manggarai, yaitu di OC Manggarai. Melalui OC Manggarai, kita dapat memantau sekaligus mengoperasikan gardu-gardu di Jabotabek dengan jarak jauh. Operasi remote control akan berlangsung kalau swuitch mode di gardu-gardu yang bersangkutan ada di posisi Remote Control.

Kondisi sekarang ini tidak semua gardu dapat dioperasikan secara remote control, misalnya untuk gardu-gardu Jerman yang rusak terkena petir. Gardu-gardu Prancis juga tidak dapat diremote dari OC Manggarai, karena peralatannya tidak dilengkapi dengan Remote Control. Tetapi untuk gardu-gardu Prancis telah dilengkapi dengan VCP (Visual Control Panel) yang bisa dianggap sebagai remote control.

Kondisi operasi remote control gardu-gardu di Jabotabek bisa dilihat dari gambar di bawah ini.

27

Listrik Aliran Atas

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa hampir semua gardu dapat diremote. Gardu-gardu yang tidak bisa diremote adalah gardu-gardu lintas Duri Tangerang, Tanah Abang – Serpong, dan gardu-gardu Jerman di lintas Depok – Bogor.

28

Listrik Aliran Atas

BAB IIIJARINGAN LISTRIK ALIRAN ATAS

3.1. Pendahuluan

Sistem elektrifikasi untuk operasi KRL di Jabotabek memakai sistem elektrifikasi 1500 volt DC menggunakan sistem penyulangan Jaringan listrik aliran atas. Sistem penyulangan ini memiliki ciri, yaitu dibangunnya tiang-tiang penyangga dan dibentangkannya kawat kontak, yang disebut trolley wire, dan kawat-kawat pendukung lainnya yang membentuk suatu kesatuan untuk menyalurkan arus listrik dari gardu ke KRL.

Sistem penyulangan jaringan listrik aliran atas disebut juga Saluran atas, yaitu prasarana yang disiapkan untuk mendistribusikan / meneruskan arus searah (DC) dari gardu listrik ke KRL.

Selain berfungsi sebagia media penyulang daya untuk KRL, saluran atas juga mempunyai suatu sistem distribusi daya, yang dikenal dengan sistem distribusi 6 kV (Power Distribution Line) yang digunakan untuk keperluan persinyalan, telekomunikasi, penerangan station, dan pintu-pintu perlintasan.

Jaringan listrik aliran atas di Jabotabek sudah ada sejak tahun 1923. Hingga tahun 1976, jaringan listrik aliran atas di Jabotabek baru mencapai 154km dengan perincian 25 km untuk jaringan di emplasemen dan 129 km untuk jaringan di lintas. Model jaringan pada periode 1923-1976 memakai sistem jaringan aliran atas model Belanda.

Perkembangan jaringan LAA sejak tahun 1976 selanjutnya mengikuti perkembangan jalan KA dan perluasan jaringan LAA dapat dilihat dalam bagan 3.1.

29

Listrik Aliran Atas

No Lintas Jenis track Lintas Tahun

pemasangan

1234567

BaratTimur

SerpongSelatan Tengah Selatan

Tangerang

GandaGanda

TunggalGanda

Layang gandaGanda

Tunggal

Jakarta – Tanahabang – Manggarai

Jatinegara – Bekasi Tanahabang – Serpong Manggarai – Depok Jakarta – Gambir – Manggarai Depok – Bogor Duri – Tangerang

198719971991199219921996

1996-1999

Bagan 3.1

Hingga tahun 2000, panjang jaringan elektrifikasi di Jabotabek mencapai 55.678 meter, dengan perincian jenis Kawat tunggal (single trolly) 343.258 meter dan kawat ganda (sistem Belanda & Prancis) 222.420 meter.

3.2. Sistem Saluran Atas

Sistem Saluran Atas yang dimiliki PT. KA (Persero) ada 3, yaitu Saluran Atas sistem Jepang, Belanda, dan Prancis. Ketiga sistem ini mempunyai bentuk fisik dan karakteristik yang berbeda. Perbedaan yang paling terlihat dari ketiga sistem ini adalah pada model kawat kontaknya (troly wire).

Untuk sistem Jepang, kawat kontak yang digunakan adalah jenis kawat kontak tunggal (single trolly), sedangkan untuk type Belanda dan Prancis, kawat kontak yang digunakan adalah jenis kawat kontak ganda (double trolly).

30

Listrik Aliran Atas

Untuk membedakan Saluran Atas sistem Belanda dengan Perancis, dapat dilihat dari konstruksi saluran atasnya, misalnya dari jenis dan ukuran kawat kontak yang digunakan. Kawat kontak yang digunakan untuk kedua sistem sama, akan tetapi untuk kawat penggantung dan kawat penyulangnya berbeda, sistem Perancis mempunyai penampungan yang lebih besar dibandingkan dengan sistem Belanda.

Perbedaan-perbedaan ketiga sistem ini dapat dilihat dari bagan 3.2. di bawah ini

BahanLuas A (mm2)

BahanLuas A (mm2)

BahanLuas A (mm2)

BahanLuas A (mm2)

BahanLuas A (mm2)

BahanLuas A (mm2)

1 Belanda GT Cu 107 BC 95 BC 240 St 35 - - - -150

2 Jepang GT Cu 110 St 90 BC 185 St 55 St 56 Cu 35300 90325 135

3 Perancis GT Cu 107 Bz 116,24 BC 261,54 St 56 St 90 St 50

Penahan Distribusi 6 kVNo Teknologi

Jens Kaw atTroli Mesenjer Penyulang Bumi Atas

Elektrifikasi di Jabotabek yang masih memakai sistem Belanda hingga tahun 2000 adalah : a. Emplasemen Manggarai, Jakarta Kota, Bogor, dan Pasar Senenb. Lintas Manggarai – Bogor (Sepur hulu)c. Jakarta Kota – Tanjung Priokd. Jatinegara – Pasar Senen – Kampung Bandan e. Kemayoran – Tanjung Priok

31

Listrik Aliran Atas

Kemudian lintas yang memakai sistem Perancis adalah :a. Lintas Duri – Tangerang b. Lintas Tanah Abang – Serpong

Selain dari lintas-lintas di ats, elektrifikasi yang digunakan adalah sistem elektrifikasi Jepang, yang sering disebut sistem simple catenary, yaitu sistem satu kawat kontak yang didukung oleh kawat-kawat lain, misalnya kawat pikul (messenger), kawat penyulang (feeder wire / feeding brance), kawat penggantung (hanger), dan perangkat lain (tiang beton, V-trass beam, cantilever, dll).

3.6. PDL (Power Distribution Line)

Power Distribution Line dimaksud adalah jaringan distribusi 6kV 3 phase tersebut diambil dari substation / gardu listrik atau dari stasiun pendistribusian. Jaringan distribusi ini digunakan untuk : a. Persinyalan b. Telekomunikasi c. Penerangan station d. Pintu-pintu perlintasan (elektrik)

Untuk 6 kV yang datangnya dari gardu listrik, tegangan tersebut berasal dari tegangan keluaran trafo 20 kV / 6 kV. Tegangan 6 kV ini kemudian dialirkan ke peralatan-peralatan seperti yang disebut di atas melalui kabel-kabel (kabel PDL) yang dibentangkan melalui tiang-tiang aliran atas.

32

Listrik Aliran Atas

Mengenai bentuk fisik dari kabel 6 kV tersebut, ada yang berbentuk 3 kabel, masing-masing bertegangan r, s dan t. ada pula yang berbentuk 1 kabel, dimana setiap kabel didalamnya memiliki 3 inti yang dipisahkan isolasi.

Tegangan listrik yang akan digunakan untuk peralatan-peralatan yang disebut di atas harus diturunkan dahulu melalui transformator / trafo sesuai kebutuhan. Sebagai contoh untuk pintu perlintasan, 1 phase 6 kV diturunkan dengan transformator tiang 6 kV/220 volt, dengan kapasitas 3 kVA, sehingga setiap ada pintu perlintasan elektrik selalu ada trafo tiang.

Untuk peralatan-peralatan persinyalan di stasiun, tegangan 6 kV diturunkan di signal hut atau sinyal kabin menjadi tegangan 380/220 volt 3 phase. Di signal hut / cabin terdapat trafo step down masing-masing 2 unit, dengan cara kerja yang bergantian.

Gardu-gardu di Jabotabek yang memiliki keluaran 6 kV adalah gardu listrik :

1. Jakarta kota 7. Kranji 2. Gondangdia 8. Karet3. Duren Kalibata 9. Serpong4. Kampus UI 10. Duri 5. Kedungbadak 11. Grogol6. Jatinegara 12. Tangerang

33

Listrik Aliran Atas

Gardu USS lintas Serpong : Gardu USS lintas Tangerang

- Pamerah - Pesing- Limo - Rawabuaya- Kebayoran - Bojong Indah- Pondok ranji - Kalideres- Sudimara - Poris- Jurang mangu - Tangerang- Serpong

Gardu-gardu listrik ini selain mensuplai daya untuk persinyalan, telekomunikasi, penerangan station, dan untuk pintu-pintu perlintasan elektrik, juga untuk mensuplai gardu-gardu lain yang tidak memiliki tegangan keluar 6 kV. Sebagai contoh :

a. Lintas Tanah Abang – Serpong, supplai daya 6 kV disuplai oleh gardu listrik Karet dan gardu listrik Serpong.

b. Lintas Duri Tangerang, suplai daya 6 kV disuplai gardu listrik Grogol dan Tangerang.

c. Lintas Jakarta Kota – Manggarai – Bogor suplai daya 6 kV disuplai gardu listrik Jakarta Kota, Gondangdia, Durenkalibata, UI dan Kedungbadak.

d. Jakarta Kota – Pasar Senen – Bekasi disuplai oleh gardu listrik Jakarta Kota, Jatinegara dan Kranji.

34

Listrik Aliran Atas

Di lintas Bogor – Jakarta dan Jakarta – Bekasi, penyuplaian daya tersebut dihubungkan secara paralel / interkoneksi sehingga kalau terjadi salah satu penyuplai daya mati maka penyuplain daya dapat diganti / disisi dari gardu lain satu gardu bisa memperoleh daya lebih dari 1 sisi / gardu dan bekerja secara changes over.

Signal Cabin / Hut di lintas Bogor – Jakarta, Jakarta – Bekasi dilengkapi dengan change over switch, yaitu saklar pemilih penyuplain daya untuk persinyalan yang dapat dioperasikan secara manual / otomatis (dioperasikan jarak jauh / remote control). Signal Cabin / Hut di lintas Tanah Abang – Serpong dan Duri – Tangerang hanya bisa dioperasikan manual, sehingga bila salah satu penyuplai mati, maka untuk memasukkan suplai daya 6 kV harus ada operator yang datang ke lokasi.

35

Listrik Aliran Atas

FAKTOR DOMINAN UNTUK PERENCANAAN ELEKTRIFIKASI

a. Agar pembangunan elektrifikasi berjalan baik, perlu diketahui beberapa hal, yaitu :

Kondisi jalan (kecuraman/kelandaian, curva jalan KA) Jarak antar stasiun Kecepatan (jadual, kecepatan max, waktu berhenti) Data percepatan / perlambatan Sifat rangkaian KRL (jumlah rangkaian, kekuatan traksi motor) Interval waktu dari rencana operasi Type power lok (lok, KRL) Berat kosong / isi Karakteristik tenaga KRL Tahanan / Koefisien adhesi

b. Perkiraan volume penumpang yang akan daang

c. Perencanaan jumlah kereta api

d. Kapasitas dan jarak antara Substation

36

Listrik Aliran Atas

ASSET LAA POSISI TAHUN 2006

37

Listrik Aliran Atas

38

Listrik Aliran Atas

39

Listrik Aliran Atas

LOKASI DAN KAPASITAS GARDU – GARDU LISTRIK

40

Listrik Aliran Atas

KAPASITAS PENGHANTAR JARINGAN LAA