Modul 5 Dasar Konversi Energi Listrik
Modul 5 Dasar Konversi Energi Listrik
Saluran Transmisi
Saluran Transmisi
Sal
Salurauran n tratransmnsmisi isi berberfunfungsi gsi untuntuk uk memmembabawa wa tentenaga aga lilistristrik k dardari i pupusat sat – – puspusatat pembangkit ke pusat – pusat beban melalui saluran tegangan tinggi atau melalui tegangan pembangkit ke pusat – pusat beban melalui saluran tegangan tinggi atau melalui tegangan ekstra tegangan tinggi.
ekstra tegangan tinggi. Teg
Tegangangan an tintinggi ggi dadalam lam dudunia nia tekteknik nik tentenaga aga lislistritrik k ialialah ah sesemua mua tegteganangan gan yanyangg dianggap cukup tinggi sehingga di perlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan dianggap cukup tinggi sehingga di perlukan pengujian dan pengukuran dengan tegangan tinggi yang semuanya bersifat khusus dan memerlukan teknik – teknik tertentu atau dimana tinggi yang semuanya bersifat khusus dan memerlukan teknik – teknik tertentu atau dimana gejala – gejala tegangan t
gejala – gejala tegangan tinggi mulai terjadi.inggi mulai terjadi. Contoh :
Contoh :
Tegangan tinggi 150 KVTegangan tinggi 150 KV
Tegangan ekstra tegangan tinggi 500 KVTegangan ekstra tegangan tinggi 500 KV
Tegangan sub transmisi 70 KVTegangan sub transmisi 70 KV
Tegangan distribusi primer 20 KV (tegangan menengah).Tegangan distribusi primer 20 KV (tegangan menengah). Peni
Peningkangkatan tan tegategangan ngan pada pada salusaluran ran trantransmisi smisi memmempunypunyai ai nilanilai i ekonekonomis omis yang yang sangsangatat penting sehingga memberikan keuntungan.- keuntungan.
penting sehingga memberikan keuntungan.- keuntungan. a)
a) UntuUntuk penyak penyaluraluran daya yang san daya yang sama arus yanma arus yang di alirkag di alirkan menjan menjadi berkudi berkurang berang berartirarti pe
penggnggunaunaan an bahbahan an temtembagbaga a padpada a kawkawat at penpenghghantantar ar akaakan n berberkukuranrang g dedengangann bertambahny
bertambahnya a tingginya tegangan transmisi.tingginya tegangan transmisi. b)
b) LuLuas as pepenanampmpanang g kokondndukuktotor r yayang ng didigugunanakakan n beberkrkururanang, g, sesehihingngga ga ststruruktktur ur penyangga konduktor menjadi lebih kecil.
penyangga konduktor menjadi lebih kecil. c)
c) OleOleh h karkarenena a aruarus s yanyang g menmengalgalur ur papada saluda saluran tranran transmismisi lebisi lebih h keckecil maka jatuil maka jatuhh tegangan juga menjadi kecil.
tegangan juga menjadi kecil. Bertambah tingginya tegangan
Bertambah tingginya tegangan transmisi mengakibatkan:transmisi mengakibatkan:
Jarak bebas antara kawat Jarak bebas antara kawat penghantar harus lebih besar.penghantar harus lebih besar.
Panjang gandengaPanjang gandengan isolator n isolator harus lebih besar hal harus lebih besar hal ini mengakibatkan pula:ini mengakibatkan pula:
Meningkatnya biaya menara dan konstruksi penopang.Meningkatnya biaya menara dan konstruksi penopang.
5.1 Dikenal dua macam saluran Transmisi 5.1 Dikenal dua macam saluran Transmisi
1.
1. SaluSaluran udarran udara (overha (overhead linead line) yang menye) yang menyalualurkan enerkan energi listrrgi listrik melalik melalui kawat – kawaui kawat – kawatt yang di gantungkan pada tiang – t
yang di gantungkan pada tiang – tiang transmisi dengan perantara isolatoiang transmisi dengan perantara isolator.r. 2.
2. SaluSaluran bawaran bawah tanah (undh tanah (undergroerground) yanund) yang menyalg menyalurkaurkan tenaga lisn tenaga listrik melatrik melalui kabelui kabell bawah tanah.
bawah tanah.
Keuntungan dan kerugian: Keuntungan dan kerugian:
1.
Biaya pembangunannya lebih murah
Perbaikannya lebih murak bila terjadi kerusakan.
Terpengaruh keadaan cuaca buruk, tangan, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya.
2. Saluran bawah tanah.
Dapat terpengaruh oleh cuaca buruk, tangan, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya.
Lebih estetis karena tidak mengganggu pandangan.
Lebih aman
Pembangunannya jauh lebih mahal.
Bila terjadi hubung singkat, perbaikannya lebih sukar di lakukan.
5.1.1 Saluran Transmisi SC dan DC
Menurut jenis arusnya di kenal sistem arus bolak – balik (AC) dan sistem arus searah (DC)
Pada sistem AC, penaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan dengan menggunakan transformator. Sehingga saluran transmisi di dunia sebagai besar adalah sistem AC (sistem 1 fasa dan sistem 3 fasa).
Sistem 3 fasa mempunyai kelebihan di banding dengan sistem 1 fasa karena: a. Daya yang di salurkan lebih besar.
b. Mudah pembangkitkannya. c. Mudah mengubah tegangannya.
Di beberapa bagian dunia, saluran transmisi dengan sistem DC sudah banyak di gunakan sebab mempunyai beberapa keuntungan :
1. Isolasinya lebih sederhana. 2. Daya guna yang lebih tinggi
Disamping mempunyai keuntungan juga mempunyai kerugian:
Pembangunannya lebih mahal
Di perlukan biaya peralatan pengubah arus : dari inverter ke konverter yang cukup tinggi.
5.1.2 Tegangan Transmisi.
Tegangan di indonesia pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan tinggi sebagai berikut:
Tegangan nominal (KV) : ( 30 – 66 – 150 – 220 – 380 – 500
Penentuan deretan tegangan diatas di sesuaikan dengan rekomendasi IEC. Apabila tegangan transmisi di tinggikan :
Maka daya guna penyaluran akan naik oleh karena rugi – rugi transmisi turun. Juga terjadi penaikkan isolasi dan biaya peralatan dan gardu induk.
Untuk merencanakan penentuan tegangan
Harus di lihat dari segi standarisasi peralatan yang ada.
Penentuan tegangan merupakan bagian dari perencabngan sistem secara keseluruhan.
Dalam pemilihan tegangan transmisi di lakukan dengan :
Memperhitungkan daya yang di salurkan
Jumlah rangkaian.
Jarak penyaluran.
Keandalan.
Biaya peralatan untuk tegangan tertentu serta tegangan – tegangan yang sekarang ada dan yang direncanakan.
5.1.3. Komponen – komponen utama dari saluran udara. Terdidri dari:
a. Menara transmisi atau tiang transmisi beserta pondasinya. b. Isolator – isolator.
c. Kawat penghantar (conduktor) d. Kawat tanah.
Menara atau tiang transmisi
Adalah suatu bangunan penompang saluran transmisi. Yang ada berupa:
Menara baja
Tiang baja
Tiang beton bertulang
Tiang kayu
Tiang – tiang baja, beton dan kayu di gunakan pada saluran – saluran dengan tegangan kerja relatif rendah (dibawah 70 KV)
Menara baja untuk saluran transmisi tegangan tinggi atau ekstra tinggi. Menara baja di bagi sesuai dengan fungsinya yaitu:
Menara dukung
Menara percabangan
Menara transposisi.
5.1.4. Isolator – isolator.
Jenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas.
Menurut penggunaan dan konstruksinya di kenal tiga jenis isolator yaitu:
Isolator jenis pendek
Isolator jenis pos saluran.
Isolator gantung.
Isolator jenis pasak dan pos saluran di gunakan pada tegangan rendah (kurang dari 22 – 33 KV).
Isolator gantung dapat di gandeng menjadi rentengan isolator yang jumlahnya di sesuaikan dengan kebutuhan.
5.1.5. Kawat penghantar.
Jenis kawat yang biasa di gunakan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan konduktivitas 100 % (Cu 100%), Cu 97,5 %) atau aluminium dengan konduktivitas 61 % (Al 61 %).
Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambing sebagai berikut: AAC = “ All – Aluminium Conductor” yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari
aluminium.
AAAC = “ All – Aluminium – Alloy Conductor “ kawat penghantar yang seluruhnay terbuat dari campuran aluminium.
ACSR = “ Aluminium Conductor, Steel Reinforced “ yaitu kawat penghantar aluminium berinti kawat baja.
ACAR = “ Aluminium conductor , Alloy Reinforced “ yaitu kawat penghantar aluminium yang di perkuat dengan logam campuran.
Kawat penghantar tembaga (CU) mempunyai kelebihan di banding dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi.
Kelemahannya adalah:
Untuk besar tahanan yang sama, tembaga lebih berat dari aluminium.
Untuk saluran – saluran transmisi tegangan tinggi dimana jarak menara transmisi berjauhan di butuhkan kuat tarik yang lebih tinggi sehingga di gunakan kawat penghantar ACSR.
5.1.6. Kawat Tanah.
Atau ground miras disebut sebagai kaat pelindung, gunanya untuk melindungi kawat – kawat penghantar atau kawat – kawat fasa terhadap sambaran petir.
Jadi kawat tanah di pasang di atas kawat fasa. Kawat tanah biasa di pakai kawat baja.
5.1.7. Klasifikasi Saluran Transmisi.
Klasifikasi untuk keperluan diagram pengganti untuk keperluan analisa dan perhitungan maka diagram pengganti biasa di bagi dalam 3 kelas yaitu:
a. Kawat pendek ( < 80 Km)
b. Kawat menengah ( 80 – 250 Km) c. Kawat panjang ( > 250 Km)
Klasifikasi di atas berdasarkan panjang kawat, maka tinggi tegangan operasi maka kemungkinan corona sangat besar.
Korona akan memperbesar kapasitansi dengan demikian mempernesar arus bocor. klasifikasi saluran transmisi menurut tegangan kerja.
Di indonesia standard tegangan transmisi adalah : 66, 150, 380, dan 500 KV Dinegara maju ( USA, Canada, Rusia ) tegangan transmisi : 1000 KV
Sehingga di Negara – Negara maju tersebut klasifikasi berdasarkan tegangan adalah: a) Tegangan tinggi : 138 KV
b) Tegangan ekstra tinggi : 220 – 765 KV c) Tegangan ultra tinggi : di atas 765 KV Klasifikasi berdasarkan fungsinya dalam operasi
Berdasarkan fungsinya dalam operasi transmisi sering di beri nama:
a) Transmisi yang menyalurkan daya besar dari pusat – pusat pembangkit ke daerah beban.
b) Sub – Transmisi:
Adalah transmisi percabangan dari saluran yang tinggi ke saluran yang lebih rendah. c) Distribusi
5.1.8. Karakteristik Penyaluran Daya
Tenaga listrik di salurkan melalui jaringan transmisi dari pusat pembangkit yang di sebut pangkal pengiriman, menuju pusat – pusat beban yang disebut ujung penerimaan.
Meskipun tenaga listrik disalurkan dengan system 3 fasa t etapi semua perhitungan di lakukan berdasarkan hubungan satu fasa system bintang.
Dalam mempelajari karakteristik penyaluran daya yang meliputi variable – variable tegangan , arus dan hilang daya dapat di lakukan dengan menggunakan dua pendekatan yang berbeda yaitu:
a) Rangkaian yang parameter atau konstanta – konstanta di konsentrasikan. Pendekatan ini di gunakan untuk analisis saluran transmisi jarak pendek.
b) Rangkaian yang parameter atau konstanta – konstantanya didstribusikan sepanjang saluran transmisi.
Beberapa perhitungan penting untuk analisis transmisi adalah:
a) Menghitung perbedaan besaran anatara tegangan pada pangkal pengiriman dengan tegangan pada ujung penerimaan.
b) Menghitung factor daya pada pangkal pengiriman dan ujung penerimaan. c) Menghitung daya guna transmisi (daya keluaran/ daya masuk)
5.2 Diagram Pengganti Saluran Transmisi Saluran transmisi jarak pendek
Jarak saluran transmisi kurang 20 Km
Pengaruh kapasitansi di abaikan
Konstanta saluran yang di perhitungkan hanya alas impedansi yang terdiri atas tahanan dari saluran pendek.
Gambar di bawah ini adalah diagram pengganti dari saluran pendek Dimana :
tegangan pada ujung pengiriman atau ujung generator. Arus pada ujung pengiriman atau ujung generator. Tegangan pada ujung penerimaan atau ujung beban. Arus pada ujung penerimaan atau ujung beban.
Impedansi saluran. Maka relasi tegangan dan arus
Dimana :
tegangan scalar ujung beban pada beban nol. tegangan scalar ujung beban pada beban penuh.
Untuk kawat pendek dan
maka
5.3 Saluran Transmisi Jarak menengah
Persoalan saluran transmisi jarak menengah dapat di selesaikan dengan memperlakukannya sebagai rangkaian T (nominal T) atau rangkaian IT
Kapasitansi di pusatkan pada satu titik (nominal T)
Kapasitansi di pusatkan pada dua titik nominal PI = (T) Rangkaian T
Hubungan tegangan dan arus
Tetapi
Maka,
Rangkaian IT (PI)
Hubungan tegangan dan arus:
Jadi
Pengaturan tegangan untuk rangkaian nominal PI (IT) atau T :
Maka
Contoh soal
Suatu saluran transmisi fasa tiga, 200 km, 220 KV. Konstanta kawat: ohm/km
ohm/km
Saluran transmisi diatas menyalurkan daya sebesar 100 MW dan pf = 1,0 pada ujung beban. Tegangan pada ujung beban 220 KV
Dengan menggunakan representasi nominal PI (IT). Tentukanlah :
a. Tegangan dan arus pada ujung pengirim b. Efisiensi transmisi
c. Pengaturan tegangan Jawab
Diketahui:
Tegangan ( ) = 220 KV tegangan pada ujung beban
Daya ( ) = 100 MW
= 1,0 pada ujung beban
ohm/Km
MW/Km
Dit :
a. Tegangan pada ujung pengirim ( ) Arus pada ujung pengirim ( ) b. Efisinsi transmisi ( )
c. Pengaturan tegangan ( ) Penyelesaian :
