LOROK
Annisa Nur Solekha, Nur Sulistyawati
Departemen Teknik Elektro dan Informatika, Sekolah Vokasi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
E-mail: anisa.nur.s@mail.ugm.ac.id, nsulis@ugm.ac.id
ABSTRAK: Pada Gardu Induk 150kV terdapat kubikel 20kV, dimana ubikel ini merupaan kubikel untuk pendistribusian listrik ke pelanggan PT. PLN (Persero).
Pada kubikel 20kV terdapat kubikel kopel yang berfungsi untuk menghubungkan sumber trafo 1 dan trafo 2 sebagai sarana pelimpahan beban agar penyaluran tenaga listrik kepada konsumen tetap terjaga kendalannya. Selain pelimpahan beban menggunakan kubikel kopel, pelimpahan beban juga dapat dilakukan melalui jaringan. Pada kubikel kopel kompartemen yang ada sama seperti kompartemen kubikel lainnya, namun untu spesifikasi PMT kopel yang digunakan sama seperti spesifikasi PMT pada kubikel incoming. Dengan adanya kubikel kopel yang digunakan sebagai alternatif pelimpahan beban , maka waktu pemeliharaan dapat dikerjakan secara cepat. Saat pelimpahan beban melalui jaringan memerlukan proses switching selama 1 jam dan waktu pemeliharaan selama 19 jam dengan energi yang terselamatkan dalam satu hari yaitu 285.493,85 kWh jika dirupiahkan energi yang terselamatkan Rp385.415.616,5 sedangkan pengoperasian dengan kopel hanya membutuhka waktu selama 1 menit untuk switching kubikel kopel. Hal ini dikarenakan pengoperasian kubikel kopel tidak memerlukan terlalu banyak operator untuk melakukan proses switching di lapangan.
Kata kunci: Gardu Induk, Kubikel kopel, Pelimpahan beban, Energi terselamatkan ABSTRACT: In the 150 kV Substation there is a cubicle of 20 kV, where this cubicle is a cubicle for electricity distribution to customer of PT. PLN (Persero). In the cubicle 20 kV there is a coupling cubicle that serves to connect the source of transformer 1 and transformer 2 as a means of load manuever for the distribution of electricity to the consumer is maintained its reliability. In addition to load manuever using cubic coupling, load manuever can also be done over the network. The cubicles of the existing compartment compartments are the same as other cubicle compartments, but for the circuit breaker (CB) coupling specifications used the same as the circuit breaker (CB) specifications on the incoming cubicles. With the coupling cubicle being used as an alternative to load deployment, maintenance time can be done quickly.
When load manuever by line need time for switching as long as a hour and maintenance time need nineteen hours with saving energy in one day is 285.493.,85 kWh if converted in IDR in the amount of 385.416.616,5 IDR. But when use load manuever by coupling cubicle need time less than a minute. This is because the operation of the coupling cubic does not require too many operators to perform the switching process.
Keywords: Substation, Coupling cubicle, load manuver, Saving Energy
PENDAHULUAN
Pada penyaluran tenaga listrik PT.
PLN (Persero) harus menjaga kendalan dari penyaluran sistem tenaga listrik ke konsumen. Dengan kondisi masyarakat yang semakin modern dan penggunaan peralatan yang membutuhkan suplai tenaga listrik dimana pada jam-jam tertentu beban konsumen tinggi karena pemakaian peralatan listrik secara bersamaan. Semakin banyak penggunaan peralatan listrik pada konsumen rumah tangga maka beban tenaga listrik yang akan dilayani oleh PT. PLN (Persero) akan semakin besar. Selain beban konsumen rumah tangga PT. PLN (Persero) juga melayani beban konsumen industri dimana beban untuk keberlangsungan proses produksi. Pada jam-jam tertentu akan terjadi beban puncak dimana pemakaian peralatan yang menggunakan energi listrik mencapai titik puncak atau titik tertingi. Hal ini dikarenakan penggunaan peraltan listrik secara bersamaan pada rumah tangga dan juga konsumen industry yang tentunya tidak berhenti melakukan produksi.
Seperti pada daerah sekitar Gardu Induk 150kV Tambak Lorok yang mana disekitarnya melayani berbagai industri dan juga konsumen rumah tangga. Pada saat beban puncak maka kerja trafo akan semakin berat karena harus memenuhi supply tegangan pada penyulang-penyulang di Gardu Induk 150 kV Tambak Lorok tanpa harus terjadi pemadaman.
Dengan adanya kopel pada Gardu Induk 150kV Tambak Lorok hal ini dapat membantu dalam penyaluran energi listrik jika terjadi gangguan atau pekerjaan pada salah satu trafo. Jika tanpa menggunakan ubikel kopel
dalam pelimpahan maka cara untu pelimpahan beban adalah dengan melimpahkan lewat jaringan, sedangkan jika pelimpahan beban menggunakan jaringan membutuhkan waktu yang cukup lama dan beberapa penyulang akan padam. Selain itu jika pelimpahan beban melalui jaringan maka diperlukan panjang jaringanyang panjang dan tentunya semakin panjang jaringan maka akan semakin besar jatuh teganan pada jaringan tersebut. Karena berbagai pertimbangan diatas maa diperlukan kubikel kopel untuk mempermudah pelimpahan beban dan juga agar tercapainya keandalan pada sistem penyaluran tenaga listrik. Dengan penggunaan kopel akan lebih efisiensi karena waktu untuk pelimpahan beban lebih cepat dibandingkan pelimpahan menggunakan jaringan sehingga dapat meminimalisasi kerugian yang ada.
Permasalahan dari hal ini adalah trafo 1 sudah terdapat kubikel kopel namun masih dioperasikan sebagai Kubikel Pemakaian Sendiri Gardu Induk (PSGI), Trafo 2 belum tersedia kubikel kopel, kabel power untuk menghubungkan kubikel kopel trafo 1 da trafo 2 belum tersedia, dan pelimpahan beban yang digunakan pada Gardu Induk 150kV Tambak Lorok saat ini adalah pelimpahan beban melaui jaringan.
Gardu Induk (GI) merupakan bagian yang tak terpisahkan dari saluran transmisi distribusi listrik.
Dimana suatu sistem tenaga yang dipusatkan pada suatu tempat berisi saluran transmisi dan distribusi, perlengakapan hubung bagi, transformator, dan peralatan pengaman serta peralatan kontrol.
Fungsi dari Gardu induk sendiri adalah :
1. Mengubah tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ketegangan tinggi yang lainnya atau tegangan menengah.
2. Pengukuran, pengawasan, operasi serta pengaturan pengaman sistem tenaga listrik.
3. Pengaturan daya ke Gardu-Gardu Induk lain melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu distribusi melalui gawai tegangan menengah.
Biasanya dengan trafo daya yang memiliki kapasitas daya yang berbeda akan menentukan jumlah outgoing atau feeder yang berbeda, seperti :
a. Trafo daya dengan kapasitas 60 MVA : 7 Outgoing
b. Trafo daya dengan kapasitas 30 MVA : 5 Outgoing
c. Trafo daya dengan kapasitas 20 MVA : 4 Outgoing
d. Trafo daya dengan kapasitas 16 MVA : 3 Outgoing
Kubikel 20 kV adalah seperangkat peralatan listrik yang dipasang pada gardu distribusi yang berfungsi sebagai pembagi, pemutus, penghubung, pengontrol, dan proteksi sistem penyaluran tenaga listrik tegangan 20 kV. Kubikel 20 kV biasa terpasang pada gardu distribusi atau gardu hubung yang berupa beton maupun kios.
Gambar 1 Kubikel Kopel
Kubikel kopel adalah kubikel yang menghubungkan antara trafo satu dengan trafo yang lainnya melalui kompartemen kabel power. Kopel ini merupakan cara untuk memparalel trafo, dengan adanya paralel ini akan mempermudah saat ada pengerjaan atau pemeliharaan. Mempermudah yang dimaksudkan disini adalah saat manuver beban pada feeder yang dilayani suatu trafo dapat dilakukan dengan kopel tanpa melakukan manuver beban melalui jaringan.
Karena manuver melalui jaringan akan membutuhkan waktu yang lama dan juga biaya pengerjaan yang lebih banyak sehingga tidak efektif dan efisien. Pada kubikel kopel susunan kompartemennya masih sama seperti kubikel 20 kV lainnya, yaitu terdiri dari kompartemen Low Voltage (LV), kompartemen busbar, kompartemen PMT (Pemutus Tenaga), dan kompartemen kabel power.
Kompartemen Low Voltage(LV) didalamnya terdapat wiring atau pengkabelan untuk metering dan juga terdapat relay proteksi. Gambar kompartemen low voltage atau tegangan rendah ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Kompartemen low
voltage.
Sebagai rel penghubung antara kubikel yang satu dengan lainnya, posisi rel umumnya terletak pada bagian atas kubikel pada kubikel tipe RMU(Ring Main Unit) rel 20kV
terdapat dalam tabung SF6 vacuum bentuk rel ada yang bulat ada yang pipih. Busbar harus dari bahan tembaga atau aluminium. Busbar alumunium harus dilapisi timah pada titik sambungan busbar. Busbar dapat dilapis karet silikon atau bahan EPDM (heat shrink insulation material) untuk memenuhi ketahanan tingkat isolasinya. Bahan pelapis tersebut yang dipakai tidak bisa terbakar dan bila dari bahan yang dapat terbakar tetapi api dapat cepat mati dengan sendirinya (selfextinguishing). Isolator tonggak dapat dibuat dari bahan porselin atau isolasi lain yang tidak mudah terbakar. Isolator porselin berdasarkan rekomendasi IEC 168.
Jarak rambat tidak boleh kurang dari 320 mm. Isolator sintetis harus bebas dari cacat permukaan seperti rongga-rongga (fold blow holes) dan sebagainya, yang dapat mengganggu operasi isolator selanjutnya (sesuai rekomendasi IEC 660). Jarak rambat tidak boleh kurang dari 320 mm.
Isolator sintetis harus bebas dari cacat permukaan seperti rongga-rongga (fold blow holes) dan sebagainya, yang dapat mengganggu operasi isolator selanjutnya (sesuai rekomendasi IEC 660). Gambar Kompartemen busbar akan ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3 Kompartemen Busbar
Sebagai pemutus atau
penghubung aliran listrik kontak pemutus terdiri dari dua bagian yaitu kontak gerak (moving contact) dan kontak tetap (fixed contact) sebagai
peredam busur api pada kubikel jenis LBS atau PMT digunakan media minyak, gas SF6, vacuum atau dengan hembusan udara, selain itu memperkecil terjadinya busur api dilakukan dengan pembukaan dan penutupan kontak pemutus secara cepat secara mekanis. Dikarenakan pada PMT kopel menghubungkan dua buah busbar, sehingga membutuhkan PMT dengan arus nominal diatas 2000 A. Pengaplikasiannya di lapangan biasanya menggunakan kubikel 24 kV dengan kapasitas 2500 A. Kubikel ini juga digunakan pada kubikel incoming.
Selain menggunakan PMT dalam melakukan kopel busbar diperlukan interface busbar dengan kabel power
yang digunakan untuk
menghubungkan kabel power keluaran PMT dengan busbar yang lain.
Kompartemen PMT atau Pemutus Tenaga ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Kompartemen PMT Kabel power berfungsi untuk menyalurkan tegangan. Kabel power pada kubikel kopel ini biasanya akan
menghubungkan kubikel kopel pada trafo satu dengan kubikel kopel pada trafo yang lain (kopel to kopel).
Kompartemen kabel power yang biasanya menjadi keluaran kubikel 20 kV ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Kompartemen Kabel Power
Transformator tenaga dapat didefinisikan sebagai salah satu jenis mesin listrik yang berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik arus bolak-balik dari suatu rangkaian ke rangkaian ynag lainnya secara induksi peralatan elektromagnetik. Secara khusus, transformator merupakan peralatan listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya.
Manuver beban atau memanipulasi jaringan distribusi adalah serangkaian kegiatan membuat atau memodifikasi terhadap operasi normal dari jaringan akibat dari adanya gangguan atau pekerjaan jaringan yang
membutuhkan pemadaman
tenagalistrik sehingga dapat mengurangi daerah pemadaman dan agar tercapai kondisi penyaluran tenaga listrik semaksimal mungkin sehingga kebutuhan listrik pada masyarakat tetap tersalurkan meskupun sedang ada pekerjaan pemeliharan maupun jika terjadi gangguan. Kegiatan yang dilalukan dalam maneuver jaringan antara lain , memisahkan bagian-bagian jaringan yang semula terhubung dalam keadaan bertegangan ataupun tida bertegangan dalam kondisi normalnya dan menghubungkan bagian-bagian jaringan yang semula terpisah dalam keadaan berteganan ataupun tidak berteganan dalam kondisi normalnya.
Energi listrik (kWh) terselamatkan adalah energi listrik yang masih dapat tersalurkan saat dilakukan pekerjaan tanpa dilakukan pemadaman.
Sedangkan energi tak terselamatkan adalah energi yang hilang akibat terjadinya gangguan, pemadaman untuk pekerjaan, pemeliharaan, perbaikan, dan perluasan jaringan.
Persamaan 1 merupakan rumus perhitungan energi terselamatkan dalam kilo Watt hour (kWh).
(1)
Dengan menyamakan nilai PMT kopel pada trafo 2 dengan nilai incoming, hal ini berdasarkan dari PMT kopel pada trafo 1 yang telah dipasang dimana pada trafo 1 PMT
kopel dan PMT incoming
spesifikasinya sama. Selain PMT kopel yang belum terpasang di trafo 2, kabel power yang menghubungkan antar kubikel pada tiap trafo juga belum terpasang. Untuk kabel power diameter yang digunakan berdasarkan SPLN 43-5-2:1995 yaitu single core dengan diameter sebesar 300mm2. Pemilihan berdasarkan pada Gambar 6. Kabel power diharapkan mampu menahan arus sampai dengan 2000 A sesuai seperti spesifikasi PMT kopelnya.
Gambar 6 Kuat hantar arus kabel power
Data beban trafo 1 ditunjukkan
pada Tabel 1 dan beban trafo 2 ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 3 menunjukkan data trafo yang digunakan di GI Tambak Lorok.
Permasalahan yang terjad pada Trafo GI 150 kV yaitu pada Trafo 1 pemeliharaan investigasi berulang trip PMT trip PMT 150 # 07:42 // 16:15 ; INC # 07:39 // 16:19. Trafo 2 adanya perbaikan rembesan relay bucholz.
Pada trafo 1 dan trafo 2 terdapat
pemeliharaan yang mana
pemeliharaan tersebut memerlukan pemadaman pada trafi akan tetapi beban pelanggan tetap harus terpenuhi sehingga dilakukan pelimpahan beban melalui jaringan.
Tabel 1 Data beban Trafo 1
Tabel 2 Data beban Trafo 2
Tabel 3 Data trafo yang digunaan di GI Tambak Lorok
GARDU INDUK 150 kV TAMBAK LOROK
TRAFO
Prosedur pelimpahan beban melalui jaringan sebagai berikut : a. Siapkan peralatan Alat Pelindung
Diri (APD) seperti helm pengaman, sepatu safety, dan sarung tangan.
b. Sebelum melakukan pelimpahan beban pastikan terlebih dahulu
penyulang yang terhubung, panjang.
c. Menentukan peralatan switching yang akan digunakan dalam pelimpahan beban melalui jaringan d. Melakukan join anatara penyulang pelimpah dengan penyulang penerima.
e. Memutus jaringan atau penyulang yang dilimpahkan operator
f. Jaringan telah dilimpahkan
g. Setelah pemeliharaan maka dilakukan penormalan.
h. Semua operator harus dipastikan berkorrdinasi antara petugas di Gardu Induk, Dispatcher,dan petugas yang melakukan switching.
Prosedur pelimpahan beban melalui kopel sebagai berikut:
a. Siapkan peralatan Alat Pelindung Diri seperti helm pengaman, sepatu safety, dan sarung tangan.
b. Memasukkan PMT kopel 20 kV masuk.
c. Melepas PMT incoming 20 kV trafo yang akan dipelihara
d. Mengembalikan posisi OLTC pada posisi otomatis.
e. Penormalan kembali dengan cara :
1. Sebelum melakukan penormalan harus melakukan penyamaan tegangan antara incoming dengan busbar yang sedang di kopel.
2. Memasukkan PMT incoming.
3. Melepas PMT kopel
4. Mengembalikan posisi OLTC pada posisi otomatis.
5. Mencatat besar beban pada kedua incoming.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tanggal Trafo Penyulang 16
Tanggal Trafo Penyulang
21 Mei
2018 2
TBL 01 TBL 02 TBL 05 TBL 10 120 A 240 A 180
A 239 A
Berdasarkan Tabel 4 yang berisikan tentang data pekerjaan pada trafo 1 Gardu Induk 150 kV dimana pekerjaan yang dilakuan merupakan pekerjaan pemeliharaan rutin pada trafo 1 yang memerlukan trip pada PMT 150 kV sehingga beban perlu dilimpahkan melalui jaringan. Tabel 5 berisikan tentang data pekerjaan pada trafo 2 Gardu Induk 150 kV dimana pekerjaan yang dilakukan merupakan pekerjaan perbaikan relay bucholz dimana beban perlu dilimpahkan melalui jaringan.
Tabel 4 Data Pekerjaan Trafo 1 GI Tambak Lorok
108/7AT5- 16.
47
04 U6-39/A 17.
04 06.
Tabel 5 Data Pekerjaan Trafo 2 GI Tambak Lorok
Untuk menghitung energi yang terselamatkan dapat dilihat pada tabel tersebut penyulang yang berada di trafo 1 tidak mengalami pemadaman karna beban penyulang trafo 1 Gardu
Induk 150 kV Tambak Lorok dilimpahkan melalui jaringan.
Berdasarkan Tabel 4.2, dengan mengambil waktu melakukan pemeliharaan, arus yang dilimpahkan, dan dengan asumsi tegangan sistem sebesar 20 kV dengan cos ∅ = 0,85.
Contoh pada penyulang TBL 03 akan dilakukan pemeliharaan trafo yang didasari investigasi berulang trip PMT 150 kV. Pemeliharaan dimulai pada
MANUVER
15.56 19/T3-144 15.
56 20.
TBL 01 T4-128 22.
45 TBL01-SPL12 -+120A T3-144 16.28
TBL 10 00
jam 05.10 sampai dengan 16.30 selama 11 jam 20 menit, dimana penyulang TBL 03 akan dilimpahkan sebesar 160 A ke penyulang PDL 13.
Maka nilai energi yang terselamatkan adalah sebesar
cos
t
t 䁠 h
Ketika melakukan pemeliharaan dan PT. PLN (Persero) melakukan upaya sehingga tidak terjadi pemadaman dengan melakukan pelimpahan beban, maka energi yang terselamatkan dapat dikonversikan ke dalam rupiah dengan tarif rata-rata adalah Rp 1.350/kWh dapat dilihat pada Tabel 6 dan 7.
Tabel 6 Energi yang terselamatkan dan konversi dalam rupiah pada
trafo 1.
Penyulang Esafe Konversi Dalam Rupiah TBL 03 52.765,19 Rp 71.233.006,5 TBL 07 49.099,30 Rp 66.284.055 TBL 12 56.062.38 Rp 75.684.213 TBL 04 78.765,01 Rp 106.332.763,5 TBL 06 48.801,91 Rp 65.882.578,5
Total Rp 385.416.616,5
Tabel 7 Energi yang terselamatkan dan konversi dalam rupiah pada trafo
2.
KESIMPULAN
Kesimpulan yang didapatkan adalah Gardu Induk 150kV Tambak Lorok saat ini masih menggunakan metode pelimpahan beban melalui jaringan. Perbandingan pelimpahan
beban menggunakan jaringan pelimpahan menggunakan kopel lebih menguntungkan karena tidak memerlukan operator yang banyak, waktu untuk penormalan kembali lebih cepat, tidak perlu perubahan konfigurasi penyulang.
PUSTAKA ACUAN
Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia.
2014. Gardu Induk Semester 3. 93 Halaman. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan:
Jakarta
PT. PLN (Persero). 2010. Pengenalan Kubikel 20 kV. Jakarta: PT. PLN (Persero)
PT. PLN (Persero).2010. Buku 5 Standar Konstruksi. Jakarta : PT.
PLN (Persero)
Kadir, Abdul.1981.Transformator.
Jakarta: Pradnya Paramita Ziantek, Ed.2011.Loading Considerations when Paralleling Transformers.
Cikarang : PT. Schneider Electric Badan Standardisasi Nasional
(BSN).2000.Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000).
Jakarta: Yayasan PUIL
Penyulang Esafe
(kWh) Konversi dalam Rupiah
TBL 02 134.975,25 Rp 182.216.587,5 TBL 10 109.641,48 Rp 148.015.998 TBL 05 82.575,17 Rp 111.475.479,5 TBL 01 64.307,58 Rp 86.815.233
Total Rp 528.523.298