VI. SISTEM
DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
DASAR TENAGA LISTRIK TEKNIK ELEKTRO – UNRAM
2020
Materi perkuliahan
1.1 Pengertian SDTL 1.2 Komponen SDTL 1.3 Struktur SDTL
1.4 Permasalahan
1.5 SDTL Masa Depan
Capaian akhir yang diharapkan :
Mahasiswa dapat menjelaskan ;
Pengertian,
Komponen,
Jenis dan Struktur
Permasalahan,
Perkembangan
sistem distribusi tenaga listrik
Indikator dan Deskripsi
Indikator , mahasiswa:
a. Dapat menjelaskan pengertian SDTL
b. Dapat jelaskan menggunakan gambar komponen SDTL c. Dapat menjelaskan permasalahan pada SDTL
d. Dapat menjelaskan perkembangan dan teknologi terkini SDTL
Desktipsi Singkat
Bab ini membahas pengertian SDTL dari segi ruang lingkup sistem dan tegangan, komponen utama dan pendukung, permasalahan pada sistem distribusi. Dan memaparkan perkembangan manajemen dan teknologi terkini SDTL
6.1. Pengertian
Sistem Distribusi Tenaga Listrik adalah kumpulan komponen tenaga listrik yang secara bersamaan membentuk sistem
penyaluran daya/tenaga listrik ke konsumen
tenaga listrik
• Sistem distribusi tenaga listrik disingkat sistem distribusi, merupakan satu dari tiga bagian utama sistem tenaga listrik secara keseluruhan, yaitu;
a. Pembangkit tenaga listrik, b. Transmisi tenaga listrik dan c. Distribusi tenaga listrik.
Sistem distribusi tenaga listrik pada umumnya terbagi 2 bagian, yaitu;
- distribusi primer, bertegangan menengah (TM) / Medium Voltage (MV) – 20 kV
- distribusi sekunder, bertengangan rendah (TR) / Low Voltage (LV) – 380/220 V
6.2 Komponen SDTL
Peralatan pendukung sistem distribusi, dimulai dari gardu induk (GI) distribusi, adalah:
1. Transformator step-down 2. Bus bar
3. Circuit breaker (CB) atau Pemutus Tenaga (PMT) 4. Disconnection Switch (DS) atau Pemisah (PMS) 5. Feeder atau penyulang
a. Feeder utama; 3 phasa
b. Feeder cabang; 3 phasa, 2 phasa ( V phasa) dan phasa tunggal.
6. Recloser atau pemutus balik otomatis (PBO)
7. Kapasitor paralel
8. Load Break Switch (LBS) 9. Automatic Voltage/Line
Sectionalizer (AVS atau ALS)
10. TM
6. Recloser atau pemutus balik otomatis (PBO)
7. Kapasitor paralel
8. Load Break Switch (LBS) 9. Automatic Voltage/Line
Sectionalizer (AVS atau ALS)
10. Fuse Cutout 11. LA
12. Transformator Distribusi 13. Kabel/Kawat saluran TM
6.3 Permasalahan pada SDTL
Permasalahan pada sistem distribusi berdasarkan layanan kelistrikan yang dikehendaki adalah:
a. Karakteristik beban
b. Keberagaman komponen sistem distribusi c. Jatuh tegangan atau voltage drop
d. Rugi daya atau power losses e. Faktor daya atau power factor f. Kontinuitas pelayanan
g. Keandalan (reliability)
6.3.a Karakteristik beban
Beban sistem distribusi terjadi berubah-ubah setiap saat, hal ini memerlukan keakuratan pemahaman karakteristik perubahan beban.
Beban listrik adalah semua komponen / peralatan yang mengkonsumsi daya listrik selama beroperasi.
Peralatan pengguna daya listrik (disingkat peralatan listrik) tsb. berupa ;
- peralatan penerangan (berbagai jenis lampu),
- peralatan pemanas-pendingin (kompor/oven listrik – AC),
- motor listrik (kipas angin, mesin cuci / pompa air) - peralatan elektronika (TV, radio, dll.)
1 Sektor rumah tangga (residential) 2 Sektor komersial (business)
3 Sektor industri (industrial) 4 Sektor sosial
5 Sektor umum (public)
Beberapa peralatan listrik berbeda digunakan secara bersamaan dalam suatu ruang lingkup (sektor)
tertentu
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0:30:00 2:30:00 4:30:00 6:30:00 8:30:00 10:30:00 12:30:00 14:30:00 16:30:00 18:30:00 20:30:00 22:30:00
pukul
Beban tiap 30 menit (Watt) A B C D
6.3.b Keberagaman komponen
Keberagaman komponen pendukung SDTL, juga setiap komponen jumlahnya banyak dan tersebar sepanjang pelanggan. Hal ini menyebabkan biaya investasi sangat besar (30 – 40%) dari investasi sistem kelistrikan.
6.3.c Jatuh tegangan atau voltage drop
Jatuh tegangan sepanjang saluran, terutama saluran sangat panjang dapat menyebabkan tegangan ujung saluran lebih kecil daripada batas tegangan minimum standar.
Jatuh tegangan dan rugi daya (power losses, Ploss) terjadi sepanjang saluran termasuk pada trafo distribusi dan pada setiap sambungan konduktor di sistem distribusi.
Vdrop pada saluran distribusi ini adalah selisih antara tegangan keluaran trafo di gardu distribusi dan tegangan pelayanan pada konsumen.
Tempat terjadinya Vdrop dan Ploss tersebut pada :
- Sepanjang penyulang (feeder) utama (main) dan penyulang cabang (lateral) atau sepanjang saluran tegangan menengah (TM)
- Transformator distribusi (tarafo step-down, TM ke TR) - Sepanjang saluran tegangan rendah (TR)
- Sambungan ke konsumen.
Rangkaian ekuivalen line to netral pada saluran tiga phasa berbeban seimbang.
KVL pada rangkaian ini ;
- VS + (R + jX) I + VL = 0 R.I + jX.I + VL= VS
Diagram phasor rangkaian ini, dan memperhatikan Vdrop maka :
VDROP = IVSI - IVLI
19
Berdasarkan phasor, perhitungan Vdrop pendekatan ;
VDROP ≈ Re[Z I]
Dapat pula;
VDROP ≈ I R Cos θ + I X Sin θ
≈ I [ R Cos θ + X Sin θ ]
6.3.d Rugi Daya (Power Losses)
Rugidayasepanjangsalurancukupbesar (sekitar 12%) menyebabkankehilangandayataktermanfaatkan.
Ploss = ),
sehinggapenyebabutamaPlossadalah:
- arusbesar
- tahanankonduktorbesar
6.3.e Faktor daya atau power factor
Beban induktif (L) menyebabkan faktor daya / power factor (pf) / cos ϕ rendah ( < 1)
cos ϕ =
=
Ketiga masalah yaitu jatuh tegangan, rugi daya dan faktor daya memerlukan ketepatan penanganan agar ketiganya dapat diperbaiki secara optimal.
6.3.f Kontinuitas dan Keandalan
Keseringan terjadi pemutusan daya secara paksa karena sering terjadi gangguan tetap maupun sesaat.
Hal ini memerlukan ketepatan pada koordinasi sistem proteksi.
Keandalan (reliability), Tingkat keandalan tinggi sangat
diharapkan oleh sebagian konsumen kelistrikan agar segala peralatan penggunakan tenaga listrik tetap beroperasi tanpa berhenti.
6.4 Struktur/Konfigurasi SDTL
• Radial • Loop
6.4 Struktur/Konfigurasi SDTL
• Spindel • Jaringan
6.5 SDTL Masa Depan
Kecendrungan sistem distribusi masa depan menuju pada deregulasi sistem kelistrikan.
Deregulasi sistem kelistrikan ini menyebabkan terjadinya perubahan drastis struktur sistem tenaga, seperti
diharapkan munculnya; fasilitas pembangkit skala kecil (photovoltaic, pembangkit fuel cell, pembangkit listrik
tenaga angin, mikroturbin, dll), sistem penyimpanan energi (baterai sekunder, kendaraan listrik, SMES
(Superconducting Magnetic Energy Storage), dll), yang keduanya tersebar di sisi pengguna atau di sistem
6.5 SDTL Masa Depan
Selain deregulasi konsumen menghendaki; harga listrik murah dan dapat memilih kualitas pelayanan sesuai
kebutuhan.
Hal ini menyebabkan diperlukan keandalan dan kelenturan tinggi pada penyediaan tenaga listrik.
Secara khusus sistem distribusi diharapkan bersifat user- friendly.
6.5 SDTL …
Salah satu fokus penelitian user-friendly sistem distribusi adalah FRIENDS (Flexible, Reliable, Inteligent ENergy Delivery Systems) dilakukan di Jepang.
FRIENDS akan mewujudkan sistem penyaluran daya bercirikan;
Ketidakterikatan (unbundled) kualitas daya pelayanan
Memperbaiki kelenturan konfigurasi sistem penyaluran
Memperbaiki tingkat keandalan sistem
Penjenjangan beban dan konservasi energi
Memperbaiki layanan informasi ke konsumen
Manajemen sisi pengguna (demand site management)
6.5 SDTL …
6.5 SDTL …
Referensi
1. Gonen, T. , 1987, Electric Power Distribution System Engineering, McGrow-Hill.
2. Kersting, William H., 2001, Distribution System Modeling and Analysis, CRC Press
3. Lakervi, E., E. J. Holmess, 1989, Electricity Distribution Network Design, Peter Peregrinus Ltd
4. Pabla, A. S., 1997, Electric Power Distribution 4th edition, Tata McGraw-Hill
5. Zhe Feng, Electric Distribution System Risk Assesment using Actual Utility Reliability Data, Master of Science in the Department of
Electrical Eng. Univ. Of Saskatchewan, Canada, Maret 2006
6. Lab. PE&EE Osaka University, Introduction of Laboratory PE&EE (Professor Toshifumi ISE) Departemant of Electrical Eng. Osaka University, Japan
7. What is the Future Power Delivery System (FRIENDS)
