• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB II LANDASAN TEORI

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "BAB II LANDASAN TEORI"

Copied!
31
0
0

Teks penuh

(1)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1.

Gardu Distribusi

Pengertian Umum Gardu Distribusi tenaga listrik adalah suatu bangunan gardu listrik berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB-TM), Transformator Distribusi (TD) dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah (TM 20 kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi Gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemda setempat.

Fungsi Dari Gardu Distribusi adalah :

 Tempat pengumpul, pembagi dan penyalur energi listrik

(2)

Secara Garis Besar Gardu Distribusi dibedakan atas : a. Jenis Pemasangannya

 Gardu Pasangan Luar : Gardu Portal, Gardu Cantol  Gardu Pasangan Dalam : Gardu Beton, Gardu Kios b. Jenis Konstruksinya

 Gardu Beton : Bangunan Sipil

 Gardu Tiang : Gardu Portal, Gardu Cantol  Gardu Kios

c. Jenis Penggunaannya  Gardu Pelanggan Umum  Gardu Pelanggan Khusus 2.1.1 Gardu Portal

Gardu Portal adalah sebuah gardu yang pada umumnya konfigurasi Gardu Tiang yang disatukan dari dua buah tiang beton yang terpisah berjarak 2,5 M yang di hubungkan dengan jaringan SUTM adalah T section dengan menggunakan peralatan Pengaman Lebur Cut-Out (FCO) sebagai pengaman hubung singkat transformator dengan elemen pelebur (pengaman lebur link type expulsion) dan Lightning Arrester (LA) sebagai sarana pencegah naiknya tegangan pada transformator akibat sambaran petir.

(3)

Gambar 2.1 Gardu Portal dan Bagan satu garis

Untuk Gardu Tiang pada sistem jaringan lingkaran terbuka (open-loop), seperti pada sistem distribusi dengan saluran kabel bawah tanah, konfigurasi peralatan adalah π section dimana transformator distribusi dapat di catu dari arah berbeda yaitu posisi

IncomingOutgoing atau dapat sebaliknya

Gambar 2.2 Bagan satu garis konfigurasi π section Gardu Portal

Guna mengatasi faktor keterbatasan ruang pada Gardu Portal, maka digunakan konfigurasi switching/proteksi yang sudah terakit ringkas sebagai RMU (Ring Main Unit). Peralatan switching

(4)

Switch) atau Pemutus Beban Otomatis (PBO) atau CB (Circuit Breaker) yang bekerja secara manual (atau digerakkan dengan

remote control).

Fault Indicator (dalam hal ini PMFD : Pole Mounted Fault Detector) perlu dipasang pada section jaringan dan percabangan untuk memudahkan pencarian titik gangguan, sehingga jaringan yang tidak mengalami gangguan dapat dipulihkan lebih cepat.

2.2.

Transformator

Transformator merupakan peralatan mesin listrik statis yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yang dapat mentransformasikan energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah ataupun sebaliknya, dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya dengan nilai frekuensi yang sama besar.

Pada sistem distribusi, transformator digunakan untuk menurunkan tegangan penyaluran 20 kV ke tegangan pelayanan 400 / 231 V. Pada fungsi tersebut, transformator dapat berupa transformator satu fase (Gambar 2.1) yang secara umum memiliki kapasitas ≤ 160 kVA dengan hubungan vektor Yzn5, sedangkan tiga fase (Gambar 2.3) memiliki kapasitas > 160 KVA memiliki hubungan vektor Dyn5 (berdasarkan SPLN 50 tahun 1982 dan 1997, serta SPLN D3.002-1 : 2007).

(5)

Gambar 2.3 Trafo satu fase Gambar 2.4 Trafo tiga fase 2.2.1 Jenis Transformator

Secara umum, terdapat dua jenis transformator distribusi yang banyak digunakan pada jaringan distribusi yaitu :

a. Transformator Konvensional

Transformator konvensional dilengkapi dengan konservator yaitu sebuah tabung atau tangki yang letaknya diatas body

transformator, yang berfungsi untuk menampung pemuaian minyak saat transformator berbeban. Tekanan lebih yang timbul selama beban tinggi akan mengalir ke atmosfer luar. Bila beban transformator meningkat, temperatur belitan transformator akan naik sehingga volume minyak akan membesar. Semakin tinggi temperatur belitan, minyak akan semakin panas dan volume

minyak juga semakin besar. Kenaikan volume ini ditampung oleh

konservator, dan didalam konservator minyak akan mendorong udara keluar melalui lubang pernapasan, dan sebaliknya. Proses aliran tersebut disebut dengan open systematau freely breathing

dalam menangani fluaktansi beban yang apabila terjadi peningkatan kadar air didalam minyak akan berakibat menurunkan

(6)

Udara lembab dari atmosfer luar yang masuk ke dalam tangki selama proses pernapasan tersebut berpotensi mempengaruhi kekuatan dielektrik transformator. Untuk menghindari hal ini, udara yang mengalir ke dalam tangki disaring dengan desiccants yang merupakan jenis bahan kimia yang dapat menyerap air. Jenis desiccants yang umum digunakan adalah silika gel yang berfungsi untuk mengeringkan atau menyaring udara lembab yang masuk kedalam lubang pernapasan yang merupakan faktor penentu dalam menjaga kualitas sistem dielektrik.

Gambar 2.5 Konservator dan Silika Gel

Silika gel yang telah jenuh dapat direaktivasi dengan cara pemanasan pada suhu 105 oC - 130 oC selama 4 - 6 jam untuk

menurunkan kadar air ke tingkat ≤ 2% berat dan kembali ke warna awalnya. Gangguan sistem adalah gangguan yang terjadi di sistem tenaga listrik seperti pada generator, trafo, SUTT, SKTT dan lain sebagainya. Bila tegangan tembus minyak telah berada dibawah ambang batas minimal, minyak perlu dipelihara

(7)

(purifying) untuk menurunkan kadar air dan membuang partikel fisika lainnya, salah satu upaya yang dilakukan untuk memutus hubungan antara medium pendingin internal dengan atmosfer luar adalah dengan penerapan penggunaan bladder berupa balon karet (rubber bag) yang dipasang pada konservator, sehingga kontak minyak dengan atmosfer luar akan terpisahkan. Namun bladder

memiliki keterbatasan yakni dalam segi umur dan tingkat kesulitan sewaktu memeriksa kondisi bladder karena posisinya berada di dalam tangki konservator.

Bladder

Udara Tabung Silika gel

Gambar 2.6 Conservator Bladde b. Transformator Hermatical

Pada sistem ini konservator dan sistem pipa untuk hubungan dengan atmosfer luar tidak digunakan lagi. Untuk mengamankan pemuaian maupun penyusutan minyak, tangki dibuat fleksibel (hermetic), dimana kenaikan volume minyak akan ditampung oleh sirip yang dapat mengembang yang mampu menampung semua pemuaian minyak. Lubang pernapasan sengaja

(8)

ditiadakan agar minyak tidak bersentuhan dengan udara. Terdapat dua jenis sistem hermetical pada transformator distribusi, yaitu :

a) Hermetically Sealed Inert Gas Cushion

Sistem hermetical jenis ini umumnya digunakan pada bentuk tangki rigid dengan menerapkan bantalan gas (nitrogen) pada ruang diatas level minyak. Volume untuk ruang gas diperhitungkan agar mampu menampung ekspansi minyak yang terjadi pada saat beban maksimum. Minyak dan gas berperan bersama - sama dalam membentuk tekanan tangki.

Gambar 2.7 Transformator hermatically sealed inert gas cushion

Busing dan pengubah sadapan yang direkomendasikan untuk menggunakan desain wall mounted (terpasang pada dinding tangki), hal ini untuk menghindari bagian bawah komponen - komponen tersebut tidak terendam minyak.

b) Hermetically Sealed Fully Filled

Sistem hermetical ini adalah dengan mengisi seluruh ruang di dalam tangki dengan minyak. Sistem ini diterapkan pada tangki

(9)

yang dikonstruksi dengan sirip pendingin dari pelat yang fleksibel (corrugated), yang dapat membuat volume tangki bersifat variable, membesar saat beban tinggi dan kembali mengecil pada beban yang lebih rendah.

Gambar 2.8 Transformator hermetically sealed fully filled

2.2.2 Fungsi Transformator

Pada dasarnya transformator memiliki prinsip kerja yang sama. Transformator dapat dibagi menjadi beberapa macam, tergantung dari fungsi dan lokasinya, sebagai berikut :

a. Berdasarkan Fungsi Pemakaian 1. Transformator Daya

Transformator daya digunakan sebagai penyuplai daya. Terdapat dua jenis fungsi transformator ini berdasarkan sistem penyaluran tenaga listrik, yaitu:

 Transformator step-up merupakan transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan pada saat pengiriman/penyaluran daya.

(10)

 Transformator step-down merupakan transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan pada saat menerima/memerlukan daya.

Transformator daya tidak dapat langsung digunakan untuk menyuplai beban, sebab sisi tegangan rendahnya masih lebih tinggi dari tegangan beban, sedangkan sisi tegangan tingginya merupakan tegangan transmisi (dari pembangkit ke gardu induk). Ciri - ciri transformator daya yaitu :

 Jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder

 Tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder

 Kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder

2. Transformator Distribusi

Transformator distribusi digunakan untuk membagi/ menyalurkan arus atau energi listrik dengan tegangan distribusi agar jumlah energi yang hilang tidak terlalu banyak (dari gardu induk ke konsumen). Ciri - ciri transformator distribusi yaitu :

 Jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder

(11)

 Tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder

 Kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder

3. Transformator Pengukuran

Transformator ini dugunakan untuk pemasangan alat - alat ukur dan proteksi pada jaringan tegangan tinggi. Transformator pengukuran ini terdiri dari :

 Transformator arus (Current Transformator) berfungsi untuk menurunkan besarnya arus listrik pada tegangan tinggi menjadi arus listrik yang kecil dan diperlukan untuk alat ukur dan pengaman.

 Transformator tegangan (Potensial Transformator) berfungsi untuk menurunkan besarnya tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang diperlukan untuk alat ukur dan pengaman/proteksi.

b. Berdasarkan Fungsi Pemakaian  Pemasangan dalam (Indoor)

Transformator hanya dapat dipasang di dalam ruangan yang aman dan terlindung dari kondisi cuaca panas, hujan dan sebagainya.

(12)

Transformator yang dirancang dapat dipasang di luar ruangan, seperti di switch yard dan tiang portal, namun jenis outdoor ini dapat juga dipasang dalam ruangan. c. Berdasarkan Kapasitas dan Tegangan Kerja

Untuk mempermudah pengawasan dalam operasi, transformator dapat dibagi menjadi :

1. Transformator Besar : Tegangan ≥ 70 kV : Daya ≥ 10 MVA

2. Transformator Sedang : Tegangan 30 kV - 70 kV : Daya 1 MVA - 10 MVA 3. Transformator Kecil : < 30 kV

: Daya < 1MVA

2.3.

Konduktor

Kabel adalah kawat penghantar listrik (Konduktor tembaga/Alumunium) yang di berikan bahan isolasi dapat berupa bahan PVC atau XLPE sedangkan Konduktor listrik adalah kawat penghantar listrik yang tidak diberi isolasi atau disebut juga kabel telanjang,kabel terdiri dari dua kategori yaitu Low Voltage kisaran tegangan 350 – 1000 Volt & Medium Voltage kisaran tegangan 3,6/6 kV, 6/10 kV, 12/20 kV, 18/30kV, konduktor mempunyai kisaran tegangan hampir 150 kV sampai 500kV.

(13)

2.3.1. Jenis Konduktor

Didalam keseharian kita yang berhubungan dengan kelistrikan kita sering menggunakan kabel untuk instalasi listrik rumah. kita hanya mengetahui kabel hanya untuk penghantar listrik saja, maka dalam hal ini kita akan berbagi pengetahuan akan jenis - jenis kabel, ukuran kapasitas dan kegunaanya.

a. Kabel NYA

Digunakan dalam instalasi rumah dan system tenaga. Dalam instalasi rumah digunakan kabel NYA dengan ukuran 1,5 mm2 dan 2,5 mm2. Syarat penandaan dari kabel NYA: NYA : berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam.Kabel tipe ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus seperti pada gambar 2.9 Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit

jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.

N Kabel jenis standart dengan penghantar tembaga Y Isolator PVC

(14)

Gambar 2.9 Kabel NYA b. Kabel NYM

Digunakan untuk kabel instalasi listrik rumah atau gedung dan system tenaga. Kabel NYM : memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA).Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam seperti pada gambar 2.10. N Kabel jenis standart dengan penghantar tembaga

Y Isolator PVC M Berselubung PVC

(15)

c. Kabel NYY

Kabel ini direncanakan dan direkomendasikan untuk instalasi dalam kabel kotak distribusi pipa atau didalam duct. Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibilitas yang tinggi, kabel jenis ini sangat cocok untuk tempat yang mempunyai belokan – belokan tajam. Digunakan pada lingkungan yang kering dan tidak dalam kondisi yang lembab/ basah atau terkena pengaruh cuaca secara langsung

Gambar 2.11 Kabel NYAF

d. Kabel NYFGbY/ NYRGbY/ NYBY

Kabel ini dirancang khusus untuk instalasi tetap dalam tanah yang ditanam langsung tanpa memerlukan perlindungan tambahan (kecuali harus menyeberang jalan). Pada kondisi normal kedalaman pemasangan dibawah tanah adalah 0,8 meter.

(16)

Gambar 2.12 Kabel NYFGby e. Kabel NYCY

Kabel ini dirancang untuk jaringan listrik dengan penghantar konsentris dalam tanah, dalam ruangan, saluran kabel dan alam terbuka. Kabel protodur dengan dua lapis pelindung pita CU Kabel. Instalasi ini bisa ditempatkan diluar atau didalam bangunan, baik pada kondisi lembab maupun kering.

Gambar 2.13 Kabel NYCY f. Kabel AAAC

Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi

(17)

magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.

Gambar 2.14 Kabel AAAC

2.4.

Kemampuan Kuat Hantar Arus

Kemampuan Hantar Arus (menurut SNI 04‐0225‐2000) atau Kuat Hantar Arus (menurut SPLN 70‐4 : 1992) suatu penghantar dibatasi dan ditentukan berdasarkan batasan - batasan dari aspek lingkungan, teknis material serta batasan pada kontruksi penghantar tersebut yaitu :

Temperatur lingkungan • Jenis penghantar

• Temperatur lingkungan awal • Temperatur penghantar akhir • Batas kemampuan termis isolasi

(18)

• Faktor disipasi panas media lingkungan

Apabila terjadi penyimpangan pada ketentuan batasan tersebut diatas maka Kemampuan Hantar Arus/ Kuat Hantar Arus (KHA) penghantar harus dikoreksi

2.4.1. Kemampuan Hantar Arus Penghantar Saluran Udara Jenis penghantar saluran udara, terdiri atas :

a. Panghantar tidak terisolasi AAAC, AAC, ACSR. (ACSR tidak secara luas dipergunakan sebagai penghantar Saluran Udara Tegangan Menengah)

b. Penghantar berisolasi AAAC‐S, NAAXSEY. (Kabel Pilin Tegangan Menengah).

c. Penghantar LVTC (Low Voltage Twisted Cable) NFAAX. Ketentuan teknis kemampuan hantar arus penghantar pada ambient temperatur 30oC dalam keadaan tanpa angin. Tabel 2.4 s/d 2.10 memberikan kemampuan hantar arus jenis penghantar Saluran Udara Tegangan Menengah dan jangkauan pada beban dan jatuh tegangan tertentu.

2.4.2. Kemampuan Hantar Arus Saluran Kabel Bawah Tanah

Kemampuan hantar arus kabel baik jenis multi core

maupun single core dibatasi oleh ketentuan sebagai berikut : a. suhu tanah 30o C

(19)

c. digelar sendiri / hanya 1 kabel

d. suhu penghantar maksimum 900C untuk kabel dengan isolasi XLPE dan 65o C untuk kabel tanah berisolasi PVC.

e. Kabel digelar sedalam 70 cm di bawah permukaan tanah.

Apabila keadaan lingkungan menyimpang dari ketentuan di atas maka kuat hantar arus kabel harus dikoreksi dengan faktor tertentu.Tabel 2.1 pada halaman berikut memberikan data kemampuan hantar arus kabel baik untuk pemakaian bawah tanah ataupun saluran udara.Untuk kabel yang dipakai pada saluran udara (contoh NFAAXSEY‐T) ketentuannya mengikuti ketentuan untuk saluran udara.

Tabel 2.1 KHA penghantar tak berisolasi pada suhu keliling 350C, kecepatan angin 0,6 m/detik, suhu maksimum 800C

(dalam keadaan tanpa angin faktor koreksi 0,7)

Luas Penampang

Nominal (mm2) Cu AAC AAAC

16 25 35 50 70 125 A 175 A 200 A 250 A 310 A 110 A 145 A 180 A 225 A 270 A 105 A 135 A 170 A 210 A 155 A

(20)

95 150 240 300 390 A 510 A 700 A 800 A 340 A 455 A 625 A 710 A 320 A 425 A 585 A 670 A

Sumber : Buku I Kriteria Desain Enjinering Kontruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PLN

Tabel 2.2 KHA kabel tanah inti tunggal isolasi XLPE, Copper Screen, berselubung PVC jenis kabel NAAXSY.

1 x 50 165 A 145 A 180 A 155 A 1 x 70 237 A 211 A 240 A 229 A 1 x 95 282 A 252 A 328 A 278 A 1 x 120 320 A 787 A 378 A 320 A 1 x 150 353 A 320 A 425 A 363 A 1 x 240 457 A 421 A 573 A 483 A

Susunan/Konfigurasi Penggelaran kabel Di udara 300 C Di tanah 200 C

Penampang nominal (mm2)

S umber : Buku I Kriteria Desain Enjinering Kontruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PLN

Tabel 2.3 KHA kabel tanah dengan isolasi XLPE,

copperscreen, berselubung PVC pada tegangan 12/20 kV/ 24 kV. Pada suhu keliling 30oC atau suhu tanah 300C

Jenis kabel Penampang Nominal

(21)

NAAXSEY Multicore NFAAXSEY‐T Twisted Cable 95 mm2 150 mm2 240 mm2 300 mm2 3 x 50 + N 3 x 70 + N 3 x 95 + N 3 x 120 + N 242A 319 A 425 A 481 A 134 A 163 A 203 A 234 A 214 A 272 A 358 A 348 A

Sumber : Buku I Kriteria Desain Enjinering Kontruksi Jaringan Distribusi Tenaga Listrik PLN

Tabel 2.4 Karakteristik Twisted Kabel Alumunium Netral R

(Ohm/Km) Arus Max (Ohm/Km)X (Ohm/Km)Resistansi

2x10 3,08 54 0,168 3,08 2x16 1,91 72 0,138 1,91 2x25+1x25 1,2 130 0,124 1,38 2x35+1x25 0,868 125 0,116 1,38 2x50+1x25 0,641 154 0,106 0,986 3x70+1x50 0,443 196 0,103 0,69 3x95+1x70 0,32 242 0,098 0,45 Size Kabel (mm) Phasa

Sumber : Overhead Transmission And Distribution Line Conductor

2.5.

Tegangan Jatuh (

Drop Voltage

)

(22)

berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban serta berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar. Besarnya jatuh tegangan dinyatakan baik dalam persen atau dalam besaran Volt. Besarnya batas atas dan bawah ditentukan oleh kebijaksanaan perusahaan kelistrikan. Perhitungan jatuh tegangan praktis pada batas-batas tertentu dengan hanya menghitung besarnya tahanan masih dapat dipertimbangkan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan menengah masalah indukstansi dan kapasitansinya diperhitungkan karena nilainya cukup berarti

Sesuai dengan standar tengangan yang ditentukan oleh PLN (SPLN), perancangan jaringan dibuat agar jatuh tegangan di ujung diterima 10%. Tegangan jatuh pada jaringan disebabkan adanya rugi tegangan akibat hambatan listrik (R) dan reaktansi (X). Jatuh tegangan phasor Vd pada suatu penghantar yang mempunyai impedansi (Z) dan membawa arus (I) dapat dijabarkan dengan rumus :

Vd= I . Z ...(2.1) Dalam pembahasan ini yang dimaksudkan dengan jatuh tegangan (∆V) adalah selisih antara tegangan kirim (Vs) dengan tegangan terima (Vr), maka jatuh tegangan dapat didefinisikan adalah :

(23)

Jadi, ΔV adalah selisih antara tegangan ujung kirim dengan tegangan ujung terima, hal ini dapat dilihat pada gambar rangkaian ekivalen dibawah ini.

Gambar 2.15 Rangkaina Ekivalen Saluran Distribusi

Untuk menghitung berapa besar tegangan jatuh (ΔV ) , diasumsikan bentuk sirkit adalah fasa tunggal dua kawat dimana resistansi dan reaktansinya masing – masing dinyatakan dengan R dan XL , pada

ujung ujung – ujung saluran dihubungkan dengan sebuah beban ZL ( lihat

gambar nomor 1 ), maka tegangan kirim ditentukan dengan menggunakan bilangan kompleks dan tegangan terima VR di ambil sebagai :

VR = VR + J 0... (2.3)

Sedangkan hubungan factor daya ( CosØ ) tertinggal , arus dinyatakan I = I Cos ØR + J Sin ØR ... (2.4)

Besarnya impedansi saluran adalah :

Z = R + J XL ... (2.5)

Sehingga tegangan ujung kirim adalah VS = VR + IZ

VS = ( VR + J 0 ) + (I Cos ØR + J Sin ØR ) (R + J XL ) ... (2.6)

(24)

Atau

VS - VR = I R Cos ØR + I XL Sin ØR ...(2.8)

Dengan mensubsitusikan persamaan ( 9 ) ke persamaan ( 2 ), di peroleh : ΔV = I R Cos ØR + I XL Sin ØR ... (2.10)

Jika diketahui jarak atau panjang saluran L ( km ), maka turun tegangan dapat dicari dengan :

ΔV = I L (R Cos ØR + XL Sin ØR) ... (2.11)

Karena adanya resistansi pada penghantar maka tegangan yang diterima konsumen (Vr) akan lebih kecil dari tegangan kirim (Vs), sehingga tegangan jatuh (Vdrop) merupakan selisih antara tegangan pada pangkal pengiriman (sending end) dan tegangan pada ujung penerimaan (receiving end) tenaga listrik. Tegangan jatuh relatip dinamakan regulasi tegangan VR (voltage regulation) dan dinyatakan oleh rumus :

...(2.12)

2.6 Rugi – Rugi Daya Jaringan

Daya listrik yang dikirim dan disalurkan dari gardu induk/trafo distribusi ke pemakai mengalami rugi tegangan dan rugi daya, ini disebabkan karena saluran distribusi mempunyai tahanan, induktansi, dan kapasitas. Karena saluran distribusi primer ataupun sekunder berjarak pendek maka kapasitas dapat diabaikan, dengan demikian dapat dibuat rangkaian ekivalen dari saluran distribusi.

(25)

Kerugian akibat pelembekan, pelembekan logam perpengaruh terhadap sedikit pada semua suhu dan merupakan fungsi suhu dan waktu. Bersamaan dengan penurunan batas tegangan tarik pada keadaan komulatif. Pelembekan yang terlihat dan kerugian tegangan tarik tidak berpengaruh jika penghantar dalam batas yang dianjurkan. Pada keadaan tertentu harga – harga pada suatu tingkat umur yang ditaksir dapat ditentukan. Untuk para ahli perlu mengetahui hubungan antara suhu kerja, waktu suhu kerja dan penurunan kekuatan penghantaryang bersangkutan.

Kerugian akibat panas, jika suatu penghantar dialairi arus listrik secara terus – menerus maka akan menimbulkan panas, panas ini timbul akibat energi listrik yang mengalir pada penghantar tersebut. Semakin lama arus tresebut mengalir maka semakin panas penghantar tersebut dan semakin banyak energi listrik yang hilang karena energi tersebut berubah menjadi panas. Hal inilah yang merugikan karena jika energi itu hilang maka tegangan pada ujung penghantar tersebut akan berkurang. semakin banyak energin yang menjadi panas maka semakin banyak tegangan yang menghilang.

Kerugian akibat Jarak, jarak sangat berpengaruh pada keandalan jaringan karena semakin jauh atau semakin panjang penghantar listrik tersebut maka akan banyak tegangan listrik yang menghilang karena penghantar itu saendiri memiliki hambatan atau tahanan, jadi karena jarak penghantar sangat jau dari sumber atau pembangkit maka nilai hambatan penghantar itu sendiri akan mengurangi tagangan yang mengalir pada

(26)

Luas penampang kawat (penghantar), Arus listrik yang mengalir dalam penghantar selalu mengalami tahanan dari penghantar itu sendiri, besarnya tahanan tergantung bahannya.

Tegangan juga sangat berpengaruh terhadap rugi-rugi daya, semakin besar tegangan pada suatu saluran, maka semakin kecil arus pada saluran tersebut. Sedangkan arus adalah salah satu faktor yang mempengaruhi besar kecilnya rugi- rugi daya pada suatu saluran. Itu dapat dilihat dari rumus dibawah ini:

Losses = (Watt) ...(2.13)

= (Watt) ...(2.14)

= (Watt hour) / Wh ...(2.15)

= (kWh) ...(2.16) Keterangan :

I = Arus Pada Jaringan (Amper) R= Tahanan Kabel (ohm) T= Waktu (jam)

L= Jarak Jaringan (km) S= Daya Semu (VA)

∆V= Delta Tegangan (Volt)

Arus yang mengalir dalam suatu penghantar besarnya sebanding dengan tegangan ( beda potensial ) antara ujung-ujung penghantar tadi dan dinyatakan dengan perasamaan :

(27)

I = ( Hukum Ohm )……...(2.17) Dengan i = arus, V = tegangan, dan R adalah bilangan tetap yang dinamakan tahanan dari penghantar. Penghantar yang mengikuti hukum Ohm dinamakan penghantar yang linier, pada umumnya tahanan berubah dengan berubahnya temperatur. Untuk penghantar dari logam, besarnya tahanan bertambah besar jika temperaturnya makin tinggi. Jika dalam suatu penghantar mengalir arus listrik maka dalam penghantar ini ada tenaga listrik yang hilang dan berubah menjadi pana, dikatakan ada tenaga listrik yang terdisssipasi. Besarnya tenaga yang terdissipasi tiap detiknya atau daya yang terdissipasi adalah :

P = V . i Watt ( Joule/dtk)…...(2.18)

2.7

Tentang ETAP 12.6

ETAP (Electric Transient and Analysis Program) merupakan suatu perangkat lunak yang mendukung sistem tenaga listrik. Perangkat ini mampu bekerja dalam keadaan offline untuk simulasi tenaga listrik, online untuk pengelolaan data real-time atau digunakan untuk mengendalikan sistem secara real-time. Fitur yang terdapat di dalamnya pun bermacam-macam antara lain fitur yang digunakan untuk menganalisa pembangkitan tenaga listrik, sistem transmisi maupun sistem distribusi tenaga listrik.

(28)

ETAP ini awalnya dibuat dan dikembangkan untuk meningkatkan kualitas keamanan fasilitas nuklir di Amerika Serikat yang selanjutnya dikembangkan menjadi sistem monitor manajemen energi secara real time, simulasi, kontrol, dan optimasi sistem tenaga listrik, (Awaluddin, 2007).

ETAP dapat digunakan untuk membuat proyek sistem tenaga listrik dalam bentuk diagram satu garis (one line diagram) dan jalur sistem pentanahan untuk berbagai bentuk analisis, antara lain: aliran daya, hubung singkat, starting motor, trancient stability, koordinasi relay proteksi dan sistem harmonisasi. Proyek sistem tenaga listrik memiliki masing-masing elemen rangkaian yang dapat diedit langsung dari diagram satu garis dan atau jalur sistem pentanahan. Untuk kemudahan hasil perhitungan analisis dapat ditampilkan pada diagram satu garis.

ETAP memungkinkan anda untuk bekerja secara langsung dengan tampilan gambar single line diagram/diagram satu garis. Program ini dirancang sesuai dengan tiga konsep utama:

1. Virtual Reality Operasi

Sistem operasional yang ada pada program sangat mirip dengan sistem operasi pada kondisi nyatanya. Misalnya, ketika Anda membuka atau menutup sebuah sirkuit breaker, menempatkan suatu elemen pada sistem, mengubah status operasi suatu motor, dan untuk kondisi de-energized pada suatu elemen dan sub-elemen sistem ditunjukkan pada gambar single line diagram dengan warna abu-abu.

(29)

2. Total Integration Data

ETAP menggabungkan informasi sistem elektrikal, sistem logika, sistem mekanik, dan data fisik dari suatu elemen yang dimasukkan dalam sistem database yang sama. Misalnya, untuk elemen subuah kabel, tidak hanya berisikan data kelistrikan dan tentang dimensi fisik nya, tapi juga memberikan informasi melalui

raceways yang di lewati oleh kabel tersebut. Dengan demikian, data untuk satu kabel dapat digunakan untuk dalam menganalisa aliran beban (load flow analysis) dan analisa hubung singkat (short-circuit analysis) yang membutuhkan parameter listrik dan parameter koneksi serta perhitungan ampacity derating suatu kabel yang memerlukan data fisik routing.

3. Simplicity in Data Entry

ETAP memiliki data yang detail untuk setiap elemen yang digunakan. Dengan menggunakan editor data, dapat mempercepat proses entri data suatu elemen. Data-data yang ada pada program ini telah dimasukkan sesuai dengan data-data yang ada di lapangan untuk berbagai jenis analisa atau desain.

ETAP dapat melakukan penggambaran single line diagram

secara grafis dan mengadakan beberapa analisa/studi yakni Load Flow (aliran daya), Short Circuit (hubung singkat), motor starting, harmonisa, transient stability, protective device coordination, dan

(30)

ETAP juga menyediakan fasilitas Library yang akan mempermudah desain suatu sistem kelistrikan. Library ini dapat diedit atau dapat ditambahkan dengan informasi peralatan bila perlu. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam bekerja dengan ETAP adalah:

1. One Line Diagram, menunjukkan hubungan antar komponen/peralatan listrik sehingga membentuk suatu sistem kelistrikan.

2. Library, informasi mengenai semua peralatan yang akan dipakai dalam sistem kelistrikan. Data elektris maupun mekanis dari peralatan yang detail/lengkap dapat mempermudah dan memperbaiki hasil simulasi/analisa.

3. Standar yang dipakai, biasanya mengacu pada standar IEC atau ANSII, frekuensi sistem dan metode – metode yang dipakai.

4. Study Case, berisikan parameter – parameter yang berhubungan dengan metode studi yang akan dilakukan dan format hasil analisa.

Dengan ETAP dapat dilakukan beberapa analisa pada sistem kelistrikan yang telah digambarkan dalam single line diagram. Studi-studi

(31)

tersebut antara lain: Load Flow Analysis (LF), Short Circuit Analysis

(SC), Motor Starting Analysis (MS), Transient Stability Analysis

(TS),Cable Ampacity Derating Analysis (CD) & Power Plot Interface.

Gambar

Gambar 2.1 Gardu Portal dan Bagan satu garis
Gambar 2.6 Conservator Bladde  b.  Transformator Hermatical
Gambar 2.9 Kabel NYA  b.  Kabel NYM
Gambar 2.11 Kabel NYAF
+7

Referensi

Dokumen terkait

Tabel 4 di atas menunjukan bahwa nilai Nagelkerke R Square adalah 0,623 atau 62,30 %, berarti bahwa Audit Delay, Opini Audit dan Reputasi Auditor secara bersama-sama

[r]

Lingkungan Pengendapan dan Kualitas Batubara di Pit J, Daerah Pinang, Sangatta, Kabupaten Kutai Timur, Propinsi Kalimantan Timur” yang membahas mengenai hubungan

Yudit Oktanella, M.Si 44 Nisa Tazkiyah 125130100111010 Manajemen Pencegahan dan Penanganan Kasus Kolik pada Kuda Pacu di PT Peternakan Kuda Megastar Indonesia,

Tekstur yang baik dari kue donat dapat dicapai apabila daya kembang donat pada saat fermentasi maksimal, yang dipengaruhi oleh mutu tepung terigu yang

Formulasi Biskuit dengan Subsitusi Tepung Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) dan Isolat Protein Kedelai (Glycine max) sebagai Makanan Potensial untuk Anak Balita Gizi

PROSIDING SEMINAR NASIONAL XI Rekayasa dan Aplikasi Teknik Mesin di Industri Itenas, Bandung, 20 Desember