tugas mid test gi

38
TUGAS MID TEST “ GARDU INDUK ( GI ) “ OLEH : TANTY RIRIN HS D411 10 282 TEKNIK ENERGI LISTRIK JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

Upload: mukhlisah-yunus

Post on 28-Dec-2015

37 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas Mid Test Gi

TUGAS MID TEST

“ GARDU INDUK ( GI ) “

OLEH :

TANTY RIRIN HS

D411 10 282

TEKNIK ENERGI LISTRIK

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2013

Page 2: Tugas Mid Test Gi

1. Dik : v = 120 KV = 120000 V

f= 50 Hz

Zr= -j90A

Zt=-j87B

Zs=-j91C

Dari NIM D411 10 282 jadi ,

A = 2, B = 8, C = 2

Dit: a. Ketidakseimbangan I=…?

Jawab:

a. Ir= V/Zr = 120000/− j902 = 133,03 A

It= V/Zt = 120000/− j878= 136,67 A

Is= V/Zs = 120000/− j912 = 131,57 A

Irata” =(Ir+ It + Is)/3= (133,03 + 136,67 + 131,57 ) / 3 = 133,756 A

Dimana:

a= Ir/Irata”= 133,03 / 133,756 = 0,99

b= It/Irata”= 136,67/133,756 = 1,02

c=Is/Irata”= 131,57/133,756 = 0,98

rumusketidakseimbanganArus (I) = {│a−1│+│b−1│+│c−1│}

3X100 %

=

{│0,99−1│+│1,02−1│+│0,98−1│ }3

X 100 %

=1 %

2. Jelaskan prinsip kerja dan fungsi masing-masing berbagai peralatan gardu

Induk

Jawab :

PERALATAN GARDU INDUK

Page 3: Tugas Mid Test Gi

1. Busbar atau Rel

Merupakan titik pertemuan / hubungan antar trafo – trafo tenaga, Saluran

Udara TT, Saluran kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan

menyalurkan tenaga listrik / daya listrik . Ada beberapa jenis konfigurasi

busbar yang digunakan saat ini, antara lain :

o Sistem cincin atau Ring

Semua rel / busbar tersambung satu sama lain dan membentuk seperti ring /

cincin

o Busbar Tunggal atau Single Busbar

Semua perlengkapan peralatan listrik dihubungkan hanya pada satu / single

busbar pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk di ujung

atau akhir dari suatu transmisi.

o Busbar Ganda / Double Busbar

Adalah Gardu Induk yang mempunyai dua / double busbar. Sistem ini sangat

umum, hampir semua gardu induk menggunakan sistem ini karena sangat

efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan

perubahan.

o Busbar satu setengah atau one half busbar

Gardu induk dengan konfigurasi seperti ini mempunyai dua busbar juga sama

seperti pada busbar ganda, tapi konfigurasi seperti ini dipakai pada Gardu

Induk Pembangkitan dan Gardu Induk yang sangat besar , karena sangat

efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi pemadaman beban

pada saat melakukan perubahan sistem. Sistem ini menggunakan 3 buah

PMT didalam satu diagonal yang terpasang secara seri.

Page 4: Tugas Mid Test Gi

2. Ligthning Arrester

Biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi

( peralatan listrik pada instalasi gardu induk ) dari gangguan tegangan lebih

akibat sambaran petir (k ligthning surge ) maupun oleh surja hubung

( Switching Surge ).

3. Transformator Instrumen atau Transformator Ukur

Untuk Proses pengukuran di gardu induk diperlukan transformator

instrumen. Transformator Instrumen ini dibagi atas dua kelompok, yaitu :

o Transformator tegangan, adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan

tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan voltmeter yang

berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi.

o Transformator Arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya

ratusan ampere lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus

yang mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 ampere,

maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus

yang mengaliur besar, maka pengukuran dilakukan secara tidak langsung

dengan menggunakan trafo arus ( sebutan trafo pengukuran arus yangb

besar ). Disamping itu trafo arus juga berfungsi untuk pengukuran daya dan

energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.

o Transformator Bantu (Auxilliary Transformator ), trafo yang digunakan untuk

membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Dan

merupakn pemasok utama untuk alat – alat utama untuk alat- alat bantu

seperti motor – motor 3 phasayang digunakan pada motor pompa sirkulasi

minyak trafo beserta motor – motor kipas pendingin. Yang paling penting

adalah sebagai pemasok utama sumber tenaga cadangan seperti sumber DC

, dimana sumber DC ini merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan

sebagai pasokan tenaga untuk proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada

pasokan arus AC. Transformator bantu sering disebut sebagai trafo

pemakaian sendiri.

Page 5: Tugas Mid Test Gi

Sebab selain fungsi utama diatas, juga digunakan untuk penerangan,

sumber untuk sirkulasi pada ruang batera, sumber penggerak mesin

pendingin ( Air Conditioner ) karena beberapa proteksi yang menggunakan

elektronika / digital diperlukan temperatur antara 20°C – 80 °C.

Untuk mengoptimalkan pembagian sumber tenaga dari transformator

bantu adalah pembagian beban yang masing – masing mempunyai proteksi

sesuai dengan kapasitasnya masing – masing. Juga diperlukan pembagi

sumber DC untuk kesetiap fungsi dan yang menggunakan sumber DC

sebagai penggerak utamanya. Untuk itun setiap gardu induk tersedia panel

distribusi AC dan DC.

4. Sakelar Pemisah ( PMS ) atau Disconnecting Switch ( DS )

Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain

atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup

hanya pada rangkaian yang tidak berbeban .

5. Sakelar Pemutus Tenaga ( PMT ) atau Circuit Breaker ( CB )

Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada

saat berbeban ( Pada kondisi aryus beban normal atau pada saat terjadi arus

gangguan ). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi

tegangan recoveryyaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh

karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media peredam busur api

tersebut, seperti media udara dan gas SF6.

6. Sakelar Pentahan

Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah /

bumi yang berfungsi untuk menghilangkan / mentanahkan tegangan induksi

pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian

Page 6: Tugas Mid Test Gi

suatu sistem. Sakelar pentanahan ini dibuka dan ditutup hanya apabila

sistem dalam keadaan tidak bertegangan ( PMS dan PMT sudah membuka ).

7. Kompensator

Kompensator didalam sistem Penyaluran Tenaga Listrik disebut pula

alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada

saluran transmisi atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau

dapat pula dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor

daya. Alat tersebut ada yang berputar dan ada yang stasioner, yang berputar

adalah kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedangkan yang

stasioner adalah kondensator statis atau kapasitor shunt dan reaktor shunt.

8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi

Data yang diterima SCADA ( Supervisory Control And Data

Acquisition ) interface dari berbagai masukan ( sensor, alat ukur , relay dan

lain – lain ) baik berupa data digital dan data analog dan dirubah dalam

bentuk frekuensi tinggi ( 50 kHz sampai dengan 500 kHz ) yang kemudian di

transmisikan bersama tenaga listrik tegangan tinggi. Data frekuensi tinggi

yang dikirimkan tidak bersifat kontinyu tetapi secara paket persatuan waktu.

Dengan kata lain berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi

data data serta tele proteksiu dengan memanfaatkan penghantarnya dan

bukan tegangan yang terdapat pada penghantar tersebut. Oleh sebab itu bila

penghantar tak bertegangan maka Power Line Carrier ( PLC ) akan tetap

berfungsi asalkan penghantar tersebut tidak terputus. Dengan demikian

diperlukan peralatan yang berfungsi memasukkan dan mengeluarkan sinyal

informasi dari energi listrik di ujung – ujung penghantar.

9. Rele Proteksi dan Papan Pengaman ( Announciator )

Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otonmatis untuk

mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari

Page 7: Tugas Mid Test Gi

atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan

membatasi daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat

tersebut akan memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu

keandalan yang tinggi. Sedangkan Papan Alarm atau Announciator adalah

sederetan nama- nama jenis ganggyuan yang dilengkapi dengan lampu dan

suara sirine pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas

untuk mengetahui rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

3. Jelaskan secara ringkas:

a. Apa yang dimaksud dengan Gardu induk

b. Macam-macam gardu induk

c. Sistem pembumian pada gardu induk

d. Sistem transmisi.

Jawab :

a. Pengertian Gardu Induk

Gardu induk adalah komponen sistem tenaga yang berfungsi sebagai

pusat penyaluran ( transmisi ) yang menghubungkan sistem transmisi

tegangan tinggi dengan saluran – saluran dan gardu – gardu distribusi. Atau

dengan kata lain GI (Gardu Induk )merupakan suatu instalasi peralatan listrik

yang berfungsi sebagai pusat beban dari saluran transmisi. Selain itu,

adapun defenisi lain dari Gardu Induk yaitu merupakan suatu sistem instalasi

listrik yang terdiri dari beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi

penghubung listrik dari jaringan transmisi ke jaringan distribusi primer.

Gardu induk di sebut juga gardu unit pusat beban yang merupakan

gabungan dari transformer dan rangkaian switchgear yang tergabung dalamsatu

kesatuan melalui sistem kontrol yang saling mendukung untuk keperluan

operasional. Pada dasarnya gardu induk bekerja mengubahtegangan yang

dibangkitkan oleh pusat pembangkit tenaga listrik menjaditenaga listrik menjadi

Page 8: Tugas Mid Test Gi

tegangan tinggi atau tegangan transmisi dansebaliknya mengubah tegangan

menengah atau tegangan distribusi.

Gardu Induk juga merupakan sub sistem dari sistem penyaluran

(transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem penyaluran

(transmisi). Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga

listrik. Berarti, gardu induk merupakan sub-sub sistem dari sistem tenaga listrik.

Sebagai sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi), gardu induk mempunyai

peranan penting, dalam pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem

penyaluran (transmisi) secara keseluruhan. Pengaturan daya ke gardu-gardu

induk lainnya melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu induk distribusi melalui

feeder tegangan menengah.

Fungsi Gardu Induk

Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi)

tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari system penyaluran

(transmisi).  Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga

listrik.

Fungsi gardu induk secara umum :

a. Mentransformasikan daya listrik :

1. Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 KV/150 KV).

2. Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150 KV/ 70 KV).

3. Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150 KV/ 20 KV, 70 KV/20

KV).

4. Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50/60 Hertz).

b. Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari system

tenaga listrik.

c. Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui

tegangan tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui

proses penurunan tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder-

feeder) tegangan menengah yang ada di gardu induk. 

Page 9: Tugas Mid Test Gi

d. Untuk sarana telekomunikasi (pada umumnya untuk internal PLN), yang

kita kenal dengan istilah SCADA.

e. Menyalurkan tenaga listrik (kVA, MVA) sesuai dengan kebutuhan pada

tegangan tertentu. Daya listrik dapat berasal dari Pembangkit atau dari

gardu induk lain.

b. Macam – macam gardu induk

Gardu  induk dapat diklasifikasikan menjadi beberapa  macam menurut dari

segi fungsi, segi pemasangan, dll. Berikut adalah jenis-jenis dari Gardu Induk :

Berdasarkan Tegangan :

a. Gardu Induk Transmisi

Gardu induk ini mendapatkan daya dari saluran transmisi, yang kemudian

disalurkan ke daerah beban seperti perkotaan, industri, atau lokasi

pengerjaan proyek. Yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran

transmisi untuk kemudian   menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota,

dan sebagainya). Gardu induk transmisi yang ada di PLN adalah tegangan

tinggi 150 KV dan tegangan tinggi 30 KV.

b. Gardu Induk Distribusi

Merupakan Gardu Induk yang mendapatkan daya dari Gardu Induk

Transmisi, yang kemudian tegangannya diturunkan ke tegangan

menengah( 20 kV, 12 kV, atau 6 kV ) melalui transformator. Tegangan

menengah ini kemudian diturunkan kembali menjadi tegangan rendah

(127/220 V atau 220/380 V) sesuai dengan kebutuhan untuk disalurkan ke

perumahan.

Berdasarkan lokasi :

Page 10: Tugas Mid Test Gi

a. Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi ( GITET )

Gardu listrik yang mendapat daya dari Saluran Transmisi Ekstra Tinggi

( SUTET ) atau Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT ) untuk kemudian

menyalurkannya ke GITET atau GITT lain melalui SUTET atau SUTT lain.

b. Gardu Induk Tegangan Tinggi ( GITT )

Gardu Listrik yang mendapat daya dari Saluran Transmisi Tegangan Ekstra

Tinggi ( SUTET ) atau Saluran Udara Tegangan Tinggi ( SUTT ) atau Saluran

Sub Transmisi Tegangan Tinggi Untuk kemudian menyalurkannya ke daerah

beban melalui saluran keluar ( penyulang ) distribusi.

Gardu induk (substations) berdasarkan dari  fungsinya dapat diklasifikasikan

menjadi bebarapa jenis, antara lain :

a.    Gardu Induk Penaik Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan, yaitu

tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan sistem. Gardu

Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik. Karena output voltage yang

dihasilkan pembangkit listrik kecil dan harus disalurkan pada jarak yang jauh,

maka dengan pertimbangan efisiensi, tegangannya dinaikkan menjadi tegangan

ekstra tinggi atau tegangan tinggi.

b. Gardu Induk Penurun Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan tegangan, dari

tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih rendah dan menengah atau

tegangan distribusi.  Gardu Induk terletak di daerah pusat-pusat beban, karena

di gardu induk inilah pelanggan (beban) dilayani.

c. Gardu Induk Pengatur Tegangan

Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari pembangkit tenaga

listrik. Karena listrik disalurkan sangat jauh, maka terjadi tegangan jatuh (voltage

Page 11: Tugas Mid Test Gi

drop) transmisi yang cukup besar. Oleh karena diperlukan alat penaik tegangan,

seperti bank capasitor, sehingga tegangan kembali dalam keadaan normal.

d. Gardu Induk Pengatur Beban

Berfungsi untuk mengatur beban. Pada gardu induk ini terpasang beban

motor, yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga listrik, motor

berubah menjadi generator dan suatu saat generator menjadi motor atau

menjadi beban, dengan generator berubah menjadi motor yang memompakan

air kembali ke kolam utama.

e. Gardu Induk Distribusi

Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem ke

tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-pusat beban.

Berdasarkan Media Isolasi

a. AIS

Merupakan gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara bagian

yang bertegangan yang satu dengan bagian yang bertegangan lainnya.

Gardu Induk ini berupa gardu induk konvensional  memerlukan tempat

terbuka yang cukup luas.Gardu listrik konvensional dengan menggunakan

udara sebagai media isolasi antar peralatan yang bertegangan ( Air Insulated

Switchgear / AIS ). Semua / sebagian besar peralatan ditempatkan di udara

terbuka.

b. GIS

Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian

yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang bertegangan, maupun

antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan.

Page 12: Tugas Mid Test Gi

Gardu induk ini disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated

Switchgear (GIS), yang memerlukan tempat yang sempit.Gardu listrik yang

menggunakan gas sebagai media isolasi antar peralatan ynga bertegangan

(GIS = Gas Insulated Switchgear ). Semua / sebagian besar peralatannya

ditempatkan didalam media yang diisolasi dengan menggunakan SF6.

Berdasarkan Penempatan Peralatan :

a. Indoor Substation ( Gardu Induk Pasang Dalam )

Merupakan Gardu Induk yang seluruh peralatannya dipasang dalam

ruang tertutup ( Indoor ) . Gardu induk ini dibangun untuk kepentingan

estetika dengan surrounding , juga untuk menghindari bahaya yang datang

dari lingkungan sekitarnya.

b. Outdoor Substation ( Gardu Induk Pasang Luar )

Kebalikan dari Indoor Substation, Gardu Induk ini merupakan Gardu

Induk yang semua peralatannya dipasang di ruangan terbuka ( Outdoor ),

namun pada pusat kontrol dan alat ukur tetap berada di dalam ruangan.

Outdoor Substation lebih murah dalam konstruksinya, namun memerlukan

lahan yang lebih luas.

c. Semi-Underground Substation ( Gardu Induk Semi Pasang Bawah Tanah )

Merupakan Gardu Induk yang sebagian peralatannya dipasang dibawah

permukaan tanah.

d. Underground Substation ( Gardu Induk Pasang Bawah Tanah )

Merupakan Gardu Induk yang seluruh peralatannya dipasang di bawah

permukaan tanah kecuali pendingin. Biasanya Gardu Induk ini dibangun

karena lahan yang tidak memadai.

e. Combined Outdoor Substation ( gardu Induk Sebagian Pasang Luar )

Page 13: Tugas Mid Test Gi

Merupakan Gardu Induk yang sebagian peralatannya dipasang didalam

ruangan tertutup , dan sebagiannya lagi dipasang di ruangan terbuka dengan

tujuan menyesuaikan terhadap situasi dan kondisi surrounding atau

lingkunan sekitar.

f. Mobile Substation ( Gardu Induk Mobil )

Merupakan Gardu Induk yang peralatannya dipasang diatas trailler atau

kendaraan bergerak lainnya sehingga dapat berpindah tempat sesuai dengan

kebutuhan. Biasanya digunakan untuk pemakaian sementara atau keadaan

darurat.

Gardu induk (substations) berdasarkan dari sistem rel/ busbar yang digunakan

dapat diklasifikasikan menjadi bebarapa jenis, antara lain :

a. Gardu induk sistem ring busbar.

Merupakan gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu induk

jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu dengan

lainnya dan membentuk ring (cincin).

b. Gardu induk sistem single busbar.

Merupakan gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar. Pada

umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung

(akhir) dari suatu sistem transmisi.

c. Gardu induk sistem double busbar.

Merupakan gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu induk

sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya pemadaman

beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem (manuver sistem).

Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak digunakan.

Page 14: Tugas Mid Test Gi

d. Gardu induk sistem satu setengah (on half) busbar.

Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada umumnya

gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik

atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi operasional, gardu induk

ini sangat efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat

dilakukan perubahan system (manuver system). Sistem ini menggunakan 3

buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri).

c. Sistem Pembumian Pada Gardu Induk

Metode Sistem Pentanahan / Pembumian GI

Sistem pentanahan peralatan pada gardu induk biasanya

menggunakan konduktor yang terbuat dari tembaga dan memiliki

konduktivitas yang tinggi. Pentanahan peralatan gardu induk mula-mula

dilakukan dengan metode driven-rod, yakni menanamkan batang konduktor

tegak lurus permukaan tanah, kemudian menggunakan sistem pentanahan

dengan menanamkan batang-batang konduktor sejajar permukaan tanah dan

pada kedalaman beberapa cm di bawah permukaan tanah (counterpoise).

Penelitian selanjutnya dengan sistem penanaman elektroda secara horisontal

dengan bentuk kisi-kisi (grid) dan gabungan sistem grid dengan rod. Sistem

pentanahan dengan gabungan ini cukup efektif untuk meratakan tegangan di

permukaan tanah saat terjadi gangguan tanah dan dapat menghasilkan

tahanan pentanahan yang rendah. Hasil penelitian terakhir menunjukkan

bahwa pentanahan dengan sistem grid tak simetri memiliki beberapa

keuntungan bila dibandingkan dengan sistem sebelumnya. Pentanahan

dengan sistem ini yang akan dicoba diterapkan dan akan dibandingkan

dengan pentanahan sistem grid simetri serta pentanahan yang akan

diuraikan lebih lanjut.

A. Pentanahan Sistem Grid Simetri

Page 15: Tugas Mid Test Gi

Pentanahan dengan sistem grid ini dilakukan dengan menanamkan

batang-batang elektroda pentanahan dalam tanah pada kedalaman beberapa

cm, sejajar dengan permukaan tanah dan elektroda tersebut dihubungkan

satu dengan lainnya sehingga membentuk beberapa jaringan. Makin banyak

konduktor yang ditanam dengan sistem ini, maka tegangan yang timbul pada

permukaan tanah pada saat terjadi gangguan ke tanah akan terdistribusi

merata.

Pada pentanahan sistem grid simetri ini apabila jumlah elektroda

pentanahan yang membentuk grid (kisi-kisi) menjadi banyak, maka akan

menyerupai bentuk pelat dan yang optimum untuk memperoleh nilai tahanan

pentanahan yang kecil.

B. Pentanahan Sistem Grid Tak Simetri

 Pentanahan dengan sistem grid tak simetri ini pada perinsipnya sama

dengan pentanahan sistem grid simetri. Perbedaannya hanya pada distribusi

konduktor kisi-kisi (konduktor paralel yang membentuk grid ) tidak sama

jaraknya untuk satu sisi. Penetapan konduktor paralel yang pertama selalu

dimulai pada pertengahan daerah pentanahan. Dengan sistem grid tak

simetri ini akan menyebabkan arus terdistribusi dengan baik sehingga

tegangan permukaan yang timbul pada saat terjadi gangguan ke tanah

menjadi lebih rendah. Gambar 3 memperlihatkan sistem grid tak simetri.

Gradien Tegangan Pada Permukaan Tanah

Pada umumnya sebagai pengamanan, gradien tegangan antara titik

sentuh pada peralatan dengan titik pada permukaan tanah tempat berdiri,

atau gradien tegangan pada permukaan tanah yang bersentuhan dengan

kedua kaki, dianggap menimbulkan bahaya bagi seseorang. Secara umum

Page 16: Tugas Mid Test Gi

gradien tegangan yang timbul pada permuaan tanah selama mengalir arus

gangguan tanah meliputi : tegangan sentuh, tegangan langkah dan tegangan

pindah.

Tegangan Sentuh

Tegangan sentuh adalah beda potensial antara kenaikan potensial tanah

dengan potensial pada suatu titik berjarak 1 meter pada permukaan tanah.

Pada permukaan tanah ini seseorang berdiri sambil menyentuh suatu

peralatan yang diketanahkan pada saat terjadi gangguan. Besarnya arus

gangguan dibatasi oleh tahanan tubuh orang dan tahanan kontak ke tanah

dari kaki orang tersebut. Gambar 4 menunjukkan salah satu kejadian yang

menyebabkan timbulnya tegangan sentuh pada saat terjadi gangguan

beserta rangkaian penggantinya. Jika Rb adalah tahanan tubuh orang, Rf

adalah tahanan tanah tepat di bawah setiap kaki maka rangkaian ekivalen.

Dengan beberapa asumsi dan perhitungan, diketahui besar tegangan sentuh

yang terjadi seperti dalam Tabel 1.

Tegangan Langkah

Tegangan langkah adalah beda potensial pada permukaan tanah dari

dua titik yang berjarak satu langkah (1 meter) yang dialami seseorang yang

menghubungkan ke dua titik tersebut dengan kedua kakinya tanpa

menyentuh suatu peralatan apapun.

Tegangan Pindah (transfered voltage)

  Tegangan pindah (tegangan peralihan) merupakan hal khusus dari

tegangan sentuh, yang terjadi bila pada saat terjadi gangguan seseorang

berada dalam suatu switch yard dan menyentuh suatu peralatan yang

ditanahkan pada tempat/titik yang jauh, dan alat tersebut dialiri arus

Page 17: Tugas Mid Test Gi

gangguan ke tanah. Tegangan pindah ini akan sama dengan tegangan pada

tahanan kontak pengetanahan total. Untuk waktu tertentu dari arus

gangguan, tegangan pindah yang diizinkan adalah sama dengan tegangan

sentuh.

d. Sistem transmisi

Transmisi Tenaga Listrik .

Merupakan proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat pembangkit

tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik (substation

distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumen pengguna

listrik.

Pengertian Transmisi Tenaga Listrik.

Dalam kontaks pembahasan ini, yang dimaksud transmisi (penyaluran)

adalah Penyaluran energi listrik sehingga mempunyai listrik, maksud proses

dan cara menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lainnya,

misalnya :

- Dari pembangkit listrik ke gardu induk.

- Dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya.

- Dari gardu induk ke jaring tegangan menengah dan gardu distribusi.

Ketentuan Dasar Sistem Tenaga Listrik.

1. Menyediakan setiap waktu, tenaga listrik untuk keperluan konsumer.

2. Menjaga kestabilan nilai tegangan, dimana tidak lebih toleransi ±10%.

3. Menjaga kestabilan frekuensi, dimana tidak lebih toleransi ±0 1Hz.

4. Harga yang tidak mahal (Efisien).

5. Standar keamanan (safety).

Page 18: Tugas Mid Test Gi

6. Respek terhadap lingkungan.

• Terdiri dari stasiun pembangkit (generating station)

• Transmission substation menyediakan servis untuk merubah dalam

menaikan dan menurunkan tegangan pada saluran tegangan yang

ditransmisikan serta meliputi regulasi tegangan.

• Percabangan hubungan antar substation(interconnecting substation) untuk

pasokan tenaga listrik yang berbeda untuk keperluan pengguna konsumer.

• Distribution Substation, pada bagian ini merubah tegangan aliran listrik dari

tegangan medium menjadi tegangan rendah dengan transformator step-

down, step down, dimana memiliki tap otomatis dan memiliki  kemampuan

untuk regulator tegangan rendah.

Tegangan Transmisi .

• Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu

antara 11 kV d 765 kV.

• Tegangan extra-tinggi (Extra High Voltage – EHV) : 345 500 dan 765 kV.

• Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV standard) :115kV, 138kV, dan

230kV

• Untuk sistem distribusi, tegangan menengah yaitu antara 2,4 kV dan 69 kV.

Umumnya antara 120 V dan 69 kV dan untuk tegangan rendah yaitu antara

120 V sampai 600 V.

Komponen Transmisi Listrik .

Saluran transmisi Tenaga Listrik terdiri atas :

1. konduktor.

2. Isolator.

3. Tiang Penyangga / Tower

Konduktor

Page 19: Tugas Mid Test Gi

Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan listrik yang

ditransmisikan.

• Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan tinggi ini selalu tanpa

pelindung/isolasi, hanya menggunakan isolasi udara.

• Jenis Konduktor yang dipakai

   – Tembaga (cu)

   – Alumunium (Al)

   – Baja (steel)

• Jenis yang sering dipakai adalah jenis alumunium dengan campuran baja.

•  Jenis-jenis penghantar Aluminium

- AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya

terbuat dari alumunium.

- AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang

seluruhnya terbuat dari campuran alumunium.

- ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced) Conductor, Steel-

Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja.

- ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar

alumunium yang di perkuat dengan logam campuran.

- Jenis yang sering digunakan adalah ACSR.

Isolator

Isolator pada sistem transmisi tenaga listrik disni berfungsi untuk

penahan bagian konduktor terhadap ground. Isolator disini bisanya terbuat

dari bahan porseline, tetapi bahan gelas dan bahan isolasi sintetik juga sering

digunakan disini. Bahan isolator harus memiiki resistansi yang tinggi untuk

melindungi kebocoran arus dan memiliki ketebalan yang secukupnya (sesuai

standar) untuk mencegah breakdown pada tekanan listrik tegangan tinggi

sebagai pertahanan fungsi isolasi tersebut. Kondisi nya harus kuat terhadap

goncangan apapun dan beban konduktor.

Page 20: Tugas Mid Test Gi

• Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis

porselin atau gelas.

 Menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan menjadi:

- isolator jenis pasak

- isolator jenis pos-saluran

- isolator jenis gantung

• Isolator jenis pasak dan isolator jenis pos-saluran digunakan pada saluran

transmisi dengan tagangan kerja relatif rendah (kurang dari 22-33kV),

sedangkan isolator jenis gantung dapat digandeng menjadi

rentengan  rangkaian isolator yang jumlahnya dapat disesuaikan dengan

kebutuhan.

Infrastruktur Transmisi listrik .

• Tiang Penyangga Saluran transmisi dapat berupa saluran udara dan

saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi

listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada

umumnya  menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara

sebagai media antar isolasi antar kawat penghantar. Dan untuk

menyanggah/merentangkan kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak

yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat

penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh,

yang biasa disebut menara/tower. Antar menra/tower listrik dan kawat

penghantar disekat oleh isolator.

• Saluran Kabel bawah laut, ini merupakan saluran listrik yang melewati

medium bawah air (laut) karena transmisi antar pulau yang jaraknya

dipisahkan oleh lautan.

Konstruksi Saluran Transmisi

Page 21: Tugas Mid Test Gi

Berdasarkan pemasangannya saluran transmisi dibagi menjadi

pemasangannya, dua kategori, yaitu :

1. Saluran Udara (Overhead Lines) saluran transmisi yang menyalurkan

energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antara

menara atau tiang transmisi.

2. Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran transmisi yang

menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah.

3. Saluran bawah Laut Saluran transmisi listrik yang di bangun di dalam laut.

Jenis-Jenis Tower

Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4yaitu:

1. Lattice tower

2. Tubular steel pole

3. Concrete pole

4. Wooden pole

4. Sebut jenis Relai dan jelaskan masing-masing relai proteksi yang digunakan

pada Gardu Induk

Jawab :

SISTEM PROTEKSI GARDU INDUK.

       Sistem proteksi adalah suatu sistem pengaman pada peralatan listrik yang

terdapat pad gardu induk yang diakibatkan oleh gangguan alam, gangguan

teknis, kesalahan operasi, dan penyebab lainya.

PEMUTUS TENAGA

Pemutus tenaga (PMT) adalah suatu alat otomatis yang

mampumemutus/menutup rangkaian pada semua kondisi yaitu kondisi

gangguan maupun kondisi normal, atau dapat juga sebagai alat yang

Page 22: Tugas Mid Test Gi

dibutuhkan untuk mengontrol jaringan tenaga listrik dengan membuka circuit

dengan menutup circuit (sebagai sakelar) dengan membawa beban secara

pengawasan manual atau otomatis, sedangkan jika dalam keadaan gangguan

atau keadaan tidak normal PMT dapat membuka dengan bantuan rele yang

mendeteksi, sehingga gangguan dapat dipisahkan.

Selama beroperasi pada keadaan normal PMT dapat dibuka dan ditutup

tanpa menimbulkan akibat yang merugikan. Dalam keadaan gangguan atau

keadaan yang tidak normal relay akan mendeteksi dan menutup rangkaian

tripping dari PMT maka akan menggerakkan mekanisme penggerak untuk

membuka kontak-kontak PMT.

RELAY PROTEKSI

  Relay adalah suatu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengatur  /

memasukan suatu rangkaian listrik (rangkaian trip atau alarm) akibat adanya

perubahan lain. Secara garis besar bagian dari relay proteksi terdiri dari tiga

bagian utama.

Masing-masing elemen/bagian mempunyai fungsi sebagai berikut :

Elemen pengindera.

Elemen ini berfungsi untuk merasakan besaran-besaran listrik, seperti

arus, tegangan, frekuensi, dan sebagainya tergantung relay yang dipergunakan.

Pada bagian ini besaran yang masuk akan dirasakan keadaannya, apakah

keadaan yang diproteksi itu mendapatkan gangguan atau dalam keadaan

normal, untuk selanjutnya besaran tersebut dikirimkan ke elemen pembanding.

Elemen pembanding.

Elemen ini berfungsi menerima besaran setelah terlebih dahulu

besaran itu diterima oleh elemen oleh elemen pengindera untuk

Page 23: Tugas Mid Test Gi

membandingkan besaran listrik pada saat keadaan normal dengan besaran

arus kerja relay.

Elemen pengukur/penentu.

Elemen ini berfungsi untuk mengadakan perubahan secara cepet pada

besaran ukurnya dan akan segera memberikan isyarat untuk membuka PMT

atau memberikan sinyal. Maksud dan tujuan pemasangan relay proteksi 

adalah untuk mengidentifikasi gangguan dan memisahkan bagian jaringan

yang terganggu dari bagian lain yang masih sehat serta sekaligus

mengamankan bagian yang masih sehat dari kerusakan atau kerugian yang

lebih besar,  dengan cara :

Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang

dapat membahayakan peralatan atau sistem dan juga manusia.

Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang

mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga

kerusakan instalasi yang terganggu  atau yang dilalui arus gangguan

dapat dihindari atau dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem

lainnya tetap dapat beroperasi.

RELAY PROTEKSI BUSBAR

Sebagai proteksi utama Busbar adalah RELE Differensial, yang

berfungsi mengamankan pada busbar tersebut terhadap gangguan yang

terjadi di busbar itu sendiri.

Konfigurasi Busbar ada 3 macam :

1. Busbar tunggal ( Single Busbar ).

2. Busbar ganda ( Double Busbar ).

3. Busbar 1,5 PMT.

Gangguan pada busbar relatif jarang (kurang lebih 7 %) dibandingkan

dengan gangguan pada penghantar (kurang lebih 60 %) dari keseluruhan

gangguan tetapi dampaknya akan jauh lebih besar dibandingkan pada

Page 24: Tugas Mid Test Gi

gangguan penghantar, terutama jika pasokan yang terhubung ke pembangkit

tersebut cukup besar.

Dampak yang dapat ditimbulkan oleh gangguan di bus jika gangguan

tidak segera diputuskan antara lain adalah kerusakan instalasi, timbulnya

masalah stabilitas transient, dimungkinkan OCR dan GFR di sistem bekerja

sehingga pemutusan menyebar.

PROTEKSI TRAFO TENAGA

Proteksi transrmator daya terutama bertugas untuk mencegah kerusakan

transformator sebagai akibat adanya gangguan yang terjadi dalam petak/ bay

transformator, disamping itu diharapkan juga agar pengaman transformator

dapat berpartisipasi dalam penyelenggaraan selektifitas sistem, sehingga

pengamanan transformator hanya melokalisasi gangguan yang terjadi  di dalam

petak/bay transformator saja.

Maksud dan tujuan pemasangan relay proteksi pada transformator daya

adalah untuk mengamankan peralatan /sistem sehingga kerugian akibat

gangguan dapat dihindari atau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara :

1. Mencegah kerusakan transformator akibat adanya gangguan/ketidak

normalan yang  terjadi pada transformator atau gangguan pada bay

transformator.

2. Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang

dapat membahayakan peralatan atau sistem.

3. Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang

mengalami keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga

kerusakan instalasi yang terganggu  atau yang dilalui arus gangguan

dapat dihindari atau dibatasi seminimum mungkin dan bagian sistem

lainnya tetap dapat beroperasi.

4. Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya.

Page 25: Tugas Mid Test Gi

5. Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang tbaik kepada

konsumen. Serta mengamankan manusia terhadap bahaya yang

ditimbulkan oleh listrik.

Jenis Proteksi Trafo tenaga

Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam gangguan, diantaranya

dengan peralatan proteksi  (sesuai SPLN 52-1:1983 Bagian Satu, C) :

Relay arus lebih

Relay arus hubung tanah

Relay beban lebih

Relay tangki tanah

Relay ganggauan tanah

Relay suhu

Relay Bucholz

Relay Jansen

Relay tekanan lebih

Relay suhu

Lightning arrester

Rellay differensial

SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL TRAFO TENAGA

Adapun tujuan pentanahan titik netral  transformator daya  adalah sebagai

berikut

1. Menghilangkan gejala-gejala busur api pada suatu sistem.

2. Membatasi tegangan-tegangan pada fasa yang tidak terganggu (pada

fasa yang sehat).

3. Meningkatkan keandalan (realibility) pelayanan dalam penyaluran tenaga

listrik.

4. Mengurangi/membatasi tegangan lebih transient yang disebabkan oleh

penyalaan bunga api yang berulang-ulang (restrike ground fault).

Page 26: Tugas Mid Test Gi

5. Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi serta memudahkan

dalam menentukan lokasi gangguan.

Metoda-metoda pentanahan titik netral transformator daya adalah sebagai

berikut :

1. Pentanahan mengambang (floating  grounding).

2. Pentanahan melalui tahanan (resistance grounding).

3. Pentanahan melalui reaktor (reactor grounding).

4. Pentanahan langsung (effective grounding).

5. Pentanahan melalui reaktor yang impedansinya dapat berubah-ubah   

(resonant grounding) atau pentanahan dengan kumparan Petersen

(Petersen Coil).

ARRESTER

Surge Arrester merupakan peralatan yang didesain untuk melindungi

peralatan lain dari tegangan surja (baik surja hubung maupun surja petir) dan

pengaruh follow current. Sebuah arrester harus mampu bertindak sebagai

insulator, mengalirkan beberapa miliampere arus bocor ke tanah pada

tegangan sistem dan berubah menjadi konduktor yang sangat baik,

mengalirkan ribuan ampere arus surja ke tanah, memiliki tegangan yang lebih

rendah daripada tegangan withstand dari peralatan ketika terjadi tegangan

lebih, dan menghilangan arus susulan mengalir dari sistem melalui arrester

(power follow current) setelah surja petir atau surja hubung berhasil

didisipasikan.

Lightning Arrester/ Arrester/ Surge Arrester memiliki peran penting di

dalam koordinasi isolasi peralatan di gardu induk. Fungsi utama dari Lightning

Arrester adalah melakukan pembatasan nilai tegangan pada peralatan gardu

induk yang dilindunginya. Panjang lead yang menghubungkan arrester pun

perlu diperhitungkan, karena inductive voltage pada lead ini ketika terjadi surge

akan mempengaruhi nilai tegangan total paralel terhadap peralatan yang

dilindungi.

Page 27: Tugas Mid Test Gi

  PROTEKSI PETIR

Tujuan dari proteksi petir pada serandang adalah untuk mengamankan

peralatan dan instalasi dari sambaran langsung surja petir. Ada beberapa

model pengaman petir antara lain Kawat pentanahan/ Earth Wire/ GSW

(Galvanized Steel Wire) yang direntangkan pada serandang, pemasangan

Franklin Rod atau Early Streamer pada bagian atas serandang.

Kawat Pentanahan atau Earth Wire/ GSW adalah peralatan untuk

melindungi peralatan utama dari sambaran surja petir. Kawat tanah terbuat

dari baja yang sudah digalvanis, maupun sudah dilapisi dengan aluminium.

Jumlah Kawat Pentanahan/ EW/ GSW pada serandang diletakkan pada posisi

tertinggi pada serandang tersebut sehinggga mempunyai sudut perlindungan

yang aman (minimum 30 drajat) terhadap peralatan di bawahnya.

Pemasangannya dengan cara menggunakan klem penegang yang dipress

atau klem penegang dengan mur baut.