TRANSMISI DAN DISTRIBUSI

PENYULANG/FEEDER DALAM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Made Dwi Krisna Putra Sudiharta

1404405013

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTERFAKULTAS TEKNIK

UNIVRSITAS UDAYANA2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan tenaga listrik di Indonesia terus meningkat sesuai dengan laju pertumbuhan ekonomi dan industri serta pertambahan penduduk. Dalam menuju era tinggal landas, semua sektor pembangunan diarahkan untuk mampu mempersiapkan diri untuk menghadapi era industrialisasi. Berbagai investasi dalam bidang industri saat ini telah banyak dilakukan oleh pihak swasta baik melalui penanaman modal dalam negeri (PMDN) maupun penanaman modal asing (PMA). Sedangkan dari pihak pemerintah sendiri rupanya sudah cukup banyak yang dikerjakan melalui sektor industri, antara lain melalui kiprah Badan Usaha Milik Pemerintah (BUMN) yang tergabung dalam kelompok industri strategis dan juga melalui industri petrokimia, industri semen, industri logam dan industri berat lainnya.

Tidak bisa dipungkiri bahwa semua kegiatan industri seperti diatas dapat berjalan apabila tenaga listrik yang tersedia cukup memadai. Untuk mengatasi kebutuhan tenaga listrik tersebut, pihak pemerintah juga sudah memikirkannya antara lain melalui pembangunan pembangkit tenaga listrik berskala besar seperti yang ada di PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Suralaya (Jawa Barat), PLTU Payton (Jawa Timur) dan PLTU Ujung Jati (Jawa Tengah) yang pada saat ini sedang dalam tahap pembangunan. Oleh sebab itu ketersediaan energi listrik yang cukup dan berkualitas merupakan tuntutan yang harus dipenuhi oleh PLN (Perusahaan Listrik Negara). Sistem kelistrikan antar pusat-pusat pembangkit dan pusat-pusat beban pada umumnya terpisah dalam ratusan bahkan ribuan kilometer. Hal ini terjadi karena beban (konsumen) terdistribusi disetiap tempat, sementara lokasi pembangkitan umumnya terletak dipusat-pusat sumber energi (PLTA) dan di lokasi yang memudahkan transportasi bahan bakar (PLTU), yang biasanya dibangun di tepi laut.

Karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat-kawat saluran transmisi. Saluransaluran transmisi membawa tenaga listrik dari pusat-pusat pembangkitan ke pusatpusat beban melalui saluran tegangan tinggi 150 kV atau melalui saluran transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV. Trafo penurunan akan merendahkan tegangan ini menjadi tegangan subtransmisi 70 kV yang kemudian di gardu induk diturunkan lagi menjadi tegangan distribusi primer 20 kV. Pada gardu induk distribusi yang tersebar di pusat-pusat beban tegangan diubah oleh trafo distribusi menjadi tegangan rendah 220/380

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana Pengaruh posisi atau letak beban terhadap pemilihan jenis

penyulang ?

2. Bagaimana perhitungan panjang penyulang atau saluran ?

3. Bagaimana pemilihan jenis dan ukuran penghantar ?

4. Bagaimana sistem pengaman saluran ?

5. Apa saja bagian bagian penyulang ?

1.3 Tujuan1. Mengetahui pengaruh posisi atau letak beban terhadap pemilihan jenis

penyulang.

2. Mengetahui perhitungan panjang penyulang atau saluran.

3. Mengetahui pemilihan jenis dan ukuran penghantar pada sistem

penyulang.

4. Mengetahui sistem pengaman saluran.

5. Mengetahui bagian bagian penyulang

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Menaikkan daya guna saluran transmisi adalah dengan menaikkan tegangan setinggi – tinggi mungkin. Batas ketinggian tegangan transmisi pada masing – masing negara berbeda - beda tergantung pada kemajuan teknologi tenaga listrik di negara – negara tersebut. Transmisi teganga tinggi Indonesia pada saat ini adalah tegangan 70 kV dan 150 kV, sedangkan untuk transmisi tegangan ekstra tinggi menerapkan tegangan 500 kV. Ada dua kategori saluran transmisi, yaitu saluran udara (overhead line) dan saluran bawah tanah (underground). Saluran udara menyalurkan tenaga listrik melalui kawat – kawat yang digantung pada tiang – tiang transmisi dengan perantara isolator – isolator, sedang saluran bawah tanah menyalurkan listrik melalui kabel – kabel bawah tanah. Kedua saluran ini mempunyai keuntungan dan kerugian, dibandingkan dengan saluran udara, saluran bawah tana tidak terpengaruh cuaca buruk dan saluran bawah tanah lebih estetis karena tidak tampak. Saluran bawah tanah lebih disukai di Indonesia terutama untuk kota – kota besar, tetapi biaya pembangunannya lebih mahal dibandingkan dengan saluran udara dan perbaikannya lebih sukar jika terjadi hubung singkat. Peningkatan tegangan pada saluran transmisi mempunyai nilai ekonomis yang sangat penting, keuntungannya sebagai berikut:

a) Penyaluran daya yang sama arus yang dialirkan menjadi berkurang, ini berarti penggunaan bahan tembaga pada kawat penghantar akan berkurang dengan bertambah tingginya tegangan transmisi.

b) Luas penampang konduktor yang digunakan berkurang karena itu struktur penyangga konduktor lebih kecil.

c) Arus yang mengalir di saluran transmisi menjadi lebih kecil maka jatuh tegangan juga menjadi kecil. Tegangan transmisi yang semakin besar maka jarak bebas antar kawat 36 penghantar harus lebih lebar. Panjang gandengan isolator harus lebih besar dan berarti meningkatkan biaya menara dan konstruksi penopang.

1. Resistan

Nilai resistan saluran transmisi dipengaruhi oleh resitivitas konduktor dan temperature. Resistan (R) dari sebuah penghantar sebanding dengan panjang l dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya.

R = ρlA

dengan :

ρ = Resitivitasnya (Ω)

R = Resistan arus searah (Ω m)

l = Panjang Konduktor (m)

A = Luas Penampang (m²)

2. Induktan Saluran

Induktan kawat tiga fasa umumnya berlainan untuk masing – masing kawat. Namun karena perbedaannya kecil nilai induktannya dari penghantar yang ditransposisikan yang diambil, bila ketidakseimbangannya tidak besar. Susunan kawat seperti tertera pada gambar 2.1. reaktan induktif urutan positif (positive sequence inductive reactance) dari saluran yang ditransposisikan dinyatakan oleh W. A. Lewis sebagai

dengan :

f = Frekuensi

GMD = Geometric mean distance = 3√ Dab Dbc Dca

GMR = Geometric mean radius = rK

K = Konstanta

Induktannya dapat dihitung :

L = l + 0,4605 log10

dengan :

l = Induktansi karena fluks magnet dalam kawat = 0,05 untuk kawat dengan penampang bulat (μ = 1)

3. GMR, GMD

Radius rata-rata geometris (GMR) dari suatu luas ialah limit dari jarak rata-rata geometris (GMD) antara pasangan elemen dalam suatu luas itu sendiri bila jumlah elemen itu diperbesar sampai tak terhingga.

a. Teori GUYE

Pada suatu lingkaran dengan radius r terdapat n titik yang jaraknya satu sama lain sama besar maka GMD antara titik titik adalah :

Jarak-jarak bersama antara pasanganpasangan titik itu adalah sama dengan n x (n-1) jarak-jarak, dan hasil perkalian dari semua jarak-jarak itu adalah sama dengan pangkat n(n - 1) dari GMD-nya.

b. GMD dari suatu titik terhadap lingkaran adalah jarak dari titik itu terhadap pusat lingkaran.

c. GMD dari dua lingkaran dengan jarak titik-titik pusatnya d12 adalah d12.

4. Kapasitan Saluran

Kapasitan adalah kemampuan dua konduktor yang dipisahkan oleh isolator untuk menyimpan muatan listrik pada tegangan yang diberikan diantara keduanya. Bila pada dua konduktor yang terpisah oleh jarak tertentu dialirkan arus listrik maka akan terbentuk fluks elektrostatik dan dua konduktor tersebut berfungsi sebagai kapasitor. Nilai kapasitasnya semata-mata tergantung dari jari-jari konduktor dan jarak antara kedua konduktor tersebut serta tidak dipengaruhi oleh besarnya medan magnet. Rumus untuk menentukan kapasitas saluran adalah :

dengan :

C = kapasitas

GMD = geometri mean distance (cm)

r = jari-jari penghantar

5. Jatuh Tegangan

Jatuh tegangan pada saluran transmisi adalah selisih antara tegangan pada pangkal pengiriman (sending end) dan tegangan pada ujung penerimaan (receiving end) tenaga listrik. Pada saluran bolak balik besarnya tergantung pada impedan dan admitansi saluran serta pada beban dan faktor daya. Jatuh tegangan relative dinamakan regulasi tegangan (voltage regulation), dan dinyatakan oleh rumus:

dengan :

Vs = Tegangan pada pangkal pengiriman

Vr = Tegangan pada ujung penerimaan

6. Hilang Daya Dan Daya Guna Transmisi

Hilang daya atau rugi daya utama pada saluran transmisi adalah hilangdaya resistan pada penghantar. Disamping itu ada hilang daya korona dan hilang daya karena kebocoran isolator terutama pada saluran tegangan tinggi. Pada saluran bawah tanah ada hilang daya elektrik dan hilang daya pada saluran kabel (sheath). Hilang daya resistan untuk saluran tiga fasa tiga kawat untuk saluran transmisi yang pendek dinyatakan oleh persamaan:

Dan hilangnya korona dengan persamaan :

Dengan :

E’go = 21,1 kV/cm

A = 0,448 untuk kawat padat dan 0,375 untuk kawat lilitan

f = frekuensi sumber tenaga (Hz)

r = jari-jari penghantar (cm)

m = mo x m1

mo = faktor permukaan kawat, untuk kawat lilitan = 0,83 – 0,87

mI = faktor udara, untuk udara baik 1,0 dan untuk hujan 0,8

δ = kepadatan udara relatif

= 0,4343 E

rLog Dr

Eg = 0,386 b273+ t (kV/cm)

D = jarak ekivalen antar kawat (cm)

7. Karakteristik Penyaluran Daya

Tenaga listrik disalurkan melalui jaringan transmisi dari pusat pembangkit yang disebut pangkal pengiriman menuju pusat-pusat beban yang disebut ujung penerimaan. Meskipun tenaga listrik disalurkan dengan sistem tiga fasa tetapi semua perhitungan dilakukan berdasarkan hubungan satu fasa sistem bintang. Dalam mempelajari karakteristik penyaluran daya yang meliputi variabel-variabel tegangan, arus, dan hilang daya dapat dilakukan dengan menggunakan dua pendekatan yang berbeda yaitu:

a. Rangkaian yang parameter atau konstankonstannya dikonsentrasikan (lumped), pendekatan ini digunakan untuk analisis saluran transmisi jarak pendek.

b. Rangkaian yang parameter atau konstankonstannya didistribusikan sepanjang saluran transmisi.

Beberapa perhitungan penting untuk analisis sistem transmisi adalah:

a. Menghitung perbedaan besaran antara tegangan pada pangkal pengiriman (Vs) dengan tegangan pada ujung penerimaan (Vr).

b. Menghitung faktor daya pada pangkal pengiriman dan ujung penerimaan.c. Menghitung daya guna transmisi (daya keluar/ daya masuk)

8. Konduktor Berkas

Tegangan ekstra tinggi yaitu tegangan diatas 230 kV, korona dengan akibatnya yaitu berupa rugi daya dan terutama timbulnya interferensi dengan saluran komunikasi akan menjadi sangat berlebihan jika rangkaiannya hanya mempunyai sebuah komunikasi dan hanya mempunyai sebuah penghantar perfasa. Dengan menggunakan dua penghantar atau lebih perfasa yang disusun berdekatan dibandingkan dengan jarak pemisah antara fasa-fasanya, maka gradien tegangan tinggi pada penghantar dalam daerah EHV dapat banyak dikurangi. Saluran

semacam ini dikatakan sebagai tersusun dari penghantar berkas (bundled conductors). Berkas ini dapat terdiri dari dua, tiga, atau empat penghantar.

Berkas tiga penghantar biasanya menempatkan penghantarpenghantarnya pada sudut-sudut suatu segi tiga sama sisi dan berkas empat penghantar menempatkan penghantar-penghantarnya pada sudut-sudut suatu bujur sangkar. Arus tidak akan terbagi rata dengan tepat antara penghantar-penghantar dalam berkas jika tidak dilakukan transposisi penghantar penghantar dalam berkas tetapi perbedaannya tidak begitu penting dalam praktek, metode GMD sudah cukup teliti untuk perhitungan-perhitungan. Keuntungan lain yang sama pentingnya yang diperoleh dari pemberkasan ialah penurunan reaktan. Peningkatan jumlah penghantar dalam suatu berkas mengurangi efek korona dan mengurangi efek reaktan. Pengurangan reaktan disebabkan oleh kenaikan GMR berkas yang bersangkutan. Perhitungan GMR sudah tentu tepat sama dengan perhitungan untuk penghantar berupa lilitan. Masing-masing penghantar pada berkas dua penghantar misalnya dapat diperlakukan sebagai sebuah serat atau lilitan suatu penghantar dua lilitan.

2.2 Saluran Transmisi

Pusat - pusat listrik tenaga itu umumnya terletak jauh dari tempat - tempat dimana tenaga listrik itu digunakan atau pusat - pusat beban (load centers), karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat - kawat atau saluran transmisi kemudian dengan pertolongan transformator daya tegangan yang tadinya rendah yaitu 6 kV sampai 24 kV ditingkatkan ke tegangan yang lebih tinggi hingga 30 kV sampai 500 kV (bahkan di negara maju sampai

1000 kV).

Ada dua kategori saluran trasmisi yaitu :

1. overhead lines, overhead lines menyalurkan tenaga listrik melalui kawat - kawat yang digantung pada menara atau tiang transmisi dengan perantaraan isolator - isolator,

2. saluran kabel tanah (underground cable).

Saluran kabel tanah menyalurkan tenaga listrik melalui kabel - kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah.

Keduanya mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri - sendiri, dibandingkan saluran udara, saluran bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk , taufan, hujan angin, bahaya petir dan sebagainya. Lagipula, saluran bawah tanah lebih estetis arena tidak mengganggu pemandangan. Karena alasan terakhir.

saluran bawah tanah lebih disukai, terutama untuk daerah yang padat penduduknya dan di kota - kota besar. Namun biaya pembangunannya jauh lebih mahal dibandingkan dengan saluran udara, dan perbaikannya jauh lebih susah bila terjadi gangguan hubung singkat dan lain lain.

2.3 Menara Transmisi atau Tiang Transmisi

Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang dapat berupa menara baja, tiang baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu. Tiang baja, beton atau kayu umumnya digunakan pada saluran - saluran dengan tegangan kerja relatif tinggi dan extra tinggi digunakan menara baja. Menara baja dibagi sesuai dengan fungsinya, yaitu : menara dukung, menara sudut, menara ujung, menara percabangan dan menara transposisi.

2.3.2 IsolatorIsolator berfungsi untuk mengisolasi sistem tegangan baik antar fasa

dengan tanah (fungsi elektris) serta memikul beban mekanispenghantar yang diisolasikannya (fungsi mekanis). Oleh karena itu tingkat isolasi dan kekuatan mekanisnya harus benar - benar diperhatikan sehingga tidak memungkinkan terjadinya arus bocor listrik pada suatu sistem. Tingkat isolasi ini adalah tingkat kemampuan memisahkan sistem tegangan sehingga tidak tembus ke sekelilingnya. Jenis yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas.Menurut penggunaan dan kontruksinya dikenal tiga jenis isolator yaitu,isolator jenis pasak, isolator jenis pos-saluran, isolator gantung.

Isolator jenis pasak dan isolator jenis possaluran digunakan pada saluran transmisi dengan kerja relatif rendah (kurang dari 22 - 33 kV), sedang isolator gantung dapat digandeng menjadi rentengan isolator yang jumlahnya disesuaikan kebutuhan.

2.3.3 Kawat PenghantarJenis - jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran

transmisi adalah : Tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga konduktivitas 97,5% (CU 97,5%) atau aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%). Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambang sebagai berikut :

a. AAC = All - Aluminium Conductor, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium.

b. AAAC = All Aluminium - Alloy Conductor, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran aluminium.

c. ACSR = Aluminium Conductor Steel - Reinforced, yaitu kawat penghantar aluminium ber-inti kawat baja.

d. ACAR = Aluminium Conductor Alloy - Reinforced, yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran.

Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan disbanding dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. tapi kelemahan nya ialah untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari aluminium dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat penghantar aluminium telah menggantikan kedudukan tembaga. Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium alloy). Untuk saluran - saluran tegangan tinggi, dimana jarak antara dua tiang/menara jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

2.3.4 Kawat Tanah

Kawat tanah atau “ground wires” juga disebut sebagai kawat pelindung (shield wires) gunanya untuk melindungi kawat - kawat fasa terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa. Sebagai kawat tanah umumnya dipakai kawat baja (steel wires) yang lebih murah, tetapi tidak jarang digunakan ACSR.

2.3.5 Konfigurasi Saluran Transmisi

Dalam saluran transmisi udara, dikenal beberapa macam bentuk konfigurasi saluran yaitu :

1. Saluran Transmisi dengan Konfigurasi Horisontal

2. Saluran Transmisi dengan konfigurasi Vertikal

3. Saluran Transmisi dengan Konfigurasi Delta

2.4 Dasar Pemilihan Tegangan

Pemilihan tegangan saluran transmisi berkaitan erat dengan kapasitas daya yang disalurkan. Pada penyaluran tenaga listrik dengan daya besar dan jarak yang relatif panjang, banyak hal - hal yang perlu dipertimbangkan terutama ditinjau dari segi ekonomisnya seperti efisiensi, losses, factor cuaca, jenis konduktor, temperature dan lain - lain. Untuk mengatasi hal itu, maka dalam transmisinya biasanya cenderung untuk menaikkan tegangannya ketingkat tegangan yang lebih tinggi. Dengan cara ini maka daya guna penyaluran akan lebih efektif karena rugi – rugi transmisi dapat diturunkan. Langakah - langkah yang dilakukan pada proses estimasi dan penentuan tegangan kerja adalah sebagai berikut :

a. Input data daya yang dikirim Pr (MW) dan panjang saluran (km)

b. Input data pemilihan tegangan standar V (kV)

c. Penetuan nilai koefisien kapasitas k.

d. Perhitungan daya saluran Prs (MW) dengan menggunakan rumus :

Prs = V 2

1000. Lk

Dengan :

Prs = Kapasitas daya saluran (MW)

V = Tegangan standar (kV)

k = Koefisien kapasitas

L = Panjang saluran (km)

Nilai tegangan yang dipakai dalam perhitungan ini adalah nilai - nilai tegangan standar. Tiap nilai tegangan standar mempunyai koefisien kapasitas yang tertentu.

2.5. Bundle Conductor (Kawat Berkas)

Kawat jenis ini terdiri dari dua kawat atau lebih dalam satu fasanya masing-masing terpisah dengan jarak tertentu. Kawat ini mempunyai kelebihan-kelebihan dibandingkan kawat padat, karena dengan menggunakan kawat berkas dapat mengurangi gejala korona, juga kapasitasnya lebih besar serta reaktansinya lebih kecil. Kawat berkas (bundle conductor) lebih tepat bila digunakan pada tegangan transmisi dengan tegangan diatas 230 kV, tetapi dapat juga digunakan untuk tegangan transmisi yang lebih rendah apabila dibutuhkan kapasitas saluran transmisi yang lebih baik dan tinggi. Pada penerapannya diperlukan pula perentang (spacer) yang berfungsi untuk menghindarkan terjadinya tumbukan antar sub konduktor karena gejala elektro mekanis atau angin. Keuntungan menggunakan bundle conductor bila dibandingkan dengan menggunakan single conductor adalah :

1. Mampu menyalurkan daya yang lebih besar dengan kerugian yang kecil karena bisa dicapai efisiensi yang tinggi.

2. Mempunyai induktansi dan reaktansi perfasa yang kecil untuk konduktor dengan material yang sama.

3. Mempunyai kapasitas perfasa yang lebih besar reaktansi yang lebih rendah dan memperbesar muatan arus yang dapat memperbaiki faktor daya.

4. Mengurangi impedansi surja saluran. Untuk menentukan R ( jarak sub bundle conductor ke pusat lingkaran) dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :

R =S0

2.sin ( πn)

Untuk jarak yang sama maka :

untuk n = 3 maka R = So / √3

untuk n = 4 maka R = So / √2

untuk n = 6 maka R = So

untuk n = 8 maka R = So / (2.sin22,5°)

Dimana :

R = Jarak sub bundle conductor ke pusat lingkaran

So = Jarak spasi antar sub bundle conductor

n = Jumlah sub conductor

2.6 Rugi Daya Saluran TransmisiRugi-rugi yang dialami oleh saluran transmisi terutama pada saluran

transmisi tegangan ekstra tinggi (EHV) dipengaruhi oleh dua hal yaitu rugi tahanan dan rugi korona, adapun dalam menghitung rugi-rugi tahanan dengan menggunakan rumus :

Rt = 3.n.lk2.R

Dimana:

Rt = Rugi-rugi tahanan saluran transmisi

n = Jumlah konduktor per phasa

lk = Arus per konduktor

R = Nilai tahanan resistansi kawat transmisi

2.8 Perencanaan Isolasi Saluran Transmisi

Dalam sistem tenaga sangat diniungkinkan limbulnya tegangan lebih. Tegangan lebih dapat disebabkan oleh kilat dan switching. Berkenaan dengan tegangan ini erat sekali hubungannya dengan isolasi. Pada perencanaan jaringan transmisi perlu juga mempertimbangkan jenis serta jumlah isolasi yang akan digunakan. Langkah-langkah dalam perencanaan isolasi sebagui berikut:

a. Data Input berupa tegangan sistem V (kV),b. konfigurasi saluran yang dipilih-KS (horisontal ataukah vertikal), Tipe

Insolator yang dipilih (tipe string I atau string V ).c. Penentuan tegangan flashover lightning (Tegangand. Critical flashover) VCFO dan tegangan flashover swhching (Tegangan

withstand Switching Surge Crest),e. Perhitungan koefisien keamanan k, (koefisien keamanan phasa tengah) dan

k2 (koefisien keamanan phasa pinggir)f. Perhitungan jumlah isolator optimal

Perhitungan ini dimaksudkan untuk menentukan jumlah isolator pada tiap-tiap yang mampu menahan tegangan lebih switching dan lightning pada daerah tertentu. Sedangkan langkahlangkah perhitungan adalah sebagai berikut :

Menentukan jenis isolator dan data kalalog insolator Penentuan jumlah dan panjang Isolator tiap phase

2.7 Penentuan Outline Tower

Yang dimaksud dengan outline tower adalah informasi dan perancanangan dari sebuah menara (tower) informasi ini sangat dibutuhkan oleh seorang perencana dalam merencanakan suatu sistem jaringan transmisi. Dari data outline tower ini seorang perencana dapat menentukan tipe tower beserta ukuran-ukuran jarak bebas (clearence) yang bersangkutan dengan perancangan tower. Informasi keluaran outline tower yang dibutuhkan terdiri dari :

1. Andongan,

2. Jarak bebas ke tanah (Ground Clearance),

3. Jarak vertikal dan horisontal antar kawat,

4. Diagram clearance dari jarak terhadap kawat fasa,

5. Panjang isolator set.

2.7.1 Andongan

Andongan adalah jarak proyeksi yang diukur dari tinggi tower saluran transmisi terhadap jarak lingkungan penghantar yang terendah. Hal ini terjadi karena beratnya penghantar yang direntangkan antara dua tiang transmisi. Dengan diketahuinya jarak andongan, maka akan ditentukan tinggi menara minimum yang harus dibangun. Dalam perhitungan andongan, faktor yang perlu diperhhungkan adalah parameter pemuaian penghantar yang disebabkan oleh kenaikan suhu penghantar karena pemuaian ini akan menyebabkan pertambahan panjang pada penghantar, sehingga juga akan mengakibatkan bertambah panjangnya nilai andongan dan nilai sebenarnya. Keadaan kondisi permukaan tanah yang tidak rata akan menyebabkan tiang Menara mempunyai perbedaan tinggi antara satu dengan yang lainnya. Pada kondisi seperti ini diperlukan metode perhiturtgan yang berbeda dari perhitungan andongan yang biasanya, perhitungan andongan diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan kondisi menara penyangga pada saluran penghantar, yaitu:

• Menara yang tingginya sama• Menara yang tingginya berbeda

2.7.2 Pentanahan Kaki Menara

Untuk melindungi kawat fasa terhadap sambaran langsung dari petir digunakan satu atau dua kawat tanah yang terletak diatas kawat fasa dengan sudut perlindungan lebih kecil 18°. Dengan demikian kemungkinan terjadiya loncatan api karena sambaran petir secara langsung dapat diabaikan. Kemungkinan terjadinya loncatan balik (back flashover) karena sambaran kilat secara langsung pada puncak menara atau kawat tanah letap masih ada, dan untuk mengurangi tahanan kaki menara harus dibuat tidak melebihi 10 ohm. Tahanan kaki menara 10 ohm dapat diperoleh dengan menggunakan satu atau lebih batang pengetanahan (ground road) dan atau sistem counterpoise. Pemilihan penggunaan batang pengetanahan dan atau sistem counterpoise tergantung dari tahanan jenis

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Pengaruh Letak beban Perencanaan penyulang

Pesatnya pembangunan pada suatu daerah akan sangat menentukan saluran

yang akan dibangun sehingga dibutuhkan data data yang akan digunakan untuk

menganalisa terkait dengan pembangunan penyulang yang meliputi :

a. Perkembangan jumah penduduk dari tahun ke tahun, sesuai dengan hasil

survey

b. Jumah rata – rata anggota rumah tangga.

c. Elektrifikasi rasio

d. Kebutuhan beban terpasang per – pelanggan

e. Kehilangan energy listrik

f. Factor beban, factor daya, factor kebutuhan.

Bila dicari rata – rata untuk pertumbuhan penduduk dengan rumus :

r=n√ P1

P0−1

Dimana :

r = rata – rata pertumbuhan penduduk.

P0 = banyaknya penduduk tahun awal.

P1 = banyaknya penduduk tahun ke n

n = banyaknya tahun.

Sehingga jika suatu daerah memiliki pembangunan yang cukup pesat dengan permintaan energi yang cukup banyak maka akan dibangun juga penyulang yang cukup handal.

3.2. Pemilihan Jenis dan Ukuran Penghantar

3.2.1. Pemilihan Jenis penghantar

Jenis - jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah : Tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga

konduktivitas 97,5% (CU 97,5%) atau aluminium dengan konduktivitas 61% (Al 61%). Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambang sebagai berikut :

a. AAC = All - Aluminium Conductor, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium.

Gambar 1 .Kawat AAC

b. AAAC = All Aluminium - Alloy Conductor, yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran aluminium. Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.

Gambar 2. Kawat AAAC

ACSR = Aluminium Conductor Steel - Reinforced, yaitu kawat penghantar aluminium ber-inti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk

saluran-saluran Transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

Gambar 3.Kawat ACSR

ACAR = Aluminium Conductor Alloy - Reinforced, yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran sehingga lebih kuat daripada ACSR.

Gambar 4. Kawat ACAR

Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan disbanding dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. tapi kelemahan nya ialah untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari aluminium dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat penghantar aluminium telah menggantikan kedudukan tembaga. Untuk memperbesar kuat tarik dari kawat aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium alloy). Untuk saluran - saluran tegangan tinggi, dimana jarak antara dua tiang/menara jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

3.2.2. Pemilihan Ukuran Penghantar

Perencanaan suatu jaringan juga meliputi penentuan ukuran tipe konduktor. Ukuran dan tipe konduktor ditentukan oleh arus yang lewat melalui konduktor, karena besar penampang konduktor berbanding lurus dengan kapasitas kuat arusnya. Semakin besar kuat arus yang mengalir melalui saluran transmisi maka semakin besar pula daya yang mampu dikirim oleh saluran transmisi. Kuat arus perphasa pada perencanaan ini berdasarkan pada rumus sebagai berikut :

I = S

√3 .VrDimana :I = Arus per fasa (A)S = Daya yang dikirim (MVA)Vr = Tegangan sistem (kV)

Setelah didapatkan hasil dari perhitungan perfasa selanjutnya akan dihitung besar dari arus perkonduktor dengan menggunakan rumus :

Ik = I / npDimana :Ik = Arus perkonduktor (A)I = Arus perfasa (A)np = Jumlah konduktor perfasa

Dari hasil perhitungan arus perkonduktor tersebut akan ditentukan jenis dan ukuran konduktor dengan melihat pada table pemilihan ukuran konduktor. Kapasitas saluran transmisi Prs dapat dinyatakan sebagai fungsi dari tegangan pada titik penerimaan dan panjang saluran. Standar pemilihan tipe serta ukuran konduktor selalu mempertimbangkan faktor - faktor keamanan, sehingga pada pemilihannya akan dipilih ukuran diameter konduktor yang lebih besar.

3.3. Sistem Pengaman Saluran

3.3.1 Fuse Cut Out

Fuse Cut Out merupakan sebuah alat pemutus rangkaian listrik yang

berbeban pada jaringan distribusi yang bekerja denga cara meleburkan bagian dari

komponennya (fuse link) yang telah dirancang khusus dan disesuaikan dengan

ukurannya itu. Disamping itu FCO merupakan peralatan proteksi yang bekerja

apabila terjadi gangguan arus lebih. Alat ini akan memutuskan rangkaian listrik

yang satu dengan yang lain apabila dilewati arus yang melewati kapasitas

kerjanya. Prinsip kerjanya adalah ketika terjadi gangguan arus maka fuse pada cut

out akan putus, dan tabung ini akan lepas dari pegangan atas, dan menggantung di

udara, sehingga tidak ada arus yang mengalir ke sistem.

Adapun cara perlindungannya adalah dengan melelehkan fuse link,

sehingga dapat memisahkan antara bagian yang sehat dan yang terganggu.

Sedangkan fuse link itu sendiri adalah elemen inti dari FCO yang terletak di

dalam fuse holder dan mempunyai titik lebur tertentu. Jika beban jaringan sesudah

FCO menyentuh titik lebur tersebut, maka fuse link akan meleleh dan akan

memisahkan jaringan sebelum FCO dengan jaringan sesudah FCO.

Pada LBS ,Fuse Cut Out ini dipasang untuk mengamankan jaringan atau system

dari arus hubung singkat pada VT . Jika terjadi masalah/kerusakan pada VT

sehingga FCO akan segera memutus rangkaian listrik agar jaringan aman dari arus

hubung singkat pada VT.

Gambar 5. Fuse Cut Out

3.3.2 Arrester

Arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan system tenaga listrik

terhadap surya petir. Alat pelindung terhadap gangguan surya ini berfungsi

melindungi peralatan system tenaga listrik dengan cara membatasi surja tegangan

lebih yang datang dan mengalirkannya ke tanah. Berhubung dengan fungsinya itu

ia harus dapat menahan tegangan system 50 Hz untuk waktu yang terbatas dan

harus dapat melewatkan surja arus ke tanah tanpa mengalami kerusakan. Ia

berlaku sebagai jalan pintas sekitar isolasi. Arrester membentuk jalan yang mudah

untuk dilalui oleh kilat atau petir, sehingga tidak timbul tegangan lebih yang

tinggi pada peralatan.

Selain melindungi perlatan dari tegangan lebih yang diakibatkan oleh

tegangan lebih external, arrester juga melindungi peralatan yang diakibatkan oleh

tegangan lebih internal seperti surja hubung, selain itu arrester juga merupakan

kunci dalam koordinasi isolasi suatu system tenagan listrik. Bila surja dating ke

gardu induk arrester bekerja melepaskan muatan listrik serta mengurangi tegangan

abnormal yang akan mengenai peralatan dalam gardu induk. Arrester terhubung

dengan fuse cut out.

Gambar 6. Arrester

3.3.3 Load Break Switch (LBS)

Load Break Switch (LBS) merupakan saklar atau pemutus arus tiga fase

untuk penempatan di luar ruas pada tiang pancang, yang dikendalikan secara

elektronis. Switch dengan penempatan di atas tiang pancang ini dioptimalkan

melalui control jarak jauh dan skema otomatisasi. Swich pemutus beban juga

merupakan sebuah sistem penginterupsi hampa yang terisolasi oleh gas SF6 dalam

sebuah tangki baja anti karat dan disegel. Sistem kabelnya yang full-insulated dan

sistem pemasangan pada tiang pancang yang sederhana yang membuat

proses instalasi lebih cepat dengan biaya yang rendah.

Sistem pengendalian elektroniknya ditempatkan pada sebuah kotak

pengendali yang terbuat dari baja anti karat sehingga dapat digunakan dalam

berbagai kondisi lingkungan. Panel pengendali (user-friendly) dan tahan segala

kondisi cuaca. Sistem monitoring dan pengendalian jarak jauh juga dapat

ditambahkan tanpa perlu menambahkan Remote Terminal Unit (RTU).

Gambar 7. Load Break Switch (LBS)

3.3.4 Isolator

Fungsi utamanya adalah sebagai penyekat listrik pada penghantar terhadap

penghantar lainnya dan penghantar terhadap tanah. Tetapi karena penghantar yang

disekatkan tersebut mempunyai gaya mekanis berupa berat dan gaya tarik yang

berasal dari berat penghantar itu sendiri, dari tarikan dan karena perubahan akibat

temperatur dan angin, maka isolator harus mempunyai kemampuan untuk

menahan beban mekanis yang harus dipikulnya. Untuk penyekatan terhadap tanah

berarti mengandalkan kemampuan isolasi antara kawat dan batang besi pengikat

isolator ke travers, sedangkan untuk penyekatan antar fasa maka jarak antara

penghantar satu dengan yang dilakukan adalah memberi jarak antara isolator satu

dengn lainnya dimana pada kondisi suhu panas sampai batas maksimum dan

angin yang meniup sekencang apapun dua penghantar tidak akan saling

bersentuhan.

Bahan isolator untuk SUTM adalah porselin / keramik yang dilapisi glazur

dan gelas, tetapi yang paling banyak adalah dari porselin ketimbang dari gelas,

dikarenakan udara yang mempunyai kelembaban tinggi pada umumnya di

Indonesia isolator dari bahan gelas permukaannya mudah ditempeli embun.

Warna isolator pada umumnya coklat untuk bahan porselin dan hijau-bening

untuk bahan gelas.

Gambar 8. Isolator Tumpu

3.4 Bagian – Bagian Penyulang

3.4.1. Tiang Penyulang

tiang penyulang/feeder pada distribusi tenaga listrik terbuat dari tiang

beton dengan karakteristik semakin keatas, semakin kecil diameter tiang

penyulang tersebut. Tiang penyulang pada umumnya merupakan tiang tunggal,

namun ada juga yang ganda terutama yang dipasangkan dengan transformator

distribusi. Perencanaan material dan ukuran tiang listrik ditentukan oleh faktor-

faktor mekanis seperti momen, kecepatan angin, kekuatan tanah, besar beban

penghantar, kekuatan tiang dan sebagainya. Gambar dari tiang penyulang tunggal

dan ganda adalah sebagai berikut:

Gambar 9. Tiang Penyulang Tunggal

Gambar 10. Tiang Penyulang Ganda

3.4.2. Lengan Tiang / Cross Arm

Cross Arm dipakai untuk menjaga penghantar dan peralatan yang perlu

dipasang diatas tiang. Material Cross Arm terbuat dari besi. Cross Arm dipasang

pada tiang yang pemasangannya dapat dengan memasang klem-klem, disekrup

dengan baut dan mur secara langsung. Pada Cross Arm dipasang baut-baut

penyangga isolator dan peralatan lainnya, biasanya Cross Arm ini dibor terlebih

dahulu untuk membuat lubang-lubang baut

3.4.3. Isolator

Isolator adalah alat untuk mengisolasi penghantar dari tiang listrik atau

Cross Arm. Jenis-jenis isolator yang digunakan biasanya dipakai untuk SUTM

adalah isolator tumpu. Isolator tarik biasanya dipasang di tiang tarik atau akhir

dan isolator tumpu biasanya dipasang pada tiang penyangga.

Gambar 11. Isolator Pada Tiang Penyulang

2.1.3 Transformator

Transormator adalah merupakan salah satu komponen instalasi tenaga

listrik yang terpasang di jaringan distribusi. Berfungsi sebagai trafo daya penurun

tegangan dari tegangan menengah ke tegangan rendah, dan selanjutnya tegangan

tersebut disalurkan ke konsumen. Trafo ini sering disebut Gardu Tiang Trafo

(GTT). Mengingat fungsi dan harga trafo tersebut cukup mahal bila dibandingkan

dengan peralatan distribusi lainnya, maka pemeliharaan preventif yang dilakukan

secara intensif, dengan kriteria pemeliharaan yang jelas untuk setiap komponen

GTT dan ditangani oleh tenaga yang terampil dengan peralatan yang memadai

agar pemeliharaan tersebut berjalan dengan efektif.

Gardu Tiang Trafo(GTT) berlokasi dekat dengan konsumen, trafo

dipasang pada tiang listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk

mengamankan trafo dan sistemnya, GTT dilengkapi dengan unit-unit pengaman

yang ditempatkan pada Perangkat Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR)

Trafo daya step down berfungsi untuk menurunkan dari tegangan menengah 20kV

ke tegangan rendah 380/200 V(referensi tegangan trafo 400/231 V).

Gambar 12. Transformator

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Saluran Transmisi merupakan media yang digunakan untuk mentransmisikan

tenaga listrik dari Generator Station/ Pembangkit Listrik sampai distribution

station hingga sampai pada konsumen pengguna listrik. Tenaga listrik di

transmisikan oleh suatu bahan konduktor yang mengalirkan tipe saluran

transmisi listrik.

2. Transformator adalah salah komponen elektro yang berkerja untuk menaikan

tegangan serta menurunkan tegangan sehingga dapat digunakan oleh

konsumen.