Transmission of Electrical Energy (Transmisi Tenaga Listrik)

(1)

Transmission of Electrical Energy

(Transmisi Tenaga Listrik)

Ol eh : Ol eh :

K el ompok 1 1

J ok o P r amon o

(2)

(3)

S is t em T en aga L is t r ik

Secara Umum Terdiri dari :

1. Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant)g ( )

Yaitu tempat energi listrik pertama kali dibangkitkan, dimana terdapat turbin sebagai penggerak mula (Prime Mover) dan generator yang membangkitkan listrik.

2. 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 konsumer pengguna listrik

dapat disalurkan sampai pada konsumer pengguna listrik

3. Sistem Distribusi

Merupakan subsistem tersendiri yang terdiri dari : Pusat Pengatur (Distribution C t l C t DCC) l t h (6kV d 20kV j Control Center, DCC), saluran tegangan menengah (6kV dan 20kV, yang juga biasa disebut tegangan distribusi primer) yang merupakan saluran udara atau kabel tanah, gardu distribusi tegangan menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan trafo sampai dengan panel-panel distribusi tegangan rendah (380V 220V) yang menghasilkan tegangan kerja/ tegangan jala tegangan rendah (380V, 220V) yang menghasilkan tegangan kerja/ tegangan jala-jala untuk industri dan konsumen.

4. Beban

(4)

(5)

P en ger t ian T r an s mis i T en aga L is t r ik

D l

k

t k

b h

i i

di

k

d

Dalam konteks pembahasan ini, yang dimaksud

transmisi (penyaluran) adalah

• penyaluran energi listrik sehingga mempunyai

• penyaluran energi listrik, sehingga mempunyai

maksud proses dan cara

• menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke

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

(6)

K et en t uan D as ar S is t em T en aga L is t r ik

9 M

di k

ti

kt

t

li t ik

9 Menyediakan setiap waktu, tenaga listrik

untuk keperluan konsumer.

9 Menjaga kestabilan nilai tegangan, dimana

tidak lebih toleransi ±10%

9 Menjaga kestabilan frekuensi, dimana

tidak lebih toleransi ±0 1Hz

tidak lebih toleransi ±0,1Hz

9 Harga yang tidak mahal (Efisien)

9 Standar keamanan (safety)

(7)

T r an s mis i T en aga L is t r ik

(8)

D iagr am das ar dar i s is t em t r an s mis i

dan dis t r ibus i t en aga l is t r ik

• Terdiri dari stasiun pembangkit (

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

(

i t

ti

b t ti

)

t k

k

t

(

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,

tegangan rendah dengan transformator step down,

(9)

T egan gan T r an s mis i

Tegangan generator dinaikkan ke tingkat yang dipakai

k

i i

i

11 kV d

6 kV

untuk transmisi yaitu antara 115kV dan 765 kV.

T

t

ti

i (E t

Hi h V lt

EHV) 345

• Tegangan extra-tinggi (Extra High Voltage – EHV) : 345,

500 dan 765 kV.

• Tegangan tinggi standar (High Voltage-HV standard) :

Tegangan tinggi standar (High Voltage HV standard) :

115kV, 138kV, dan 230 kV

(10)

IEEE Standard Board (September 4,

(11)

K ompon en T r an s mis i L is t r ik

Saluran transmisi Tenaga Listrik terdiri

atas :

1. konduktor

2 I

l t

2. Isolator

3. Infrastruktur Tiang Penyangga

(12)

K on duk t or

Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan

listrik yang ditransmisikan.

Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan

g

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

(13)

K ompon en T r an s mis i L is t r ik

Jenis-jenis penghantar Aluminium

AAC (All Al

i

C

d

t )

it k

t

- AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat

penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium.

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

(

y

), y

penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran

alumunium.

- ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced)

- ACSR (Alumunium Conductor, Steel-Reinforced),

yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja.

- ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced),

it k

t

h

t

l

i

di

k

t

yaitu kawat penghantar alumunium yang diperkuat

dengan logam campuran.

(14)

Gambar K abel P en gh an t ar

Kabel AAC

K t Kabel AAAC

Kawat Aluminium Kawat

Kawat Baja

(15)

Is ol at or

¾ Isolator pada sistem transmisi tenaga listrik disni berfungsi untuk penahan bagian

¾ 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 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.

¾ Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan g p gg y ,

menjadi:

- isolator jenis pasak

- isolator jenis pos-saluran - isolator jenis gantung - isolator jenis gantung

¾ 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

(16)

(17)

In f r as t r uk t ur T r an s mis i l is t r ik

Tiang Penyangga Saluran transmisi dapat berupa saluran udara

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

d lk d b i di i l i t k t h t

mengandalkan udara sebagai media 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 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 , p y g

(18)

K on s t r uk s i S al ur an T r an s mis i

Berdasarkan pemasangannya saluran transmisi dibagi menjadi Berdasarkan pemasangannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua kategori, yaitu :

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

3. Saluran bawah Laut

(19)

(20)

Jenis-Jenis Tower

Jenis Jenis Tower

Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower

dibagi atas macam 4 yaitu;

¾

Lattice tower

¾

Tubular steel pole

¾

Tubular steel pole

¾

Concrete pole

(21)

Steel Pole dan Lattice Tower

(22)

Jenis Jenis Tower

Jenis-Jenis Tower

Menurut Fungsinya Tower dibagi atas 7 macam : 1. Dead end Tower

2. Section Tower

3. Suspension Tower 4. Tension Tower

5. Transposision Tower 6 Gantry Tower

6. Gantry Tower 7. Combined Tower

(23)

Tabel Tower 150 Kv

(24)

Tabel Tower 150 Kv

(25)

Bagian Bagian Tower

Bagian-Bagian Tower

Pondasi

P

d

i d l h k

t k i b t

b t l

Pondasi adalah konstruksi beton bertulang

untuk mengikat kaki tower (stub) dengan bumi.

Jenis pondasi tower beragam menurut kondisi

tanah tempat tapak tower berada dan beban

yang akan ditanggung oleh tower.

y

g

gg

g

(26)

Jenis Jenis Pondasi

Jenis-Jenis Pondasi

P d i N l

Pondasi Normal

Normal dipilih untuk daerah yang dinilai cukup keras

(27)

Jenis-Jenis Pondasi

Spesial: Pancang ( fabrication dan

cassing) dipilh untuk daerah yang

lembek/tidak keras sehingga harus

gg

diupayakan mencapai tanah keras.

(28)

Gambar Pondasi Tower Pancang/ Spesial

(29)

Jenis Jenis Pondasi

Jenis-Jenis Pondasi

Raft dipilih untuk daerah berawa / berair

Auger dipilh karena mudah pengerjaannya

g

p

g j

y

dengan mengebor dan mengisinya dengan

semen

Rock: drilled dipilih untuk daerah berbatuan

(30)

Bagian bagian Tower

Bagian-bagian Tower

S b

Stub:

Stub adalah bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan dengan pemasangan pondasi dan diikat menyatu g p g p y dengan pondasi. Bagian atas stub muncul dipermukaan tanah sekitar 0,5 sampai 1 meter dan dilindungi semen serta dicat agar tidak mudah berkarat

tidak mudah berkarat.

(31)

Bagian Bagian Tower

Bagian-Bagian Tower

Leg.

Leg adalah kaki tower yang terhubung antara stub dengan body

tower Pada tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau tower. Pada tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau pengurangan tinggi leg. Sedangkan body harus tetap sama tinggi permukaannya. Pengurangan leg ditandai: -1; -2; -3 Penambahan l dit d i +1 +2 +3

leg ditandai: +1; +2; +3

(32)

Gambar Leg Extention kaki Tower

(33)

Bagian Bagian Tower

Bagian-Bagian Tower

Common Body.

Common body adalah badan tower bagian bawah yang

t h b t l d b d t b i t (

terhubung antara leg dengan badan tower bagian atas (super structure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakukan dengan pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan

atau pengurangan.

Super structure

Super structure adalah badan tower bagian atas yang

terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta tidak dikenal istilah super structure namun digantikan dengan “K” frame dan bridge.

(34)

Bagian-bagian Tower

Bagian bagian Tower

Cross arm

Cross arm adalah bagian tower yang berfungsi untuk tempat

menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir.

K frame

K frame adalah bagian tower yang terhubung antara common body K frame adalah bagian tower yang terhubung antara common body dengan bridge maupun cross arm. K frame terdiri atas sisi kiri dan kanan yang simetri.

Bridge

Bridge adalah penghubung antara cross arm kiri dan cross arm

tengah. Pada tengah-tengah bridge terdapat kawat penghantar fasa tengah. Bridge tidak dikenal di tower jenis pyramida

(35)

Bagian-bagian Tower

Bagian bagian Tower

R b t d b h

Rambu tanda bahaya.

Rambu tanda bahaya berfungsi untuk memberi peringatan bahwa instalasi SUTT/SUTETI mempunyai resiko bahaya. Rambu ini bergambar petir dan tulisan AWAS BERBAHAYA TEGANGAN TINGGI.

(36)

Bagian-bagian Tower

Bagian bagian Tower

Anti Climbing Device (ACD)

ACD disebut juga penghalang panjat berfungsi untuk menghalangi

orang yang tidak berkepentingan untuk naik tower. ACD dibuat runcing, b j k 10 d l i d di di ti k ki t

berjarak 10 cm dengan yang lainnya dan dipasang di setiap kaki tower dibawah Rambu tanda bahaya.

(37)

Bagian-bagian Tower

Bagian bagian Tower

Step bolt

Step bolt adalah baut yang dipasang dari atas ACD ke

sepanjang badan tower hingga super structure dan arm kawat p j g gg p petir. Berfungsi untuk pijakan petugas sewaktu naik maupun turun dari tower.

(38)

Bagian-bagian Tower

Bagian bagian Tower

Halaman tower

Halaman tower adalah daerah tapak tower yang luasnya diukur dari proyeksi keatas tanah galian pondasi. Biasanya antara 3 hingga 8

p y g p y gg

meter di luar stub tergantung pada jenis tower.

(39)

k l as if ik as i t egan gan t r an s mis i l is t r ik

1 Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV 500kV 1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200kV-500kV

2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30kV-150kV

3. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30kV-150kV

4. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6kV-30kV 4. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6kV 30kV

5. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6kV-20kV

6. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) 40V-1000V

7. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) 40V-1000Vg g ( )

(40)

Jenis saluran transmisi dapat dibagi

menjadi :

j

¾

Transmisi Listrik Arus Bolak-balik (AC)

¾

T

i i Li t ik A

S

h (DC)

(41)

Car a pen yal ur an T en aga L is t r ik ar us bol ak -bal ik

• Fasa tunggal, dua kawat

• Fasa-tiga, tiga kawat

(42)

Pada transmisi tegangan tinggi digunakan sistem saluran 3 fasa, untuk efisiensi.

Selain karena Kel aran dari generator ber pa tiga fasa setiap fasa

Selain karena Keluaran dari generator berupa tiga fasa, setiap fasa mempunyai sudut pergerseran fasa 120º. Pada SUTT dikenal fasa R; S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah.

dibawah.

Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar kawat fasa maupun kawat berkas disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terlalu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTET) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat berkas mempengaruhi besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik.

(43)

S l

T

i i d

k

Saluran Transmisi dengan menggunakan

sistem arus bolak-balik tiga fasa

k

i t

b

k

merupakan sistem yang banyak

digunakan, mengingat kelebihan sebagai

b ik t

berikut :

9 Mudah pembangkitannya

p

g

y

9 Mudah pengubahan tegangannya

9 Dapat menghasilkan medan magnet putar

9 Dengan sistem tiga fasa, daya yang

di

l k

l bih b

d

il i

t

(44)

(45)

Perlengkapan Gardu Transmisi

1 Busbar atau Rel Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo trafo tenaga

1. Busbar atau Rel, Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik.

2 Ligthning Arrester biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai

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 (ligthning Surge).

3 T f t i t t t T f t k U t k k

3. Transformator instrument atau Transformator ukur, Untuk proses pengukuran. Antara lain :

- 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 berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi.

- Transformator arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi

dan rele proteksi.

(46)

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

Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan.

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

Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan).

6. Sakelar Pentanahan, 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 suatu sistem

sistem.

7. Kompensator, alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator. SVC

(Static Var Compensator) berfungsi sebagai pemelihara kestabilan (Stat c a Co pe sato ) be u gs sebaga pe e a a estab a 8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi, (Supervisory Control

And Data Acquisition) berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan

h

penghantarnya.

9. Rele Proteksi, alat yang bekerja secara otomatis untuk

mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan,

(47)

K ompon en P en gaman

• Komponen pengaman (pelindung) pada transmisi tenaga listrik memiliki • Komponen pengaman (pelindung) pada transmisi tenaga listrik memiliki

fungsi sangat penting

• Komponen pengaman pada saluran udara transmisi tegangan tinggi, antara lain :

- Kawat tanah, grounding dan perlengkapannya, dipasang di

sepanjang jalur SUTT. Berfungsi untuk mengetanahkan arus listrik saat terjadinya gangguan (sambaran) petir secara langsung.

Pentanahan tiang Untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah - Pentanahan tiang, Untuk menyalurkan arus listrik dari kawat tanah

(ground wire) akibat terjadinya sambaran petir. Terdiri dari kawat tembaga atau kawat baja yang di klem pada pipa pentanahan dan ditanam di dekat pondasi tower (tiang) SUTT.

J i b f i k SUTT d i

- Jaringan pengaman, berfungsi untuk pengaman SUTT dari gangguan yang dapat membahayakan SUTT tersebut dari lalu lintas yang berada di bawahnya yang tingginya melebihi tinggi yang dizinkan - Bola pengaman, dipasang sebagai tanda pada SUTT, untuk pengamanBola pengaman, dipasang sebagai tanda pada SUTT, untuk pengaman

(48)

Gan gguan s is t em t en aga l is t r ik

P d d

t

i t

t

li t ik h

d

t

Pada dasarnya suatu sistem tenaga listrik harus dapat

beroperasi secara terus-menerus secara normal, tanpa

terjadi gangguan. Akan tetapi gangguan pada sistem

j

g

gg

p g

gg

p

tenaga listrik tidak dapat dihindari. Gangguan dapat

disebabkan oleh beberapa hal berikut :

¾

G

k

l h

i (k l l i

)

¾

Gangguan karena kesalahan manusia (kelalaian)

¾

Gangguan dari dalam sistem, misalnya karena faktor

ketuaan arus lebih tegangan lebih sehingga merusak

ketuaan, arus lebih, tegangan lebih sehingga merusak

isolasi peralatan.

¾

Gangguan dari luar, biasanya karena faktor alam.

gg

y

(49)

J en is -j en is gan gguan

J

i

bil diti j

d i if t d

b b

Jenis gangguan bila ditinjau dari sifat dan penyebabnya

dapat dikelompokkan sebagai berikut :

¾

Beban lebih ini disebabkan karena memang keadaan

¾

Beban lebih, ini disebabkan karena memang keadaan

pembangkit yang kurangdari kebutuhan bebannya.

¾

Hubung singkat, jika kualitas isolasi tidak memenuhi

g

j

syarat, yang mungkin disebabkan faktor umur, mekanis,

dan daya isolasi bahan isolator tersebut.

¾

Tegangan lebih yang membahayakan isolasi peralatan

¾

Tegangan lebih, yang membahayakan isolasi peralatan

di gardu.

¾

Gangguan stabilitas, karena hubung singkat yang terlalu

¾

Gangguan stabilitas, karena hubung singkat yang terlalu

(50)

(51)

D af t ar R ef er en s i

illi S li i Si T i ik di i • William.D.Stevenson, Analisis Sistem Tenaga Listrik, Edisi 4 • Aslimeri,dkk, Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 2

• http://www elektroindonesia com/elektro/ener33a htmlhttp://www.elektroindonesia.com/elektro/ener33a.html

• http://dunia-listrik.blogspot.com/