TEKNIK TENAGA
LISTRIK
Disusun oleh :
Haby Junda 073001500050
Hans Kristian 073001500051
Intan Permata Sari 07300150005
Irvan Bayu 07300150005
Teknik Pertambangan
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena kami(Haby Junda, Hans Kristian, Intan Permata, dan Irvan Bayu) dapat menyelesaikan makalah Teknik Tenaga Listrik ini. Tidak lupa kami secara khusus berterima kasih kepada Bapak Ishak Kasim selaku Dosen Teknik Tenaga Listrik Prodi Pertambangan, Fakultas Ilmu Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti yang telah mengajarkan dan membimbing kami dengan amat baik sehingga kami dapat menyelesaikan makalah Teknik Tenaga Listrik ini dengan semaksimal mungkin.
Makalah ini juga akan membuat kami lebih dapat mengerti dengan lebih baik tentang Teknik Tenaga Listrik. Secara garis besar makalah ini membahas tentang system tenaga listrik dan tegangan tahanan.
Kami berharap, makalah Teknik Tenaga Listrik ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca pembacanya. Maaf bila ada kata atau pengetikan yang kurang tepat untuk dibaca.
Terima Kasih dan Selamat Membaca
Semoga bermanfaat.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... 2
DAFTAR ISI ... 3
PENDAHULUAN ... 4
BAB I SISTEM TENAGA LISTRIK ... 5
1. SISTEM PEMBANGKIT ... 6
2. SISTEM PENYALURAN ... 7
a. Saluran Transmisi ... 7
b. Saluran Distribusi ... 8
3. SISTEM PENGGUNA TENAGA LISTRIK ... 9 a. Sub-sistem Pembangkitan ... 10
b. Sub-sistem Transmisi ... 11
c. Sub-sistem Distribusi ... 11
BAB II TEGANGAN TAHANAN ... 13
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara berkembang yang ditandai dngan banyaknya teknologi yang dikembangkan di negara ini. Teknologi ini dikembangkan dengan berbagai ragam. Dari awal yang paling sederhana dan sampai pada teknologi saat ini.
Pada awal sejarah, manusia menggunakan potensi tenaga air yang dimanfaatkan untuk memenuhi keperluan pertukangan dan penggilingan. Selanjutnya pada awal abad ke-13 manusia mulai memanfaatkan batu barauntuk keperluan pemasanan dan memasak. Minyak bumi dimanfaatkan oleh manusia pada awal abad ke-19 untuk pemanasan dan penerangan, selanjutnya minyak bumi ini diolah dan dijadikan bahan bakar minyak yang mana banyak dimanfaatkan sebagai bahan bakar kendaraan. Akan tetapi, batu bara danminyak bumi lama kelamaan akan habis, oleh karena itu manusia berupaya untuk membuat energi terbarukan yang mana energi tersebut bukan dari batubara maupun minyak bumi (bahan bakar fosil).
Beberapa contoh energi terbarukan tersebut adalah energi yang berasal dari tenaga surya, tenaga air, tenaga angin, yang mana tenaga-tenaga tersebut diubah menjadi energi listrik yang banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan manusia.
BAB I
SISTEM TENAGA LISTRIK
PENGERTIAN SISTEM TENAGA LISTRIK
Secara umum, pengertian Sistem Tenaga Listrik adalah sekumpulan Pusat Listrik dan Gardu Induk (Pusat Beban) yang satu sama lain dihubungkan oleh sistem penyaluran (transmisi dan distribusi) sehingga merupakan satu kesatuan sistem. Maka pada umumnya batasan terhadap suatu sistem tenaga listrik yang lengkap mengandung 3 unsur.
3 unsur tersebut adalah :
Sistem Pembangkitan Sistem Penyaluran
1. SISTEM PEMBANGKITAN
Sistem Pembangkitan adalah salah satu bagian utama dalam struktur sistem tenaga listrik, pembangkit pada sistem tenaga listrik mempunyai peran untuk menghasilkan energi listrik. Sumber energi utama pada pembangkit berasal dari sumber energi primer yang tersedia dari alam, kemudian dikonversikan menjadi energi listrik. Generator termasuk bagian yang penting dalam sistem pembangkitan, pada generator akan mengkonversikan energi listrik menjadi energi listrik
melalui porosnya. Secara umum pembangkit tenaga listrik ditunjang oleh beberapa fasilitas yang terpadu dan saling berinteraksi, yaitu instalasi listrik, sistem pemakaian sendiri, sistem mekanik, bangunan sipil, fasilitas pelengkap, peralatan kontrol, dan komponen bantu lainnya.
2. SISTEM PENYALURAN
Sistem Penyaluran adalah salah satu bagian utama dalam struktur sistem tenaga listrik yang berperan untuk mengirimkan daya listrik mulai dari pembangkitan kemudian disalurkan melalui jaringan transmisi, dan disalurkan ke instalasi pengguna tenaga listrik dengan menggunakan saluran distribusi.
Sistem Penyaluran terbagi dua yaitu :
a. Saluran Transmisi b. Saluran Distribusi
a. Saluran Transmisi
b. Saluran Distribusi
Saluran Distribusi adalah sistem penyaluran tenaga listrik yang beroperasi pada tegangan Tegangan Menengah (TM) dan Tegangan Rendah (TR).
Jaringan Distribusi Primer
Sistem Distribusi Primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat kehandalan yang diinginkan dan kondisi serta kondisi serta situasi lingkungan. Sistem distribusi primer dibatasi dari sisi sekunder trafo step down TT/ TM di gardu induk sampai ke sisi primer trafo distribusi (trafo step down TM/TR).
Jaringan Distribusi Sekunder
3. INSTALASI PENGGUNA TENAGA LISTRIK
Dalam sistem tenaga listrik yang dimaksud dengan Instalasi Pengguna Tenaga Listrik adalah semua instalasi pengguna yang memerlukan tenaga listrik dalam pengoperasiannya. Instalasi pengguna tenaga listrik yang terpasang pada umumnya letaknya jauh dari pusat listrik dan populasinya menyebar ke berbagai tempat sehingga untuk memanfaatkan energi listrik yang telah dibangkitkan diperlukan saluran atau jaringan listrik. Oleh karena itu, untuk menunjang proses penyaluran energi secara memadai maka dibutuhkan sistem transmisi dan sistem distribusi yang baik agar beban-beban yang tersebar mendapat kiriman tenaga listrik sesuai dengan kebutuhannya.
Sistem Tenaga Listrik adalah sistem penyediaan tenaga listrik yang terdiri dari beberapa pembangkit atau pusat listrik terhubung satu dengan lainnya oleh jaringan transmisi dengan pusat beban atau jaringan distribusi.
Sistem Tenaga Listrik terdiri atas 3 Sub-sistem :
a. Sub-sistem Pembangkitan
b. Sub-sistem Transmisi
c. Sub-sistem Distribusi
Penyampaian Listrik ke Konsumen
Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik berfungsi membangkitkan energi listrik melalui berbagai macam pembangkit tenaga listrik (PLTA, PLTU, PLTD, PLTP, PLTG, dsb). Pada Pembangkit Tenaga Listrik ini sumber-sumber energi alam dirubah oleh penggerak mula menjadi energi mekanis yang berupa kecepatan atau putaran, selanjutnya energi mekanis tersbut di rubah menjadi energi listrik oleh generator.
Proses perubahan energi primer menjadi listrik pada pembangkit adalah sebagai berikut :
1. Pada PLTU : Bahan bakar yang berasal dari fossil : batubara, minyak bumi, gas alam, dipakai sebagai bahan bakar untuk memanaskan air dan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin uap.
2. Pada PLTD atau PLTG : Bahan bakar minyak atau gas alam dipakai untuk menggerakkan mesin diesel atau turbin gas.
3. Pada PLTN : bahan galian uranium atau thorium, menghasilkan reaksi yang mengeluarkan panas dan memproduksi uap air untuk memutar turbin uap.
4. Pada PLTA : energi potensial air diubah menjadi energi kinetic dan selanjutnya energi mekanik memutar turbin air.
5. Pada PLTB (Bayu) : Tenaga angin dipakai untuk memutar turbin.
6. Pada PLTS (Surya) : Sinar matahari pada sel fotovoltaik menghasilkan arus listrik.
b. SUB-SISTEM TRANSMISI
Sub-Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi. Agar rugi-rugi energi listrik (losses) berkurang, maka energi listrik tersebut ditransmisikan dengan saluran transmisi tegangan tinggi(150 kV) maupun tegangan ekstra tinggi(500 kV).
Jaringan Jawa Bali Madura (status 2010)
c. SUB- SISTEM DISTRIBUSI
Sub-Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen ( pabrik, industri, perumahan dan sebagainya). Listrik yang berasal dari saluran transmisi dengan tegangan Tinggi atau Ekstra Tinggi, pada pada gardu induk diubah menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer, yang selanjutnya diturunkan lagi menjadi tegangan rendah untuk konsumen
Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 kV. Sedangkan tegangan rendah adalah 380/220 V.
Jaringan antara pusat listrik dengan GI disebut jaringan transmisi. Sedangkan setelah keluar dari GI biasa disebut jaringan distribusi,. Listrik yang disalurkan melalui jaringan distribusi primer maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah 380/220 Volt , kemudian disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) PLN melalui sambungan rumah.
BAB II
TEGANGAN TAHANAN
Variasi rumus daya (P)
Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.
Variasi rumus tegangan (V)
Variasi rumus arus (I)
Tahanan/beban/resistansi adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm:
Variasi rumus tahanan (R)
Dari gambar di atas, dapat diumpamakan bahwa tegangan/beda potensial sama seperti ketinggian titik atas air dalam tandon dengan dasar bak mandi, air diumpakan sebagai arus, bak mandi diumpamakan sebagai tahanan/beban/resistor dan daya diumpamakan tenaga semprotan air yang dihasilkan oleh perpaduan tinggi tandon air dan air itu sendiri. Untuk memudahkan penerapan rumus daya, arus dan tegangan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Bagaimanakah arus bisa mengalir
Seperti telah diuraikan pada analogi tandon air di atas bahwa air akan mengalir jika posisi titik atas air dalam tandon air lebih tinggi dari bak mandi, bayangkan jika posisi titik atas air sejajar dengan posisi bak mandi. Arus hanya dapat mengalir jika ada tegangan/beda potensial. Sumber arus sampai saat ini umumnya berasal dari PLN, sedangkan arus listrik di daerah Jawa Tengah ini disupply dari pembangkit listrik Karangkates yang ada di daerah Malang. Untuk bisa mengalirkan arus sampai daerah Jawa Tengah, maka harus diberi tegangan yang sangat besar (sekitar 500.000 V) melalui sebuah jalur kabel yang dinamakan Sutet (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi), walaupun begitu tetap setelah jarak tertentu saluran sutet ini tegangannya harus dinaikkan kembali melalui sebuah gardu listrik (menggunakan trafo Step-up) dikarenakan karena pengaruh hambatan, panjang, dan luas penampang penghantar (kabel) akan mempengaruhi penurunan tegangan. Arus listrik adalah suatu energi yang ditimbulkan akibat perpindahan elektron dari suatu unsur.
Untuk memudahkan analisa arah arus arus akan mengalir dari kutub positif (+) menuju ke kutub negatif (-), sedangkan elektron bergerak berbalikan arah dengan arah arus yang mengalir dari kutub negatif (-) menuju kutub positif (+) .
Gambar arah arus dan arah elektron
pistol, maka air tidak akan keluar. Tekanan pada alat picu pistol itu dapat diasumsikan sebagai tegangan.
Jenis-Jenis tegangan
1. Tegangan AC (Alternating Current) adalah tegangan yang besarnya selalu berubah-ubah secara periodik. Tegangan AC dapat dilihat dengan menggunakan CRO (Cathode Ray Oscilloscope). Contoh : tegangan PLN memiliki besar 220 VAC dengan periode ayunan 50-60 kali per detik atau biasa dalam bahasa teknik dituliskan dengan istilah frekuensi = 50-60Hz. Oleh karena itu orang yang kesetrum tegangan AC rasanya seperti bergetar dan bergoyang inul.
Gambar tegangan AC ideal/sempurna tanpa cacat
2. Tegangan DC (Direct Current) adalah tegangan yang memiliki besar tetap (tidak berubah) secara periodik. Contoh tegangan keluaran dari adaptor, tegangan keluaran dari Power Supply komputer dll. Oleh karena itu orang yang kesetrum tegangan DC rasanya seperti dicubit tanpa merasakan getaran.
Gambar tegangan DC ideal/sempurna
Gambar tegangan DC dilihat dari CRO
1. Pada saat kita membeli lampu, kita mau mengatakan mau membeli lampu 15 watt. Berapakah arus yang mengalir pada lampu tersebut jika lampu tersebut dinyalakan ?
JAWAB
Diketahui :
Daya (P) = 15 watt; tegangan (V) = 220 V (dikarenakan sumber tegangan listri dari PLN), maka rumus yang berlaku :
sehingga,
