Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik Jilid I

BUKU

PEGANGAN

TEKNIK

TENAGA

LISTRIK

DR.

A. ARISMUNANDAR

DR. S. KUWAHARA

,LIS.TAl{4.,{N

URS}FAF{ t\4/A.

TIiWUle

-fl

e

I

Xli

Egilr

EErn

I *

1

:,iil

.N

?

l==

BH

I

T 3

PEMBANGKITAN

DENGAN

TENAGA

AIR

JILID

I

BUKU

PEGANGAN

TEKNIK

TENAGA

LISTRIK

JILID

I:

PEMBANGKITAN

DENGAN

TENAGA AIR

OLEH

Dn.

AnroNo

ArusuuNaNDAR,

M.A.Sc.

Direktur

Lembaga

Masalah

Ke t enagaan

Perusahaan Umum

Listrik

Negara

Dn.

Susuuu

Kuw.lnau

Executive

Director, Electric

Power

Development Co.,

Ltd. (EPDC)

Tokyo,

Japan

Cetakan Kedelapan

PT

PRADI{UA

BRA}IIIA

JAKA

R

TA

7

Perputakaan

Nasional

:

katalog dalam

terbitan

_6Df)

Arismunandar,

Artono

Buku pegangan teknik tenaga

listrik

/

Artono Aris-munandar, Susumu Kuwahara. - Cet. 8 - Jakarta : Pradnya Paramita

,2004

3Jil.:26cm.

Isi

: Jil I Pembangkitan dengan

tenaga3ir

:

Jil.[

. Saluran transmisi ; Jil. Itr. Gardu Induk.

rsBN

979-408-176-0 (Ji1.1)

rsBN

979-408-177

-9

(Jil.2)

rsBN

979-408 -178-7 (Jil.3)

1.

Listrik,

Tenaga .

I.Judul.

II.

Kuwahara,

Susumu.

621.31

,4\.

szt-

1BR"

_{i P}

_Pnta

BUKU PEGANGAN

TEHNIK

TENAGA

LISTRIK I

Oleh

: DR. Artono Arismunandar M.A.Sc.

DR. Susumu Kuwahara

CI

Association For lnternational Technical Promotion

O

Hak Cipta dilindungi oleh Undang - undang

Diterbitkan

oleh

: PT Pradnya Paramita Jalan Bunga 8 -8

A

Jakarta 13140

Anggota

IKAPI

Cetakankedelapan

:2004

PRAKATA

Penulisan

buku

ini

didorong oleh keinginan penulis

untuk

ikut

mengisi kelangkaan

kepustakaan teknik, khususnya teknik tenaga

listrik,

dalam bahasa Indonesia. Kelangkaan (scarcity)

ini

disebabkan karena berbagai hal, antara lain, karena mereka yang mendalami persoalannya biasanya

terlalu

sibuk

untuk

dapat menyisihkan sebagian waktunya guna

menulis

buku,

atau karena mereka menganggapnya kurang menguntungkan

dilihat

dari

segi keuangan. Sebab yang lain adalah terbatasnya pasaran, yang dipengaruhi oleh jumlah

tenaga ahli dan tenaga kejuruan (yang merupakan lingkungan pembaca buku-buku teknik)

yang relatif kecil, serta iklim masyarakat yang memang belum gandrung-buku (book-minded). Daya beli masyarakat yang masih terbatas juga merupakan faktor yang menentukan.

Berhubung dengan hal-hal

di

atas, maka penulis bersedia mempertimbangkan tawaran Tuan Koichi Fukui, Sekretaris Jenderal Badan Promosi Teknik Internasional (AITEP Jepang),

untuk

bersama seorang pengarang Jepang menulis sebuah buku pegangan dalam bidang

teknik tenaga listrik. Badan ini merupakan organisasi tanpa-laba (non-profit) yang pembentu-kannya disahkan oleh Menteri Luar Negeri Jepang pada tanggal 6 Desember 1967. Tujuannya

adalah ikut membantu perkembangan _{ekonomi wilayah Asia Tenggara dengan cara}

menerbit-kan buku-buku pegangan dalam bidang teknik yang ditulis bersama (co-authorship) oleh

pengarang-pengarang Jepang dan penulis-penulis wilayah dalam bahasa tersebut terakhir.

Oleh karena tujuannya yang baik

itu

serta mengingat akan kekosongan akan kepustakaan

teknik tenaga listrik yang kian hari kian terasa, maka tawaran Tuan Fukui sungguh menarik

bagi penulis ini waktu itu. Namun, bila penulis teringat akan kenyataan bahwa tidak mungkin

merubah jumlah jam dalam sehari serta kesibukan-kesibukan penulis sebagai seorang

admi-nistrator, maka uluran tangan persahabatan

itu

berat rasanya untuk diterima. Penulis

ini

memerlukan waktu berpikir beberapa malam untuk menimbang-nimbang manfaat buku ini

bagi masyarakat luas pada umumnya, dunia teknik tenaga listrik pada khususnya,

dibanding-kan dengan kelipat-gandaan usaha yang harus diberikan oleh penulis untuk menyisihkan

sebagian kecil dari waktunya bagi buku ini. Setelah merundingkan masalahnya dengan

atasan-nya,

Ir'

Abdul Kadir, Direktur Utama Perusahaan Umum

Listrik

Negara, serta berkat

pe-ngertian, dorongan dan izin beliau, penulis berketetapan untuk membantu usaha badan pro-mosi tersebut terdahulu. Demikianlah, maka naskah perjanjian kerjasama ditandatangani

pada tgl 27 September 1971, dua bulan sesudah Tuan Fukui menyodorkannya kepada penulis.

Buku

ini

didasarkan atas naskah dalam Bahasa Inggeris berjudul ELECTRIC POWER

ENGINEERING HANDBOOK

yang

ditulis

oleh

Dr.

Susumu Kuwahara, salah seorang

Direktur dari Electric Power Development Company, Ltd. (EPDC), satu-satunya perusahaan

listrik

yang

dimiliki

negara

di

Jepang. Oleh karena

itu,

mudah dimengerti mengapa dasar

penulisannya adalah keadaan

di

Jepang sendiri.

Dalam'BUKU PEGANGAN TEKNIK

TENAGA

LISTRIK ini

dicoba menyesuaikan penulisannya dengan keadaan

di

Indonesia-tentu saja dalam batas-batas kemungkinan yang ada-serta melengkapinya dengan keadaan

di

negara-negara lain

di

luar Jepang, baik yang didapat dari kepustakaan, maupun dari

pe-ngalaman kerja penulis ini sendiri di Kanada dan Amerika Serikat. Penyesuaian dengan

keada-an Indonesia

tidak

mudah karena ketentuan-ketentuan, peraturan-peraturan dan

standar-standar kurang sekali, tidak ada atau belum ada. Lagi pula, konsultasi penulis dengan ling-kungan

teknik

yang lebih luas mengenai pengalaman-pengalaman _{praktis dalam} bidang tenaga

listrik

di

Indonesia dewasa

ini

belum dimungkinkan. Kekurangan

ini

diharapkan

r

I

(4)

Prakata

dapat diatasi pada edisi berikutnya.

Buku. pegangan (handbook) yang lengkap mengenai teknik tenaga

listrik

seharusnya

memuat segala aspek pembangkitan (generation), transformasi, penyaluran (transmission)

dan distribusi tenaga

listrik.

Namun, karena berbagai hal, pada tahap pertama

_ini

hanya

akan diterbitkan tiga

jilid,

yakni:

I.

Pembangkitan dengan Tenaga Air.

II.

Saluran Transmisi.

III.

Gardu Induk

Jilid

I

memuat hal-hal yang berhubungan dengan berbagai aspek pembangkitan tenaga listrik dari tenaga air, mulai dari prinsip-prinsipnya, hubungannya dengan aliran sungai,

perencana-an pusat listrik tenaga air (PLTA), bangunan sipilnya, turbin air, pembangkit, pembangunan

dan pengujiannya bila selesai, sampai kepada operasi serta pemeliharaannya.

Jilid

II

berisi

berbagai aspek penyaluran tenaga listrik, antara lain tentang penghantar, isolator, bangunan

penopang, karakteristik

listrik,

gangguan-gangguan dan pengamanannya, perencanaan dan

konstruksinya, serta penyaluran bawah-tanah. Jilid

II

menyangkut alat-peralatan serta

hal-ikhwal dalam gardu induk, misalnya tentang peralatan listrik yang ada, rangkaiannya, isolasi,

dan sebagainya. Karena sifat penerbitannya sebagai satu buku, tetapi yang terbagi menjadi

tiga

jilid

agar dapat dicapai oleh daya-beli masyarakat, maka apa yang sudah diuraikan dalam

jilid

yang satu tidak akan dibahas lagi dalam

jilid

yang lain. Contohnya, koordinasi isolasi yang dibahas dalam Jilid

III

tidak akan diungkapkan lagi dalam

jilid-jilid

yang lain, meskipun

ceritanya berlaku pula di sana.

Buku ini ditujukan kepada masyarakat luas yang ingin mengetahui sedikit-banyak tentang

teknik tenaga listrik. Namun, pemanfaatannya secara optimal baru akan terasa bila pembaca

memiliki pengetahuan sekurang-kurangnya sederajat dengan pengetahuan sarjana muda teknik

tenaga

listrik.

Dalam rangka partisipasi _{penulis dalam} pembinaan bahasa nasional, maka

dalam buku

ini

diusahakan sebanyak mungkin psnggunaan istilah-istilah Bahasa Indonesia,

baik yang sudah lazim dipakai, maupun yang di sana-sini baru kadang-kadang saja digunakan oleh para teknisi Indonesia. Apabila dalam hal terakhir

ini

penulis dianggap terlalu berani, maka penulis bersedia menerima kecaman yang membangun dari para pembaca. Yang penting

adalah bahwa dari kecaman-kecamau

ini

akan lahir istilah-istilah yang definitip, sehingga

lambat-laun Bahasa Indonesia dapat berkembang menjadi bahasa teknik dan ilmu

pengetahu-an setaraf dengan bahasa-bahasa lain

di

dunia. Seperti telah disinggung

di

atas, buku ini

masih jauh dari sempurna. Sebabnya adalah waktu persiapannyayangterlalu singkat, sehingga

kurang kesempatan

untuk

melihat sampai

di

mana kondisi-kondisi yang berlaku

di

luar

negeri (terutama Jepang dan Amerika Serikat) dapat diterapkan di Indonesia. Tetapi penulis beserta rekan-rekannya bersedia mencantumkan nama mereka pada buku ini karena mereka

yakin bahwa adanya sesuatu pegangan, standar atau ketentuan, lebih baik dari pada ketiadaan pegangan sama sekali. Yang jelas, di dalam buku ini ada satu pegangan yang menurut

penda-pat penulis penting artinya bagi kaum teknisi Indonesia, yaitu adanya uraian tentang

pemeli-haraan (maintenance) dalam tiap-tiap

jilid.

Mudah-mudahan dari satu segi

ini

saja buku ini

sudah boleh dikatakan ada gunanya.

Sebagai buku pegangan, presentasi dalam buku ini ditekankan pada pokok-pokok yang

diperlukan dalam praktek teknik tenaga listrik sehari-hari. Oleh sebab itu

di

sini akan lebih banyak terlihat tabel-tabel dan gambar-gambar dari pada rumus-rumus yang rumit; apabila

persamaan-persamaan diperlukan juga, maka p€nurunannya tidak diberikan oleh karena hal

ini

sudah ada dalam karya yang direferensikan. Dalam penentuan bahan referensi, yang

dipertimbangkan _{adalah kebenaran isi dan kepentingannya. Meskipun penulis sudah berusaha}

untuk memasukkan semua karya asli yang penting sebagai referensi dalam buku

ini,

masih ada kemungkinan bahwa beberapa di antaranya belum tersebut. Bila yang terakhir ini terjadi, penulis mohon dimaafkan.

Prakata

Di

atas disinggung bahwa pada tahap pertama

ini

hanya akan diterbitkan sebagian saja

dari bahan-bahan yang seharusnya ada dalam suatu buku pegangan tentang teknik tenaga

listrik. Bagian-bagian yang lain, misalnya yang menyangkut pembangkitan tenaga listrik dari

tenaga termis (uap, diesel, gas, nuklir, panas bumi) serta distribusi tenaga listrik akan diterbit-kan pada _{waktunya, bila} keadaan telah memungkinkan. Karena berbagai hal, antara lain, berlakunya Ejaan Bahasa Indonesia Yang Disempurnakan, bagian-bagian yang sudah dapat

diterbitkanpun tidak keluar menurut urutan nomor jilidnya. Sangat besar kemungkinannya bahwa Jilid

II

akan terbit paling awal.

Buku ini merupakan hasil karya sebuah kelompok Jepang-Indonesia yang terdiri dari Dr. S. Kuwahara tersebut terdahulu, dibantu oleh Tuan-Tuan Toshiyasu Tako, Hiroshi Horie

dan Bunichi Nishimura, serta pejabat-pejabat Lembaga Masalah Ketenagaan, yakni

Ir.

Ibnu

Subroto,

Ir.

Supartomo,

Ir.

Komari dan penulis sendiri. Tanpa kerjasama yang baik, buku

ini

tidak mungkin dapat muncul dalam bentuknya yang sekarang

ini.

Dalam hal terakhir,

kepercayaan penerbit kepada penulis juga merupakan

faktor

pendorong yang

tak

ternilai

artinya. Para penulis sangat berterima-kasih kepada

Ir.

Abdul Kadir, Direktur Utama

Peru-sahaan Umum Listrik Negara, atas pengertian yang baik, pemberian izin penerbitan serta

sam-butan beliau untuk buku ini; dan kepada Tuan Haruki Watanabe, Penasehat Ahli (Pemerintah Jepang) pada Lembaga Masalah Ketenagaan, atas bantuan serta jasa-jasanya dalam berbagai

bentuk. Penulis Prakata

ini

berhutang budi kepada kedua orang tuanya yang telah banyak memberikan dorongan kepada anak-anak mereka untuk maju dan berguna bagi masyarakat.

Akhirulkalam, penulis

ini

ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada isteri dan anak-anaknya yang telah banyak mengorbankan jam-jam rekreasi,

hari-hari Minggu dan hari-hari libur untuk kepentingan penulisan buku

ini

oleh suami dan ayah mereka; dan khusus kepada isterinya atas pengertiannya yang mendalam serta

bantuan-nya yang tak terhingga dalam pengerjaan gambar-gambar, tabel-tabel dan daftar-daftar.

Jakarta, Agustus 1972.

/'"2>r?

J.f

A. AnrsuuNANDAR (5) l

j

''l

SAMBUTAN

Buku-buku dalam bidang teknik yang

ditulis

dalam Bahasa Indonesia sedikit sekali

jumlahnya. Buku-buku dalam bidang teknik tenaga listrik (electric power engineering) pada

umumnya, yang mencakup hal-hal yang perlu diketahui oleh seorang sarjana muda ke atas

pada khususnya, boleh dikatakan tidak ada. Padahal, kebutuhan akan buku-buku tadi makin hari makin terasa. Betapa tidak. Permintaan masyarakat akan tenaga listrik melonjak dengan

pesat, meskipun kemampuan Negara memenuhinya masih terbatas. Sesudah mengalami masa

suram sebelum tahun 1966, sekarang sudah mulai terlihat

titik-titik

terang, meskipun belum sepenuhnya memenuhi harapan masyarakat.

Dari

Anggaran Pembangunan

Lima

Tahun

(PELITA) Pertama didapatkan dana untuk menambah kapasitas terpasang sehingga

jumlah-nya pada tahun 1974 akan mencapai kurang lebih

I

juta

kilowatt. Jumlah anggaran yang

disediakan dalam

PELITA

Kedua diharapkan akan bertambah besar, berhubung dengan

meningkatnya peranan sektor tenaga listrik karena aksentuasi PELITA Kedua, Ketiga, dan seterusnya, pada industrialisasi secara bertahap. Dengan perkembangan ekonomi sebesar 7 _/o

setahun dalam

PELITA

Kedua, diharapkan akan dicapai laju pertumbuhan sektor tenaga

listrik

sebesar 12,5/, setahun, sehingga jumlah daya terpasang pada akhir masa PELITA

tersebut akan mencapai 1,75 juta kilowatt.

Oleh karena itu, kami menyambut dengan gembira terbitnya buku ini

di

tengah-tengah

kita.

BUKU

PEGANGAN

TEKNIK

TENAGA LISTRIK ini

berguna sekali bagi mereka

yang ingin mengetahui sedikit-banyak mengenai teknik tenaga listrik, serta bagi para sarjana

dan sarjana muda teknik tenaga listrik yang ingin mempelajari kembali hal-hal yang telah

mereka perdapat

di

bangku

kuliah

guna kepentingan kerja praktek mereka sehari-hari.

Meskipun dalam buku

ini

masih banyak digunakan ketentuan-ketentuan serta norma-norma luar negeri, tetapi hal ini tidak mengurangi nilainya sebagai buku, karena prinsip-prinsip yang

digunakan tetap berlaku. Penggunaan ketentuan serta norma tadi semata-mata adalah karena

belum adanya ketentuan dan norma Indonesia sendiri. Bila pengaturan

di

Indonesia kelak diadakan, maka prinsip yang universil

itu

tentu saja akan diterapkan pada ketentuan dan

norma Indonesia.

Sekian sambutan kami. Kami ucapkan "Selamat" atas terbitnya buku ini. Semoga

buku-buku lain menyusul.

Jakara, September 1972 PpnusaselN Uuunt LtsrRIrc Necane Direksi

t1

s

I

_-/,/-lAtr

ln.

Asour

KloIn

Direktur Utama,

DAFTAR ISI

PRAKATA

(3)

SAMBUTAN

...

,..,.,,

(7)

DAFTAR

TABEL

,...

(15)

DAFTAR

GAMBAR

..

(I7)

BAB

1.

UMUM

1.1

Prinsip Pembangkitan Tenaga

Air

..

1.2

Potensi Tenaga

Air

1.3

Pembangkitan Tenaga

Air

dan Tenaga Termis

1.4

Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik

1.5

Perkembangan Pusat Listrik Tenaga

Air

Dewasa

Ini

. . .

1.6

Referensi

BAB

2.

PEMBANGKMAN TENAGA

AIR

DAN ALIRAN

SUNGAI

2.1

CurahHujandanAliranSungai

...

9

2.1.1

Curah

Hujan

9

2.1.2

Pengukuran Curah

Hujan

9

2.1.3

Aliran Sungai

(Debit)

9

2.1.4

Hubungan antara Curah Hujan dan Aliran

Sungai

10

2.2

kngkung

Debit

.

10

2.2.1

Hidrograf

10

2.2.2

Lengkung

Debit.

l0

2.3

PengukuranDebitSungai

...

ll

2.4

Referensi

13

BAB

3.

RENCANA PUSAT

LISTRIK

TENAGA AIR

Pemilihan Proyek Pusat Listrik Tenaga

Air

. .

3.1.1

Kapasitas Proyek

3.1.2

Jadwal Pembangunan Proyek

Pemilihan Lokasi Pusat Listrik Tenaga

Air

. .

Penentuan Tinggi Jatuh

Efektif

..

. .

3.3.1

Jenis Saluran

Air

3.3.2

Jenis Waduk atau Vy'aduk Pengatur Penentuan Debit

Turbin

..

. .

3.4.1

Debit Maksimum .

3.4.2

Jumlah

Air

Pasti

Daya yang Dihasilkan oleh Pusat Listrik Tenaga

Air

. . .

3.5.1

Macam Daya yang Dihasilkan

3.5.2

Perhitungan Daya .

3.5.3

Perhitungan Tenaga yang Dibangkitkan

I I

)

4 6 8 3.1 15 15 t6

l6

t7 l7 t7 l8 l8 l8 l9 l9 l9 t9 3.2 3.3 3.4 l ,J 3.5

a

20 20 20 2t 2t 2t 22

))

22 22 23 23 24 24 3.8 3.9 Daftar Isi Jenis-Jenis Pusat Listrik Tenaga

Air

. .

3.6.1

Penggolongan berdasarkan Tinggi Terjun yang Ada

3.6.2

Penggolongan menurut Aliran

Air

. . .

Waduk dan Kolam Pengatur

3.7.1

Waduk

3.7.2

Kolam Pengatur

3.7.3

Kolam Kompensasi

Penentuan Jumlah Unit dan Jenis

Unit

Utama

3.8.1

Penentuan Jumlah Unit

3.8.2

Penentuan Jenis

Unit

. ,

..:.

3.8.3

Penentuan Jenis Poros Tegak atau Mendatar . .

3.8.4

Penentuan Kecepatan Putar

3.8.5

Penentuan Elevasi Turbin.

Referensi

BAB

4.

FASILITAS

TEKNIK

SIPIL

4.1

Umum

4.2

Bendungan

4.2.1

Macam Bendungan

4.2.2

Bendungan Gravitas

4.2.3

Bendungan Busur .

4.2.4

Jenis Bendungan Urugan

4.2.5

Bendungan Rongga

4.2.6

Bendungan Jenis Lain

4.3

Fasilitas-Fasilitas yang bertalian dengan Bendungan

4.3.1

Saluran Curam Banjir (Saluran Limpah)

4.3.2

Pipa Kuras

4.3.3

Pintu dan Katup

4.3.4

Fasilitas Tambahan Lainnya

4.4

Jalanan

Air

. . .

4.4.1

Bangunan Ambil

Air

4.4.2

Kolam Pengendap Pasir

4.4.3

Saluran

Atas

.

4.4.4

Tangki Pendatar.

4.4.5

Saluran Pipa Tekan

4.4.6

Saluran Bawah

4"5

Bangunan Sentral

(10) 3.6 3.7

4.5.1

Macam Bangunan Sentral

4.5.2

Pusat Listrik Bawah-Tanah

4.5.3

Pusat-Pusat Listrik Lainnya

4.6

Referensi

BAB

5.

TURBIN AIR

5.1

Jenis Turbin

Air

dan Penggunaannya...

5.1.1

Jenis Turbin

5.1.2

Penggunaan Turbin 25 25 25 26 26 29 33 33 34 34 35 35 36 36 36 38 38 39

4l

45 46 46 47 49 5l 53 53 53

5.3 5.4

Daftar Isi

Konstruksi Turbin

Air

. .

5.2.1

Konstruksi Turbin Pelton.

5.2.2

Konstruksi Turbin Francis

5.2.3

Konstruksi Turbin Aliran Diagonal

5.2.5

Pipa Lepas

Katup Pintu Masuk Pengatur Kecepatan

5.4.1

Pengatur Kecepatan yang Mekanis. . . . .

5.4.2

Pengatur Kecepatan Elektro-Hidrolik

5.4.3

Pengatur Muka

Air

5.4.4

Peristilahan Hasil Kerja Pengatur Kecepatan Perlengkapan Lainnya

5.5.1

Pengatur Tekanan

5.5.2

Sistim Penyediaan Minyak Tekan

Karakteristik Turbin

Air

..

5.6.1

Kecepatan Jenis .

5.6.2

Efisiensi

5.6.3

Perubahan Debit dan Efisiensi dengan Perubahan Kecepatan

5.6.4

Perubahan Debit, Efisiensi dan Daya dengan Perubahan Tinggi Jatuh

5.6.5

Kecepatan

Lari

.

Perubahan Tekanan Perubahan Kecepatan

Kavitasi

Pengujian Model

Dimensi dan Berat Turbin

5.11.1 Dimensi Kasar Turbin Francis

5.11.2 Dimensi Kasar Turbin Jenis Aliran Diagonal dan Turbin Baling-Baling. . . .

5.11.3 Dimensi Kasar Turbin Pelton

5.11.4 Berat Turbin

Air

Referensi

BAB

6.

PERALATAN

DAN

FASILITAS-FASILITAS LISTRIK

(l

l)

53 53 54 54 55 56 57 57 57 58 5.5 5.7 5.8 5.9 5.

l0

5.11 6l 6t 62 62 62 65 65 66 66 67 68 69 70 11 1a 72 72 73 74 75 75 5.12 6.1

Generator

...

77

6.1.1

Kelasifikasi

Generator

77

6.1.2

Satuan Dasar

.

78

6.1.3

Konstruksi

...

79

6.1.4

Efek Roda

Gila

..

80

6.1.5

Berat Generator Turbin

Air

81

6.1.6

Batas-Batas Pembuatan

Generator

8l

Penguatan dan Pengatur Tegangan

Otomatis

8l

6.2.1

Sistim

Penguatan

8l

6.2.2

Kemampuan dan Tegangan

Penguat

82

6.2.3

Pengatur Tegangan

Otomatis

82

6.2.4

ResponPenguatNominal.

_...

83

6.2.5

Hubungan antara Sistim Tenaga dan Respon

Penguat

83

6.2.6

Pemuatan

Saluran

84

(r2)

6.3 6.4

Daftar Isi

Generator Bolak-Balik Majemuk dengan Eksitasi Sendiri

6.3.1

Prinsip Generator dengan Eksitasi Sendiri

6.3.2

Karakteristik Generator Majemuk dengan Eksitasi Sendiri

Transformator

6.4.1

Jenis dan Konstruksi Transformator

...

.

6.4.2

Pengenal Transformator

..

.

6.4.3

Transformator Pemakaian Sendiri Sistim Hubungan Rangkaian Utama

6.5.1

Pemilihan Sistim Hubungan.

6.5.2

Contoh Sistim Hubungan Rangkaian untuk Pemakaian Sendiri

Sistim Kontrol

6.7.1

Sistim Kontrol yang Otomatis Sepenuhnya . . .

6.7.2

Sistim Kontrol yang Dijalankan oleh Satu Orang

6.7.3

Sistim Kontrol Pengawasan Jarak Jauh

6.7.4

Sistim Kontrol dengan Tangan

6.7.5

Sistim Kontrol Setengah-Otomatis

6.7.6

Nomor Alat untuk Peralatan Kontrol Otomatis

Panel Hubung, Lemari Hubung dan Ril dalam Kotak Logam

6.8.1

Panel

Hubung...

6.8.2

Lemari Hubung

6.8.3

Ril dalam Kotak Logam

Alat

Pelindung

6.9.1

Perlindungan Generator terhadap Petir

6.9.2

Pengetanahan

Titik

Netral

6.9.3

Rele Pengaman .

..

6.10 Referensi

..

. .

BAB

7.

GEDUNG.GEDUNG

DAN

FASILITAS PERLENGKAPANNYA

MacamdanJenisBangunanAtas-Tanah

...

l0l

7.1.1

MacamBangunanAtas-Tanah

...

l0l

7.1.2

Jenis Bangunan

Atas-Tanah....

...

l0l

Ruang-RuangdiDalamGedungSentral

...

103

7.2.1

Ruang Turbin, Ruang Generator, Ruang Pemasangan dan Ruang

Peralatan Pelengkap Turbin 103

r04 104 r04 86 86 87 88 88 89 89 89 89 89 90 9t

9l

9l

93 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 93 93 93 93 93 96 96 97 97 98 99 99 7.1 7.2

7.2.2

Ruang Transformator dan Ruang-Ril

7.2.3

Ruang Meja Hubung, Ruang Rele, Ruangan Peralatan Komunikasi dan Ruang

Kabel

.

7.3

Kran

7.4

Sistim Penyediaan

Air

dan

Drainasi

. . .

.

106

7.4.1

SistimPenyediaanAir..

..

106

7.4.2

SistimDrainasi

....

106

7.5

Pemadam

Kebakaran

....

106

7.6

Penerangan

,.106

7.7

Ventilasi dan

Pendinginan

...

108

7.8

Sistim Penyediaan Tenaga untuk Peralatan

Pembantu

..

. .

..

108

Daftar Isi

BAB

8.

PEMBANGUNAN

DAN

PEMASANGAN MESIN

8.1

Persiapan Pembangunan . .

..

8.1.1

Beberapa Cara Pemasangan Mesin dan Peralatan Lainnya

8.1.2

Pembelian Mesin dan Peralatan Lainnya

8.2

Jadwal Pembangunan

..

.

8.3

Prasarana Pembangunan

..

..

8.3.1

Prasarana Tenaga Listrik

8.3.2

Prasarana Komunikasi

8.3.3

Bengkel Mesin

8.3.4

Lain-Lain

8.4

Alat-Alat Berat dan Prasarana Pengangkutan . . . .

8.5

Pemasangan Turbin dan Generator

8.5.

I

Urutan Pemasangan

8.5.2

Hal-Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Pekedaan Pemasangan

8.6

Pemasangan Kembali dan Pengeringan Transformator

8.6.1

PemasanganKembali

8.6.2

Pengeringan

8.7

Referensi (13) 109 r09 110 110

nl

tt2

l13 l13 l13

lt3

l4

n4

u6

lt9

ll9

120

t2t

BAB

9.

PENGUJIAN PADA PUSAT

LISTRIK

TENAGA AIR

Pokok-Pokok Pengujian

Pengujian Pendahuluan

Pemeriksaan Sesudah

Air

Dimasukkan ke Dalam Pipa Pesat

Pemutaran Percobaan

Pemutaran Pengeringan

Pengukuran Tahanan Isolasi

9.6.1

Nilai

Minimum Tahanan Isolasi

9.6.2

Penentuan Mutu Isolasi dengan Pengujian Arus Searah

9.6.3

Penentuan Mutu Isolasi dari Sudut Hilang Dielektrik

Pengujian Kuat Dielektrik

Pengujian Rele Pengaman Secara Menyel

uruh..

Pengujian Pembuangan Beban

9.9.1

Pengukuran Variasi Tekanan

Hidrolik

.

'

l3l

9.9.2

Pengukuran Pengaturan

Kecepatan

..

..

132

9.9.3

Pengukuran Pengaturan

Tegangan

.. ..

.

.

132

9.10 Pengujian

Daya

..

.

.

132

9.11 Pengujian Penghentian

Cepat

....

133

9.12 Pengujian Penghentian Darurat serta Pengujian Tanpa-Beban dan Tanpa

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 r23 124 124 125 125 125 133 133 134 134 135 135 136 137 139 123 123 9.7 9.8 9.9 126 127 127 128 Eksitasi 9.13 Pengujian Beban.

9.14 Pengujian Daya-Guna Turbin

9.14.1 Pengukuran Tinggi Terjun Efektif

9.14.2 Pengukuran Debit

9.14.3 Pengukuran Daya

9.14.4 Perhitungan Daya-Guna Turbin

9.74.5 Caru Termodinamika 9.15 Pengujian Daya Pusat Listrik

I

(14)

Daftar Isi

9.16 Perencanaan Tahanan

Air

9.17

Referensi....

BAB

10.

OPERASI

DAN

PEMELIHARAAN

l0.l Operasi

.'.'

l4l

10.1.1

JenisPekerjaanOperasi

..""

l4l

l}.l.2

Peraturan Umum

Operasi

' '

"

l4l

10.1.3

Pemeriksaan sebelum

Mulai.

' '

'

i4l

10.1.4

Petunjuk-Petunjuk

Operasi

" '

142

10.1.5 Petunjuk-Petunjuk dalam Penghentian

Operasi

" "

142

lO.2

Operasi

Khusus

'" " "

142

139 140

lO.2.l

Pengontrolan Daya Keluar dan Frekwenst

10.2.2 Pengaturan Tegangan dan Daya Reaktif

10.3

Pemeliharaan

10.3.1

Pekerjaan Pemeliharaan . . .

10.3.2 Beberapa Petunjuk untuk Inspeksi Peralatan PLTA

10.4

Peraturan Kerja (Umum)

10.4.1

Cara Melaksanakan Pekerjaan dalam Keadaan Gangguan

10.4.2 Petunjuk-Petunjuk selama Pekerjaan Berlangsung

10.5

Biaya Pemeliharaan

10.6

Onderdil Serep .

10.7

Personil Operasi dan Pemeliharaan .

DAFTAR

ISTILAH 142 143 144 144 t44 t47 147 147 147 148 150 151

I ,) 3 4 5 6 7 8 9

l0

ll

t2 13 t4

l5

l6

t7 18 t9 20

2l

22 23 24 25 26 27

DAFTAR

TABEL

Sejarah Penyelidikan Potensi Tenaga

Air

untuk Listrik di Jepang

Potensi Ekonomis Tenaga

Air

untuk Listrik di Beberapa Negara di Dunia

Daya Terpasang dan Produksi Listrik di Dunia (1965)

Faktor Beban untuk Industri

Faktor Beban Tahunan di Beberapa Negara di Dunia (1964)

Pusat Listrik Tenaga

Air

dengan Kapasitas Besar

Pusat Listrik Tenaga

Air

Dipompa di Jepang

Curah Hujan Tahunan Beberapa Kota di Dunia

Kapasitas Tangki Minyak Tekan

Efisiensi Turbin Pelton

Efisiensi Tambahan untuk Turbin Pelton

Efisiensi Turbin Francis dan Kaplan

Efisiensi Tambahan untuk Turbin Francis dan Kaplan

Kecepatan Putar Sinkron dari Generator (rpm) Kelebihan Kapasitas Penguat

Daftar Nomor

Alat..

Jenis-Jenis Panel Hubung untuk

PLTA ..

Contoh Pengujian Impuls pada Generator. . .

Contoh Karakteristik Arester untuk Generator. . .

Standar Jepang untuk Kran Gerak Atas Kecepatan Rerrdah

Contoh Peralatan Pemadam Kebakaran untuk PLTA Contoh Rekomendasi Intensitas Penerangan

Lembar Catatan Percobaan Pembuangan Beban

)

)

3 5 5 6 7 10 64 66 66 66 66 69 78 83 94 96 98 98 105 r07 107 129 140 145 148

Hubungan antara Kadar Garam

Contoh Frekwensi Inspeksi dan

dan Tahanan Jenis

Perbaikan Turbin

Air

dan Generator pada PLTA

DAFTAR

GAMBAR

1

Lengkung Beban Harian

2

Contoh Lengkung Debit

3

Alat Ukur Arus

4

Pengukuran dengan Alat Ukur

Arus

.

5

Pengukuran dengan Alat Ukur Apung

6

(a)

Bendungan Gravitas Sakuma (Penampang)

(b) Bendungan Gravitas Sakuma (Tampak

Hilir)

(c)

Bendungan Gravitas Sakuma

(a) Bendungan Busur Ikehara (Tampak

Atas)

.

(b)

Bendungan Busur Ikehara (Tampak

Hilir

dan Penampang Melintang)

(c)

Bendungan Busur Ikehara

(a)

Bendungan Urugan Mihoro (Penampang)

....

(b) Bendungan Urugan Mihoro

Bendungan Tanah

Bendungan Gravitas Rongga (Hatanage

No.l)

.

Saluran Curam Banjir pada Bendungan Beton (Taki) .

Pintu

Air

Limpah Silindrik (Taki)

Pintu Tainter (Tagokura)

....

Bangunan Ambil

Air

Jenis Menara

4

ll

t2 t2 t3 27 28 29 30

3l

3r 32 32 33 34 34 36 36 37 38 8 9

l0

ll

t2 13 t4 15 r6 t7 18 t9 20 2t 22 23 24 25 26 27 28 29 30

3l

32 33 34 35 36 37 38

Kolam Pengendap Pasir

Bangunan Salur

Air

Tangki Pendatar

Pipa Pesat

Pipa Pesat PLTA Tagokura

PLTA Bawah Tanah Mihoro

Beberapa Macam PLTA Bawah Tanah

PLTA Dipompa Bawah Tanah (Nagano) Pemilihan Jenis Turbin

Air

Konstruksi Turbin Pelton

Konstruksi Turbin Francis

Bentuk Sudu-Antar Turbin Francis

Konstruksi Turbin Aliran Diagonal.

Konstruksi Turbin Kaplan

Turbin Tabung (Turbin Kaplan Jenis Poros Mendatar) Pemilihan Jenis Katup (Pintu) Masuk

Katup Kupu. Katup Putar

Katup Pintu

Air

Ilustrasi Fungsi Pengatur Kecepatan Mekanis

Susunan Pengatur Kecepatan Elektro-Hidrolik Jenis Tabung Elektronik

Hubungan antara Pengaturan Kecepatan dan Penurunan Kecepatan

....

Bentuk Lengkung Efisiensi menurut Jenis Turbin dan Cepat Jenisnya Efisiensi dan Debit sebagai Fungsi Perobahan Kecepatan

39 40 42 43 48 49 50 53 54 55 55 55 55 56 56 58 58 58 59 59 62 66 67

(l 8) 39

40

4t

Efisiensi, Debit dan Daya ke Luar sebagai Fungsi perubahan Tinggi

Perubahan Tekanan sebagai Fungsi n

Hubungan antara o dan n, untuk

(a)

Turbin Francis

(b)

Turbin Kaplan

42

(a)

Hubungan antara Tinggi di atas Permukaan Laut dan Tekanan Atmosfir

(b)

Hubungan antara Suhu

Air

dan Tekanan

Uap

.

Contoh Hasil Pengujian Efisiensi pada Model Contoh Hasil Pengujian Kavitasi pada Model

Koefisien Dimensi Rotor Turbin Francis

Diameter Rotor Turbin Francis di Tempat

Air

Keluar

(Dr)

.

Koefisien Dimensi Utama

Koefisien Dimensi Rumah Siput .

Koefisien Dimensi Turbin Kaplan dan Jumlah Bilah Rotor

Berat Turbin

Air.

. .

Kelasifikasi Generator menurut Posisi Bantalannya

(a)

Jenis Biasa

(b)

Jenis Payung

(c)

Jenis Setengah-Payung. .

(d) Jenis Penunjang Bawah

Generator-Turbin

Air

Jenis Poros Tegak

Contoh Karakteristik Generator dengan Belitan Tunggal Hubungan antara GDz dan Berat Generator

Batas Pembuatan Generator . . .

Penguatan (Excitation) dengan Penguat Searah

(a) Jenis Shunt

Tunggal...

g2

(b) Jenis

Kombinasi

_Z2 Daftar Gambar 67 69 7t 7t 7t 73 43

M

45 46 47 48 49 50 51 7l 71 82 82 83 73 74 74 74 74 75 75 77 71 77 77 79 79 8l 8l 82 85 85 86 87 88 90 9t 96 97 102 52 53 54 55 56 57 58 59 60 6t 62 63 64 65 66 67 68 69 70 7t 72 73 74 75 76 77 78 79

Generator Bolak-Balik dengan Eksitasi Sendiri

Generator Bolak-Balik Tanpa-Sikat

Respon Penguat Nominal

Batas Stabilitas Keadaan Tetap (Tanpa Respon Cepat AVR)

Batas Daya Keluar Generator

Generator Bolak-Balik Majemuk dengan Eksitasi Sendiri

Berbagai Sistim Generator Bolak-Balik Majemuk dengan Eksitasi Sendiri

Contoh Percobaan Simulasi Transmisi

Contoh Sistim Hubungan Rangkaian Utama. Contoh Rangkaian Pemakaian Sendiri

Ril dalam Kotak Logam Hubungan Kapasitor Pelindung

Gedung Sentral Pasangan Dalam

Gedung Sentral Pasangan Setengah-Luar

...

...

lO2

GedungSentralBawah-Tanah....

...

I03

LamanyaPemasanganFasilitasPlTA

_{.. lll}

Contoh Jadwal Pemasangan Peralatan

PLTA

.. llz

UrutanPekerjaanPemasanganpadaPLTA

_....

_llg

Cara Pemusatan

.

...

_ll9

Cara Pengeringan Hampa Udara dengan Sistim

Sirkulasi

. . .

.

l2l

Hubungan antara Tahanan Isolasi dan Suhu

Gulungan

. .

..

..

126

tan d sebagai Fungsi dari Tegangan

Pengujian

.

.

n6

80 81 82 83 84 85 Daftar Gambar

Tinggi Terjun Efektif suatu Turbin Reaksi

Tinggi Terjun Efektif suatu Turbin Impuls Tahanan

Air...

Pengatur Daya Reaktif Otomatis (AQR)

Biaya Perbaikan Umum untuk Peralatan PLTA

Hubungan antara Kapasitas PLTA dan Jumlah Karyawan yang Diperlukan

.. ..

. .

(le) 134 134 139 143 148 150

BAB

1.

UMUM

1.1

Prinsip

Pembangkitan

Tenaga

Air

Pembangkitan tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air

dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga

listrik,

dengan menggunakan

turbin

air

dan generator. Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan

rumus berikut:

P:

9,8

r10

_GW)

di

mana

P

:

tenaga yang dikeluarkan secara teoritis

11

:

tinggi jatuh air efektif (m)

0

:

debit air (m3/s)

Daya yang keluar dari generator dapat diperoleh dari generator dengan daya yang keluar secara teoritis.

perkalian efisiensi turbin dan Sebagaimana dapat dipahami dari rumus tersebut

di

atas, daya yang dihasilkan

adalah hasil kali dari tinggi jatuh dan debit air; oleh karena itu berhasilnya pembangkit-an tenaga air tergantung daripada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit

yang besar secara efektif dan ekonomis. Pada umumnya debit yang besar membutuhkan

fasilitas dengan ukuran yang besar untuk, misalnya, bangunan ambil

air

(intake), saluran air dan turbin; oleh karena itu tinggijatuh yang besar dengan sendirinya lebih

murah.

Di

hulu sungai di mana pada umumnya kemiringan dasar sungai lebih curam akan mudah diperoleh tinggi jatuh yang besar. Sebaliknya di sebelah hilir sungai, tinggi

jatuh

_{rendah dan debit besar. Oleh karena}

_itu

_{bagian hulu sungai lebih ekonomis,}

sedangkan bagian hilirnya kurang ekonomis mengingat tinggi

jatuh

yang kecil dan

debit yang besar tadi. Lagi pula di bagian

hilir

tersebut penduduknya padat, sehingga

akan timbul masalah pemindahan penduduk, dan karena

itu

dalam banyak hal tak dapat dihindari tambahnya biaya untuk konstruksi.

Akhir-akhir

ini

giat

dilakukan

pengembangan sungai secara serba-guna (multipurpose) dan serentak

di

daerah

hilir

sungai. Bangunan-bangunan

air

semacam

itu

pada umumnya dipergunakan untuk berbagai kepentingan, misalnya,

untuk

pengaturan

banjir,

perairan

kota,

industri,

pengairan

dan

pembangkitan tenaga.

Jika

biaya pembangunannya dapat dipikul

bersama oleh karena digunakan untuk banyak tujuan, maka mungkin untuk

meman-faatkan sumber-sumber alam

itu

secara ekonomis; sebaliknya, biaya tersebut akan

menjadi mahal kalau dipergunakan hanya

untuk

satl

tujuan saja, misalnya untuk

pembangkitan tenaga listrik.

1.2

Potensi

Tenaga

Air

Sebagaimana disebutkan di atas, pembangkitan tenaga air tergantung pada kondisi

geografis, keadaan curah hujan dan areal (penampungan) aliran (catchment area). Jadi, pembangunan pembangkit tenaga air dapat dilaksanakan di banyak daerah dengan skala kapasitas yang bermacam-macam. Di Kanada, Norwegia dan Swedia, misalnya, tenaga

air

merupakan sumber tenaga utama. Ditinjau dari segi luasnya daerah, Jepang dan

Indonesia dikaruniai dengan kekayaan akan sumber-sumber tenaga air yang besar.

Untuk mengembangkan sumber-sumber tenaga

air

secara wajar, perlu diketahui

'tF

Bab

L

Umum

secara jelas seluruh potensi sumber tenaganya. Jumlah potensi tenaga air di permukaan

tanah disebut potensi tenaga air teoritis, sumber-sumber yang dapat dikembangkan

ditinjau dari segi teknis disebut potensi tenaga air teknis, sedangkan sumber-sumber

yang dapat dikembangkan secara ekonomis disebut potensi tenaga ait ekonomis.

Pada umumnya potensi tenaga

air

ekonomislah yang dianggap sebagai potensi

tenaga air. Namun dengan kemajuan di bidang teknologi dan perubahan konsep tentang

ekonomi potensi tenaga air, maka kategori potensi tenaga air ekonomis dan potensi tenaga air teknis diperluas hingga meliputi potensi tenaga air teoritis, dan

tidak

ada

perbedaan yang tegas

di

antara ketiganya. Perbandingan antara potensi tenaga air

teknis dan ekonomis terhadap potensi tenaga air teoritis diperkirakan, berturut-turut, adalah 34-40% dan

20-30\,

berubah-ubah tergantung pada tingkatan teknik dan

ekonomi setempat. Penyelidikan

di

Jepang mengenai perubahan potensi tenaga air diperlihatkan dalam Tabel

l.

Potensi tenaga air ekonomis dari sebagian besar negara-negara di dunia diperlihatkan dalam Tabel 2. Dengan kemajuan-kemajuan yang telah

Tabet

1.

Sejarah Penyelidikan Potensi Tenaga

Air untuk Lishik di Jepang Penyelidikan Masa Tahun

Sudah Dibangun* Belum Dibangun Jumlah (MW) (Mw) (Mw) (Gwh) Pertama Kedua Ketiga Keempat 1910-191 3 t9t8-1922 1937-1941 1956-1959 480 1.030 6.566 t4.116 2.940 6.400 13.474 21.254 3.420 7.430 20.040 35.370 130.000

+

Termasuk yang sedang dibangun

dicapai oleh pusat-pusat

listrik

Tabel 2'

tenaga termis dan

nuklir

dengan kapasitas yang besar akhir-akhir ini, diharapkan akan timbul

kele-bihan tenaga

listrik

pada waktu

tengah malam pada waktu yang akan datang. Surplus tenaga listrik

itu, karenanya dapat

dimanfaat-kan untuk memompa air ke atas

kembali ke kolam tando(pumped-storage),

untuk

digunakan

kee-sokan

harinya.

Karena

itu

hal

itu perlu diselidiki penerapannya lebih lanjut, juga dengan memakai

air laut dan dalam hubungannya dengan pengembangannya secara

serba-guna,

sehingga

dengan

Potensi Ekonomis Tenaga Air untuk Listrik

di Beberapa Negara di Dunia

Negara Potensi Ekonomis _{Air (Gw)}Tenaga

Uni

Soviet

I

1.100 Amerika

Serikat I

648 (termasuk

Alaska)

|

Kanada

I

zr a

Jepang

_i

130

Norwegia

I

tOS

Swedia

I

85

Perancis

I

76

Italia

I

60

Austria

I

ql

SwisIff

Jerman

Barat

I

25

demikian potensi tenaga air ekonomis dapat dipastikan akan menjadi lebih besar.

1.3

Pembangkitan

Tenaga

Air

dan Tenaga

Termis

Jumlah kapasitas terpasang

dari

peralatan pembangkit tenaga

dan

jumlah

pembangkitan tenaga listrik di berbagai negara di dunia diperlihatkan dalam Tabel 3.

Negara Daya TerpasanS (MW) Produksi 006 kwh) Tenaga Air Tenaga Termis Jumlah Jepang Amerika Serikat Uni Soviet Inggris Jerman Barat Kanada Perancis Italia Swedia India Swis Indonesia* 16.301 4.492 22.24 t.7Q 4.O72 2t.771 12.683 14.297 9.070 3.570 8.120 309 24.948 zto.o28 92.74 47.58t 36.562 7.577 t5.526 I1.057 2.245 3.955 380 480 41.005 254.520 I14.988 49.341

q.$4

29.348 28.209 2s.354 11.315 8.397 8.500 789 192.123 1.157.583 s06.709 196.027 t723N 144.274 101.255 82.968 49.093 35.980 24.462 2.498

*

_{Data tahun 1972} dari Perusahaan Umum Listrik Negara dan Perusahaan Umum Otorita Jatiluhur

1.3

Pembangkitan Tenaga Air dan Tenaga Termis Tebel

3.

Daya Terposang dan Produksi Listrik di Dunia (1965)

Di Jepang, sebegitu jauh pembangkitan tersebut ditekankan pada pembangkitan tenaga

air. Pemikirannya

di

Jepang waktu

itu

adalah agar sumber-sumber teflaga

air

dapat

dimanfaatkan dengan baik, dipakai debit yang lebih besar dari aliran air sungai sebagai

debit maksimum dari Pusat Listrik Tenaga

Air

(PLTA). Pusat Listrik Tenaga Termis

(PLTT) waktu

itu

dianggap lebih ekonomis untuk memenuhi kebutuhan akan tenaga

pada waktu musim kemarau dan pada waktu beban puncak.

Untuk

membangun PLTA diperlukan beaya yang besar dan waktu yang lama,

tetapi sesudah selesai biaya operasinya rendah. Selama tekno-ekonomis memungkinkan,

kiranya akan

lebih

menguntungkan

untuk

terus membangun

PLTA,

oleh karena

pembangkitan tenaga termis, walaupun lebih murah pembangunannya, tetapi tidak

tahan lama dan tambahan lagi masih memerlukan bahan bakar sehinggabiaya

opera-sinya mahal.

Keuntungan-keuntungan dari kedua macam pembangkit tenaga hendaknya dapat dikombinasikan, sehingga dengan demikian dapat dimanfaatkan secara effektif

sumber-sumber tenaga

air

yang ada. Namum dalam tahun-tahun terakhir

ini

lokasi yang

menguntungkan bagi pusat listrik tenaga

air

lebih sulit diperoleh di Jepang, sehingga

mengakibatkan harga

listrik

per

kWh

menjadi

lebih tinggi.

Sebaliknya teknologi pembangkitan tenaga termis telah mengalami kemajuan yang pesat. Dengan memakai

mesin-mesin dengan temperatur dan tekanan tinggi, kapasitas tiap

unit

pembangkit tenaga termis menjadi semakin tinggi. Jadi, efisiensi pembangkit tenaga termis dapat

dipertinggi

dan biaya

konstruksinya terus menurun.

Namun

demikian alat-alat

bertekanan dan bersuhu tinggi tidak sesuai untuk operasi "start-and-stop" yang sering harus dilakukan dan variasi beban secara cepat.

Oleh karena itu akhir-akhir ini di luar negeri ada kecenderungan untuk membangun

PLTT

dengan beban yang tetap,

untuk

memikul beban dasar; sedangkan untuk

memenuhi beban puncak dipergunakan PLTA dengan waduk atau sistim kolam tando

yang dapat diatur. Untuk dapat memanfaatkan sumber-sumber tenaga air yang sangat

terbatas tadi dengan efektif, waduk itu dibuat sebesar-besarnya. Karena kapasitas tiap

unit

dari

PLTT

juga

menjadi semakin besar, maka secara keseluruhan prosentase

1,4

Bab

L

Umum

pusat _listrik yang _{lain. Di} Jepang dalam tahun 1968, 70fu dali seluruh kapasitas

terpa-sangnya merupakan pusat listrik tenaga termis.

Di

Indonesia perbandingannya dalam

tahun 1972 adalah PLTA 39,2%, PLT Diesel 27,0%, PLT Uap 28,5% dan

pLT

Gas

5,3%."

Cara operasi di atas, yaitu yang memanfaatkan keuntungan-keuntungan

pembang-kitan tenaga air dan tenaga termis banyak diterapkan di berbagai negara, terutama di negara-negarl yang

tidak

mempunyai sumber-sumber tenaga

air

yang

melimpah-limpah. Oleh karena

itu

penerapannya

di

Indonesia perlu dipelajari lebih mendalam, mengingat bahwa potensinya diperkirakan mencapai 28.000 MW.2) Teknologi

pembang-kitan

tenaga

nuklir

terus mengalami kemajuan, sehingga mengakibatkan biaya

pembangunan _PLTN terus menurun. Untuk

unit

sebesar 600

MW

biaya pembangu-nannya dapat ditekan menjadi kurang lebih $230/kW.3)Karenaitupembangkitantenaga

nuklir pada waktu

ini

banyak dibangun

di

beberapa negara, sehingga dalam waktu

dekat ini dapat diharapkan bahwa pembangkit tenaga nuklir akan merupakan mayoritas

dari pembangkit-pembangkit tenaga yang ada. Jumlah kapasitas PLTN dalam tahun

2000 diperkirakan akan mencapai

50\

dari jumlah kapasitas terpasang

di

dunia.a)

Sekarang terlihat kecenderungan

untuk

mempergunakan pembangkit

listrik

tenaga

nuklir

untuk memenuhi beban dasar dan

PLTA

dipompa (pumped storage) untuk

memenuhi kebutuhan pada waktu beban puncak.

Kecuali itu ada jenis pembangkitan tenaga termis lain, yaitu yang memanfaatkan

tenaga yang berasal dari panas bumi (geothermal energy). Pusat Listrik Tenaga Panas

Bumi (PLTP) memanfaatkan uap atau air panas yang berasal dari dalam bumi secara

langsung atau tidak langsung guna memutar turbo-generator pembangkit tenaga listrik. PLTP mengkombinasikan keuntungan

PLTU

yang biaya investasinya relatip murah

dan keuntungan PLTA yang biaya operasinya relatip murah. Penerapannya di lndonesia

dewasa ini sedang dipelajari dengan seksama, mengingat bahwa potensinya diperkirakan cukup besar (di Jawa saja 7000 Mw).s'}

Karakteristik

Beban dan

Faktor

Pusat

Listrik

Mengingat bahwa tenaga listrik tak dapat disimpan, maka perlu dijamin agar daya

yang dibangkitkan oleh generator sama dengan kebutuhan (beban). Pada umumnya

beban selalu berubah sehingga daya yang dihasilkan

oleh generator selalu harus disesuaikan

dengal

s0ao

beban

yang

berubah-rubah tersebut' Beberapa

karakteiistik beban dan faktor pusat

listrik

(plant

/wu

factor) akan dijelaskan lebih

lanjut.

6000

Lengkung beban (load curve) menunjukkan variasi

dari

beban setiap saat. Bentuk lengkung boban tersebut tergantung dari jenis beban yang

ada. Dalam banyak

hal

dipergunakan lengkung

beban

untuk

24

jam

dalam sehari dan disebut

lengkung beban

harian.

Demikian pula dipakai

lengkung beban bulanan dan tahunan. Lengkung

beban

ini

merupakan unsur dasar yang penting, bukan saja untuk operasi sistim tenaga, tetapi juga

sebagai bahan perancangan,

pertimbangan-pertim-bangan ekonomis pembangkitan, dan sebagainya. Sesuatu contoh lengkung beban dapat dilihat dalam

Gbr. 1. ^ 5000

'

i

4@0 .E

t

'' 3000 o Gbr. 1 6L2IE21 Jritr

kngkung Bebetr II$irD.

L

5

Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Air Dewasa Ini

Lengkung lama beban (load duration curve) dibuat dengan mengatur lagi beban pada lengkung beban dalam suatu urutan mulai dari yang besar sampai ke yang kecil,

tanpa

memperhatikan

waktu.

Lengkung

ini

dipergunakan bersama-sama dengan

lengkung beban.

Faktor beban (load, factor) adalah perbandingan antara beban rata-rata dalam suatu jangka waktu tertentu dan beban maksimum dalam jangka waktu tersebut.

Jangka waktu tersebut mungkin sehari, sebulan ataupun setahun. Dengan demikian

ada faktor beban harian, bulanan, dan tahunan. Faktor beban itu berbeda-beda sesuai

dengan macam beban, musim, situasi sosial pada umumnya, dan lain-lainnya. Faktor

ini

sangat penting untuk dapat mengetahui ciri-ciri dari beban. Tabel 4 menunjukkan

faktor beban dari beberapa industri, dan Tabel 5 menunjukkan faktor beban tahunan

di negara-negara besar di dunia.

Tabel

4.

Faktor Beban untuk Industri Tabel5. Faktor Beban Tahunan di

Bebe-rapa Negara

di

Dunia (1964)

Industri Faktor Beban Bulanan (%) Tambang Batubara Makanan Tekstil Kertas Kimia Pengilangan Minyak Keramik

Besi dan Baja

Aluminium Mesin 60-70 50-6s 55-85 70-80 70-90 75-80 @-85 40-65 90-95 20-50

Faktor pusat listrik (plantfactor) adalah perbandingan antara dayaruta-rata dalam

jangka waktu tertentu (biasanya setahun) dan jumlah kapasitas terpasang pada suatu

pusat

listrik.

Faktor

pusat

listrik

menunjukkan bagaimana peralatan

listrik

telah dimanfaatkan; faktor

ini

dipakai sebagai standar dalam membuat penilaian ekonomis

dari pusat listrik. Faktor

ini

dapat dipakai juga untuk menunjukkan dan menentukan

ketepatan kapasitas dari peralatan. Nilainya sekarang menjadi semakin kecil, karena

banyak PLTA yang kini hanya bertugas memenuhi kebutuhan beban puncak. Sebagai

contoh dapat dikemukakan bahwa pada

PLTA

pompa perbandingannya

kadang-kadang tidak lebih dari

l0l.

Beban pada suatu sistim tenaga terjadi karena adanya permintaan tenaga yang

sifatnya berbeda-beda. Karenanya karakteristik beban tergantung dari permintaan ini dan beberapa kondisi lainnya, misalnya, cuaca, musim, situasi sosial dan keadaan

ekonomi. Dalam suatu sistim tenaga di mana kebutuhan listrik untuk penerangan besar,

variasi beban dalam satu hari juga besar, dengan puncaknya pada waktu petang hari.

Lengkung beban akan menunjukkan garis yang hampir datar, apabila langganan

kebanyakan adalah industri listrik dan kimia. Variasi karena musim lain lagi sifatnya;

pada musim panas umumnya beban rendah, sedangpada musim dingin besar. Walaupun

tidak sama untuk tiap negara, namum pada umumnya beban puncak maksimum dalam satu tahun terjadi dalam bulan Desember.

Di

Jepang akhir-akhir

ini

beban puncak maksimum terjadi dalam bulan Agustus, karena permintaan untuk pendinginan (air conditioning) menunjukkan kenaikan yang sangat tajam.

Negara Faktor Beban Tahuna'n Amerika Serikat Perancis Austria Belgia Jerman Barat Italia Inggris Jepang 64,2 66,2 75,5 63,7 59,4 68,5 50,2 66,9

6

Bab

I.

Umum

1.5

Perkembangan

Pusat

Listrik

Tenaga

Air

Dewasa

Ini

Pembangkitan tenaga air akhir-akhir

ini

menunjukkan ciri-ciri pengembangannya

secara besar-besaran, konstruksi dam yang tinggi, kapasitas unit yang makin besar dan

penggunaan teknologi terbaru.

Juga

terlihat

peningkatan kecenderungan dalam pembangunan pembangkit tenaga yang digabungkan dengan keperluan irigasi atau pengendalian banjir (proyek serba-guna).

Tabel

6.

Pusat Listrik Tenaga Air dengan Kapasitas Besar

Dengan bertambah majunya teknik pekerjaan sipil sebagai akibat mekanisasi maka proyek-proyek kemudian dikembangkan secara ekstensip dan besar-besaran. Tabel 6

menunjukkan pusat-pusat listrik tenaga air berkapasitas besar yang ada

di

dunia ini.

Beberapa

di

antaranya mempunyai kapasitas melebihi 5.000

MW.

Sampai beberapa

tahun yang lalu hampir semua bendungan konvensionil adalah dari jenis gaya berat

(gravity type), namun akhir-akhir

ini

beberapa jenis

lain

telah digunakan, seperti bendungan busur (arch dam) dan bendungan urugan batu (rock-fill dam), yang

disesuai-kan dengan keadaan topografi dan geologi setempat dan menghasilkan biaya konstruksi yang rendah.

Dewasa ini makin banyak terlihat penggunaan PLTA yang airnya dipompa ke atas

waktu bebannya rendah (pumped storage). Sistim

ini

sangat menguntungkan untuk

memenuhi kebutuhan sistim tenaga

listrik;

beban dasar dan beban puncak dipenuhi, masing-masing oleh pembangkit tenaga termis berkapasitas tinggi dan tenaga air. Dengan demikian, maka kombinasi antara kedua sistim

ini

dapat dilakukan dengan

stabil dan ekonomis. Tabel T menunjukkan contoh-contoh kombinasi yang terdapat di

Jepang.

Perkembangan lain adalah pembangunan PLTA di bawah tanah. Kadang-kadang

P.L.T.A. Negara

Daya TerpasanC (MU/)

Mulai Beroperasi Keadaan Akhir Keadaan Sekarang Krasnoyarsk Bratsk Solteira Island Nurek Volgograd High Aswan Kuibyshev Portage Mountain Iron Gate Grand Coulee Robert Moses, Niagara St. Laurence Guri Dalles Day Uni Soviet Uni Soviet Brasil Amerika Serikat Uni Soviet Uni Soviet Mesir Uni Soviet Kanada Amerika Serikat Amerika Serikat Amerika Serikat Kanada Yenesuela Amerika Serikat 6.000 4.500 3.200 2.700 2.7W 2.576

2.M

23W 2.300 2.050 1.974 1.950 t.824 1.754 1.749 6.000

oy

r.350 2.576

2.m

2.3W 1.150 1.974 1.950 l.8vt 527 1.1 19 Sedang dibangun t96t Sedang dibangun -il-_il_ 1958 Sedang dibangun 1955 Sedang dibangun 1962 t94t 1961 1958 Sedang dibangun 1959

1.5

Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Air Dewasa Ini |!

s

t

.o R il

r*

b.& t\ s=

E{

<il

il>

E t o0 cl a a)

n

6l

a

o

e

(E 00 6l a) tr ,ll o F1 al 0

e

t. q) H

\

\{

E>

os

il{

()l

\!

s

s\

ig

Ir a,S I 6

is

Rrr

il>

tO

I

'tE

o-c 'ii .(6 ahts ddth9h60\o\ h€€\oE€E\O\O\O o\ o\ o\ o\ o\ o\ o\ o\ o\ o\ o o (, o (t o o o.loottc.lrirt

xi

se

O (5>> h 6h h \o\o or 6\0 €t o\o hh oo oo o\o\ oo

o>

l)2

o> o>

o>

o> o>

o>

o>

o> o>

d o A 6d -o F

:rE

Noo*tan-ct

8EE

o= o 11

E],

hn

88 88 88 83 88 88 Fr 88

E.B

FF

6rA d\6\ NN Oo e.lN Nol

€i

N€ ra OO @\t OO OO 6n Oo OO io

e.t: Q6 c{N OO OO t$ al€ O\O\ r\O

S.5

₌

,E _FF_b'5 nh oH NH Ho on rh Oio o\O rj- hr 9@ Or N+ OO rr 6€ NO h€ O- 66 6o NN de.t

$:e

O ol.

@.v1 o"q o.o- .\\o- dis" <r @A rN OO Oa 60 rO\ ra rfo. O-O.

OO 60\ otN h$

FPr Fq tr& Fo. F0. lr 0. Fcr FA F.A F{g t<a

o.E '=o_LO hz J-LJ

F+ O- g

g

(,

o

e

e

O

g

IO >F >L >L >h. >L >h. >ir. >L

>4. o

v

E d

,

d ca

."1

a

datr o d.-d-x. Y 6\o\oorNoo too\c)c)\ot\o _6h d ..1 -doE o (€.^

e-6

Xa

6lor€o hoo6oo6{h €ohh.lNo\n _NN iu J d

.:.,,Ea

ES

EE

xR8K8$8€e8

60Nho oo= ^ U,= -' .E b'9

FF

hhh hpN-ido.dhh NOr6NhO\60 a.l C.l

5:e

aja

\0. 60rroooo60 *ho+nhNa.l .+ N O C.l a.l \o .a q, tr d

z

E o e.l ci

EZ

!d

zd2

*.2*'

€.c,

f;*'*ii.Hoz

E

E

E

E

g} i

B

E

i

2;fiis-gE1xE

1.6

Bab

1.

Umum

sistim ini merupakan jalan keluar dalam pemilihan jenis-jenis pembangkit tenaga yang tepat dan ekonomis oleh karena beberapa macam keadaan, misalnya, keadaan geologi,

topografi, cuaca, dan lain-lain. Dalam banyak

hal PLTA

dipompa ditempatkan di

bawah tanah untuk menghindari timbulnya kavitasi.

Dengan berkembangnya teknik pembuatan dan dengan demikian juga keandalan

hasilnya, maka kapasitas

tiap

unitnya dapat ditingkatkan.

Agar

dapat dibangun pembangkit-pembangkit tenaga secara ekonomis, telah banyak direncanakan unit-unit

yang besar (sampai 500-600 MW).

Dalam pengembangan peralatan telah dapat dikembangkan turbin diagonal dan turbin-pompa yang dapat dibalik (reversible). Pengaturan dari

_iauh

(remote control)

telah diterapkan, sehingga beberapa PLTA dapat dikontrol dari satu pusat pengatur.

Referensi

Di

dalam Bab

ini

digunakan referensi terhadap karya-karya (dalam naskah

dinya-takan sebagai angka-angka "superscript") berikut ini:

l)

Grafik-Grafik Tahun Kerja 1972, Perusahaan Listrik Negara Pusat, Jakarta, 1973.

Data untuk PLTA ditambah PLTA Juanda sebesar 125 MW.

2)

C.

S. Hutasoit "sebuah Studi tentang Sumber-Sumber Tenaga

di

Indonesia", Publikasi

LMK,

Mon. No. 06-ER-68, 1968.

3)

M. A.

Khan, J.

T.

Roberts, "small and Medium Power Reactors: Technical and

Financial Requirements" Proceedings, Fourth International Conference on the

Peaceful Uses of Atomic Energy, UN and

IAEA,

1971, vol. 6,hal. 57.

4)

Nuclear Power and the Environment,

IAEA

and WHO, 1972,hal- 4.

5)

H. Tsvi Meidav, Report on Geothermal Prospects of Indonesia, United Nations, New

2.1

BAB

2.

PEMBANGKITAN

TENAGA

AIR

DAN

ALIRAN

SUNGAI

Curah

Hujan

dan

Aliran

Sungai

2,1.1

Curah Hujan

Angin

yang mengandung uap

air

dan

naik

ke atas, karena suhu yang makin

rendah, kemudian mengembun dan berkumpul. Kumpulan embun tersebut membentuk awan. Kumpulan embun

ini

bergabung menjadi

titik-titik

air dan kemudian jatuh ke tanah.

Pada umumnya, jatuhnya

titik-titik

air

ini

disebut hujan, dan jumlah hujan yang

jatuh disebut curah hujan (precipitation). Salju, badai, dan lainJain, yang telah berubah

menjadi

air

harus.ditambahkan pada curah hujan. Sebagian

dari

curah hujan tadi

menghilang karena menguap atau karena meresap

ke

dalam tanah. Sebagian lagi

mengalir pada permukaan tanah menuju ke sungai-sungai.

Ada

hubungan tertentu antara curah hujan dan aliran sungai, meskipun hal

ini

tergantung kepada keadaan

geologis dan hutan

di

sekitar sungai. Perbandingan antara curah hujan dan aliran

sungai disebut faktor kedap (run-off coefficient).

2.1.2

Pengukuran Curah Hujan

Curah hujan dinyatakan dengan tingginya air dalam suatu tabung, biasaya dalam

mm.

Untuk

mengukur curah hujan digunakan alat

ukur

hujan (rain gauge); yang

dikenal, antara lain, adalah alat

ukur

hujan yang dapat mengukur sendiri dan alat

ukur hujan biasa. Alat pengukur hujan biasa, digunakan untuk mengukur curah hujan dalam satu hari dan kurang tepat untuk mengetahui intensitasnya dan lamanya hujan itu

berlangsung.

Alat

pengukur hujan yang mencatat sendiri sesuai

untuk

mengukur

intensitas dan lamanya hujan. Alat ini sangat cocok dan tepat untuk pengukuran hujan denganjangka waktu yang lama di daerah-daerah pegunungan di mana para pengamat

sulit untuk tinggal lama di daerah itu. Dewasa ini jenis tersebut banyak digunakan di waduk-waduk besar

di

hulu sungai. Tabel

8

menunjukkan curah hujan tahunan di

beberapa tempat

di

dunia.

2,1.3

Aliran Sungai (Debit)

Yang dimaksud dengan aliran sungai atau debit adalah jumlah air yang mengalir

melalui suatu penampang sungai tertentu per satuan waktu. Debit dipengaruhi oleh

beberapa faktor, misalnya, oleh curah hujan, keadaan geologi, flora, temperatur, dan

lain-lain,

di

sebelah hulu sungai. Debit selalu berubah dari musim ke musim dan dari hari ke hari. Kecenderungan karakteristik dan besarnya debit secara kasar dapat

di-ketahui dengan pengamatan dalamjangka waktu yang lama. Pengukuran debit sungai

sangat penting

untuk

dapat menentukan tenaga yang dihasilkan oleh pusat listrik

tenaga

air.

Pengetahuan tentang debit pada waktu banjir mutlak diperlukan untuk

keamanan dalam perencanaan dan pembangunan

_{PLTA. Untuk}

maksud

ini

sangat

t0 Bab

2.

Pembangkitan Tenga Air Dan Aliran Sungai Tabel

E.

Ctrah Hujan Tahnnan Beberapa Kota di Dunia

Jepang data-data sebagai hasil observasi jangka panjang ini dapat diperoleh mengingat adanya jaringan observasi di seluruh negara yang berjumlah kira-kira 800 buah. Pada

umumnya hanya data-data lebih

dari

l0

tahun saja yang dapat dipergunakan untuk

perencanaan

PLTA.

Apabila data semacam

itu

tidak

dapat diperoleh, maka perlu

dibuat perkiraan atas dasar data-data lainnya, misalnya data-data aliran yang diukur di tempat lain dengan kondisi yang sama, atau data-data curah hujan.

2,1.4

Hubungan antara Curah Hujan dan Aliran Sungai

Sebagian dari air hujan mengalir pada permukaan tanah menuju ke sungai. Yang lain menguap atau meresap ke dalam tanah dan diisap oleh akar tanaman atau menjadi

air tanah. Hubungan antaru curah hujan dan aliran sungai tergantung dari berbagai

faktor

antara

lain,

sifat menahan

air

dari

tanah (misalnya karena adanya pohon-pohonan, keadaan tanah pada permukaan, apakah bergunung-gunung atau merupakan daerah yang telah dikerjakan), keadaan geologi, curah hujan, waktu datangnya hujan,

dan lain-lain. Oleh karenanya sulit sekali untuk menjelaskan hubungan itu dengan cara

yang sederhana. Dalam banyak hal faktor kedap adalah kira-kira

di

atas

80/"

untuk

hujan lebat, dan di bawah 40/o untuk hujan gerimis.

2.2

Lengkung

Debit

2,2.1

Hidrograf

Hidrograf adalah lengkung yang menunjukkan aliran air sehari-hari, diukur pada suatu

titik

pengamatan tertentu selama jangka waktu 365 hari dalam setahun. Harinya dinyatakan pada sumbu horisontal dan aliran air pada sumbu vertikal. Hidrograf ini

sebaiknya dibuat sesuai dengan bentuk tertentu. Pada hidrografitu cuaca, temperatur, curah hujan dan permukaan air pada alat pengukurjuga dicatat.

2.2.2

kngkung Debit

Untuk

menyelidiki aliran sungai, maka lengkung debit (duration curve) harus

dibuat berdasarkan hidrograf agar dapat diketahui dengan jelas kondisi dari aliran

sungai tersebut. Hal ini diperlukan untuk mengetahui aliran sungai yang dapat

diguna-kan dalam 365 hari. Lengkung debit mempunyai jumlah hari 365 pada sumbu horisontal

Tempat Curah Hujan

Tahunan (mm) Tempat Curah Hujan Tahunan (mm) Bandung (1962) Bangkok Berlin Bogor (1964) Denver Jakarta (1967) Kairo Karaci Melboume Moskow 2.399 1.247 587 3.592 361 r.899 28 207 652 34 New York Peking Rangoon Roma San Francisco San Paolo Shanghai Stockholm Surabaya (1967) Taipei Znrich 1.068 586 2.812 828 521 o'r, 1.134 548 1.197 1.778 t.044

2.3

Pengukuran Debit

Sungai

11

dan debit sungai pada sumbu vertikal, dengan urutan mulai dari yang terbesar sampai

yang terkecil,

lihat

Gbr. 2. Lengkung

ini

merupakan data dasar yang penting untuk

merencanakan pusat listrik tenaga air. Tentu saja lengkung debit ini berbeda-beda untuk

setiap sungai. Bahkan untuk sungai yang sama, lengkungnya berbeda untuk tiap tahun.

Pada umumnya lengkung debit itu rata untuk sungai-sungai yang memiliki hutan lebat.

danau dan waduk di sebelah hulunya (contoh dapat dilihat dalam Gbr. 2). Lengkung

debit tahunan rata-rata dari aliran sungai dapat diperoleh dari lengkung debit selama

l0

tahun. Tiga metoda berikut

ini

digunakan

untuk

mendapatkan lengkung debit tahunan rata-rata:

(a) Lengkung debit seri: Debit harian rata-rata selama sepuluh tahun ditempatkan berurutan dari yang terbesar sampai yang terkecil. Kekurangan dari

cara

ini

adalah bahwa debit

air

waktu

banjir

dan pada musim kemarau terlihat secara berkelebihan.

(b)

Lengkung debit paralel:

Di

sini untuk setiap

tahun selama sepuluh tahun dibuat lengkung debit

bulanan. Kemudian harga rata-rata dari sepuluh tahun

tersebut dihitung untuk satu bulan tertentu dari

tiap-tiap

tahun.

Kekurangan menurut

cara

ini

adalah bahwa debit air pada waktu banjir dan musim kemarau

dinilai terlalu kecil.

(c) Lengkung debit seri-paralel: Di sini untuk menghindari kekurangan dari kedua cara tersebut di atas, lengkung debit disusun atas dasar harga rata-rata dari pada nilai

rata-rata tahunan dan bulanan dari Iengkung debit yang dibuat dengan kedua cara tersebut di atas.

2.3

Pengukuran

Debit

Sungai

Debit sungai, yang merupakan data pokok untuk perencanaan pusat listrik tenaga

air, harus diukur secara teliti dan dalam jangka waktu yang sepanjang mungkin. Ada

beberapa cara untuk mengukur debit sungai:

(a) kecepatan rata-rata dari aliran sungai pada suatu bagian dari penampangnya

diukur, kemudian dikalikan dengan luas penampang pada bagian itu. Hasil perkalian

luas penampang dengan kecepatan tersebut adalah debit sungai.

(b)

debit sungai diperoleh dari pengamatan tinggi permukaan air, dengan

memper-gunakan lengkung debit-tinggi-air di gardu pengukur.

Pada umumnya cara

(b)

dipergunakan

di

gardu-gardu pengamatan. Cara lain adalah yang disebut metoda sekat (weir), yang hanya dipakai pada sungai-sungai yang

kecil. Pengukuran cara (a) dan (b) dilakukan di tempat di mana aliran sungai seragam

dan tidak menyebabkan kerusakan pada stasiun pengamat tersebut.

Di

Jepang kete-rangan-keterangan terperinci mengenai instalasi dan cara-cara pengukuran dari

stasiun-stasiun pengamat

itu,

ditentukan syaratnya dan diuraikan dalam peratwan mengenai

pengukuran debit untuk PLTA. Persiapan dan pengecekan pada lengkung

debit-tinggi-air, yaitu pengukuran debit sungai harus sebanyak mungkin dilakukan pada beberapa

tinggi permukaan air. Dasar sungai mungkin berubah karena adanya banjir dan hal-hal

ini.

Karena

itu

lengkung debit+inggi-muka-air akan berubah pula; karena

itu

perlu diadakan pengukuran ulangan untuk merubah lengkung tadi.

Di bawah

ini

diberikan beberapa cara untuk mengukur kecepatan aliran:

(a) Dengan alat ukur arus (current meter): Di sini kecepatan aliran dihitung dengan mengukur jumlah putaran alat tersebut dalam suatu satuan waktu. Alat ini

mengguna-95 t85 275 355

Hari

Gbr.

2

Contoh Lengkung Debit.

Sungai Sungai

S

Bab

2.

Pembangkitan Tenga Air Dan Aliran Sungai

kan baling-baling berbentuk

pipih

atau lengkung; periksa

Gbr. 3.

Jumlah putaran

diukur

dengan membuka

atau

menutupnya suatu hubungan

listrik

atau

dengan

tachometer.

Alat

pengukur aliran tersebut harus ditera paling sedikit sekali setahun.

Untuk mengukur debit, sungai dibagi oleh beberapa garis tegak dengan

jarak

l-3

m,

tergantung dari lebar penampang melintang aliran. Tiap garis vertikal kemudian dibagi oleh beberapa garis mendatar. Kecepatan air diukur pada tiap

titik

potong dari garis-garis tegak dan mendatar tadi. Dari kecepatan aliran air pada garis tegak dapat dibuat grafik seperti terlihat pada Ghr. 4; kemudian dapat dihitung kecepatan rata-rata pada penampang melintang

di

bagian tegak tersebut. Debit sungai diperoleh dengan

men-jumlah debit

dari tiap

penampang tegak. Jarak antara

titik-titik

pengukuran harus

dibuat lebih pendek pada tempat yang dekat dasar sungai dan dinding sungai.

Keceprtan Alirs

Rrtr-Rrt.

Gbr.4

Pengukuran dengan Alat Ukur Arus.

Berikut

ini

adalah cara yang sederhana untuk menghitung kecepatan aliran rata-rata:

metoda

3-titik:

V^:

(Vo,z

*

2Vo.n

+

Voil4

metoda

2-titik:

V^:

(Vo,,

+

Voilz

metoda

l-titik:

V^:

Yo.o

(2) (3) (4) metoda

permukaan:

Y^:

0,8

x

(kecepatan aliran pada

permukaan)

(5)

metoda

ganda: Alat

ukur

arus dibenamkan ke dalam

air

dengan kecepatan

seragam tertentu sampai mencapai dasar sungai, dan kemudian

diangkat

lagi

sampai mencapai permukaan

air;

kecepatan

aliran rata-rata dihitung dari jumlah putaran dan waktu selama

alat dibenamkan.

di

mana

V^:

kecepatan aliran tata-rata,

(6)

Vo,r, Vo,r, Vo,c

:

kecepatan aliran air pada kedalaman berturut'tutut

201,

N%,60%

dari permukaan air.

(b)

Dengan alat ukur apung (float): Ada dua macam alat: alat ukur apung (surface

float) dan tongkat ukur apung (rod float). Dalam metoda ini alat apung dihanyutkan di

bagian sungai yang lurus untuk mengetahui kecepatannya. Kemudian kecepatan aliran

rata-rata pada

tiap

penampang dihitung. Seperti pada metoda pengukuran dengan

meter, pengukuran dilaksanakan dengan membagi penampang melintang sungai

menjadi beberapa bagian oleh garis-garis tegak. Kecepatan aliran rata-rata dihitung (periksa

Gbr.

5):

V^:

0,8

x

(kecepatan aliran dari

pelampung)

(7) Gbr.

3

Alat Ukur Arus.