TUGAS MAKALAH
SALURAN SUBTRANSMISI
DAN MACAM-MACAMNYA
Di Susun Oleh:
NAMA : MUHAMMAD FARUQ
NIM : 141341001
NAMA : SATYA INDRAWAN
NIM : 141341002
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA
PENDAHULUAN
Secara umum sistem distribusi adalah bagian dari sistem listrik antara sumber daya besar dan sakelar pelayanan konsumen
Sistem distribusi terdiri dari komponen berikut : 1. Sistem Subtransmisi
2. Gardu induk distribusi
3. Saluran primer atau distribusi 4. Transformator distribusi 5. Sirkit sekunder
6. Sambungan konsumen (service drops) Jaringan subtransmisi
Jaringan subtransisi berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dan sumberdaya besar menuju gardu induk yang terletak didaerah tertentu. Biasanya menggunakan tegangan tinggi (70-150 kV) ataupun tegangan extra tinggi (500 kV) dalam penyaluran tegangannya, hal dilakukan untuk berbagai alas an efisiensi, antara lain, penggunaan penampang penghantar menjadi lebih efisien karena arus yang mengalir akan menjadi lebih kecil, ketika tegangan tinggi diterapkan. Sedangkan Saluran transmisi menyalurkan daya yang besar dari pusat pembangkit listrik ke daerah beban atau antara dua lebih sistem
Struktur Jaringan subtansmisi
Bentuk jaringan distribusi mempunyai beberapa macam konfigurasi/ struktur, diantaranya adalah:
1. Struktur jaringan radial. 2. Struktur jaringan loop/ring. 3. Struktur jaringan grid/network. 4. Struktur jaringan spindle.
Struktur Jaringan Radial
Struktur jaringan radial merupakan bentuk jaringan yang paling banyak dan umum dipakai, terdiri atas fider (feeders) atau rangkaian tersendiri, yang seolah-olah keluar dari suatu sumber atau wilayah tertentu secara radial. Fider itu dapat juga dianggap sebagai terdiri atas suatu bagian utama dimana saluran samping atau lateral lain bersumber dan dihubungkan dengan transformator distribusi.
Struktur jaringan radial banyak dipakai terutama pada daerah dengan tingkat kerapatan bebannya rendah. Struktur jaringan ini mempunyai satu jalur daya ke beban, maka semua beban pada saluran itu akan kehilangan daya. Pada industri-industri, terutama industri yang besar banyak menggunakan struktur jaringan radial. Keuntungan utama dari sistem radial ini adalah bentuk sederhana dan biaya pertamanya rendah. Salah satu kelemahan sistem ini adalah kontinuitas pelayanannya kurang baik dan keandalannya rendah serta jatuh tegangan yang terjadi besar, terutama pada beban yang terdapat pada ujung saluran. Kerapatan arus yang besar pada jaringan tipe radial
ini terdapat pada saluran antara sumber daya dan gardu distribusi berikutnya dan yang terkecil pada bagian ujung saluran. Sesuai dengan tingkat kerapatan arusnya, maka besar penampang penghantar tersebut dapat berbeda-beda.
Struktur Jaringan Radial
Gambar
Sub transmisi tipe radial
Adapun keuntungan dan kerugian dari jaringan tipe ini adalah sebagai berikut: Keuntungannya:
1. Konstruksinya lebih sederhana.
2. Material yang digunakan lebih sedikit, sehingga lebih murah. 3. Sistem pemeliharaannya lebih murah.
Untuk penyaluran jarak pendek akan lebih murah Kelemahannya: 1. Keterandalan sistem ini lebih rendah.
2. Faktor penggunaan konduktor 100 %.
3. Makin panjang jaringan (dari Gardu Induk atau Gardu Hubung). 4. kondisi tegangan tidak dapat diandalkan.
6. Kapasitas pelayanan terbatas.
7. Bila terjadi gangguan penyaluran daya terhenti.
Struktur Jaringan Loop/Ring
Gambar
Struktur Jaringan Loop/Ring
Struktur jaringan primer loop/ring ini biasanya digunakan untuk melayani beban yang membutuhkan kontinuitas pelayanan yang lebih baik, seperti pabrik-pabrik dan bangunan-bangunan komersial yang mempunyai beban sedang dan besar. Pada prinsipnya struktur jaringan primer loop ini adalah jaringan yang dimulai dari satu titik sumber rel daya keliling ke daerah beban, kemudian kemnbali ke titik baban atau rel daya semula.
Struktur Jaringan Grid/Network
Gambar
Struktur jaringan grid/network ini terjadi bila ada beberapa gardu induk atau sumber daya yang saling berinterkoneksi sehingga setiap titik beban mempunyai beberapa kemungkinan menerima daya dari berbagai arah. Sistem jaringan ini mempunyai kualitas cukup baik bila dibandingkan dengan bentuk jaringan sistem radial ataupun bentuk loop/ ring. Sistem bentuk ini mempunyai beban dengan kerapatan yang cukup tinggi serta memerlukan pelayanan terus-menerus, tetapi kelemahan sistem ini pada biaya investasi yang cukup tinggi. Pada sistem bentuk ini jika salah satu feeder mendapat gangguan maka konsumen masih bias disuplai melalui feeder lainnya, disamping itu pada sistem ini digunakan primary network urut sebagai pengamannya yang terdiri dari :
1. Pemutus rangkaian utama (Main Circuit Breaker). 2. Pengaman jaringan (Network Protection).
3. Pemutus cabang (Breaker Feeder). 4. Perlengkapan lainnya.
Struktur Jaringan Spindle
Gambar
Struktur jaringan bentuk spindle ini adalah hasil perkembangan jaringan bentuk loop dipisah dan dengan cara menambahkan sebuah saluran cadangan serta gardu refleksi. Adapun tujuan daripada modifikasi sistem jaringan distribusi adalah untuk mendapatkan efisiensi sistem yang handal. Pada sistem ini saluran dari sumber yang ke gardu induk, diteruskan ke gardu refleksi atau disebut juga gardu hubung. Juga ada saluran bebas atau saluran langsung menuju gardu hubung.
Beban-beban dihubungka dengan beban, saluran ini merupakan saluran pengisi cadangan yang akan berfungsi apabila saluran pengisi utama mengalami gangguan. Pada keadaan operasi normal semua pemutus daya di gardu hubung adalah posisi terbuka, dengan tujuan bila terjadi gangguan pada saluran utama dan setelah diisolir maka beban yang lain pada saluran pengisi utama tersebut dapat dilayani melalui saluran cadangan dengan menutup pemutus daya di gardu hubung untuk saluran yang bersangkutan sehingga beban-beban tersebut hanya mengalami pemutusan sebentar. Pada prinsipnya struktur jaringan sistem spindle ini merupakan perkembangan dari jaringan loop terpisah.
Perencanaan penyaluran (transmission planning)
Perencanaan penyaluran (transmission planning) Diantarannya adalah memperhatikan pengembangan tansmisi dari tahun ke tahun, system transmisi, biaya pembebasan lahan yang dilalui transmisi, system interkoneksi, rangkaian instalasi transmisi, biaya konstruksi transmisi,sistem transmisi, dan lain-lain.
Gambar contoh konstruksi transmisi
Besaran besaran Transmisi
Jaringan transmisi didasarkan pada rangkaian listrik yang mempunyai besaran-besaran yang didistribusikan. Besaran-besaran tersebut adalah resistansi, induktansi dan kapasitansi. Besaran-besaran tersebut adalah seragam didistribusikan sepanjang jumlah panjang jaringan dan tidak mungkin dipusatkan pada satu titik. Jaringan sebuah transmisi ini tergantung pada sejumlah besaran-besaran tersebut. Oleh karena itu pengaruh dari besaran-besaran transmisi sangat penting untuk dipelajari. Besaran-besaran ini selalu ditunjukkan sebagai resistansi, induktansi dan kapasitansi per kilometer.
a. Reistansi (Tahanan) Sebuah Transmisi
Setiap penghantar listrik bersifat melawan arus yang mengalir pada penghantar tersebut. Ini disebut resistance (tahanan).
Besar kecilnya nilai tahanan penghantar tergantung dari panjang (l) dan luas penampang (A), seperti ditunjukkan oleh persamaan
b. Induktansi Sebuah Jaringan Transmisi
Suatu penghantar yang dilalui oleh arus listrik dikelilingi oleh garis gaya magnetik consentris. Dalam hal ini pada sistem ac, medan magnet yang timbul disekeliling penghantar tidak konstan, tetapi berubah-ubah dan melingkupi penghantar yang sama seperti dengan penghantar yang lain.
Oleh karena sebuah jaringan transmisi udara satu phasa terdiri dari dua buah penghantar yang sejajar dengan jarak d meter antara satu dengan yang lain ( d lebih besar dibanding dengan jari-jari penghantar r).
Tiap-tiap konduktor, jika dilalui arus listrik, dengan sendirinya akan timbul medan magnit yang mana garis-garis gaya seolah-olah berbentuk lingkaran konsisten yang berpusat pada pusat penghantar dan merambat tegak lurus pada sepanjang konduktor, beberapa garis gaya seolah-olah di dalam konduktor dan yang lain di luar.
c. Kapasitansi Sebuah Jaringan Transmisi
Dua buah konduktor yang dipisahkan oleh suatu medium adalah sebuah kapasitor. Dalam hal ini jaringan transmisi udaralah merupakan dua buah plate kapasitor yang dipisahkan oleh udara dengan yang lain. Kapasitansi ini didistribusikan sepanjang jaringan dan dipandang sebagai bentuk kondensator yang diserikan yang tersambung antar konduktor.
Bilamana suatu perbedaan tegangan dihubungkan pada jaringan, dengan demikian pada jaringan transmisi akan ada arus leading yang mengalir walaupun jaringan transmisi belum dibebani, arus ini sering disebut Charging Current (IC). Besarnya
charging current tergantung pada besarnya tegangan transmisi, kapasitansi jaringan dan frekuensi a.c supplay.
Keuntungan yang lain dari sebuah jaringan transmisi yang mempunyai kapasitansi yang tinggi adalah menambah kapasitas beban dan memperbaiki faktor daya.
Sebuah jaringan transmisi udara 1 phase dengan 2 buah konduktor yang paralel masing-masing mempunyai jari-jari r meter dan ditempatkan di udara dengan jarak d meter (dianggap d lebih panjang dibandingkan r). Jika konduktor A mempunyai sebuah muatan + Q farad per meter maka konduktor B akan mempunyai sebuah muatan –Q farad per meter.
Karakteristik Mekanik Jaringan Transmisi 1. Underground atau overhead
Jaringan overhead lebih banyak digunakan, karena dengan menggunakan udara sebagai isolasi kabel, kabel lebih murah serta biaya instalasi lebih sederhana dan mudah. Dibanyak negara berkembang kabel tanpa isolasi lebih banyak tersedia daripada kabel underground (bawah tanah).
Kabel tanpa isolasi lebih beresiko terhadap petir dan pohon yang tumbang. Daerah sepanjang jalur kabel harus bebas dari tumbuhan dan harus diperiksa secara periodik. Tiang listrik mungkin memiliki usia yang terbatas dan harus diganti mungkin sekitar 15 tahun sekali. Selain itu jaringan overhead kurang efisien daripada underground untuk ukuran konduktor yang ditentukan, hal ini karena jarak yang lebar antara konduktor meningkatkan kerugian induktif.
Kabel underground harus disolasi dengan baik dan terlindungi dari pergerakan tanah, penggalian tanah, bangunan baru, dll. Sekali dipasang, seharusnya jaringan 29
harus bekerja tanpa perawatan sampai material isolasi rusak, biasanya lebih lama dari 50 tahun. Perhitungan untuk jaringan overhead dan underground pada dasarnya sama.
Tetapi implikasi biaya dan perawatan harus benar-benar diperhatikan. Berdasarkan pengalaman dan beberapa aspek teknis serta ekonomis, untuk di Indonesia lebih baik dipakai jaringan overhead (udara).
Jaringan transmisi udara pada dasarnya mempunyai komponen utama penghantar, tiang dan isolator.
Pertimbangan yang pertama dalam merancang bangun jaringan adalah listriknya. Penghantar yang dipakai harus sesuai, sehingga jika jaringan dipakai untuk menyalurkan tenaga listrik tidak timbul panas yang berlebihan atau rugi tegangan yang besar. Isolasinya juga harus sesuai dengan sistem tegangan yang digunakan, semakin besar sistem tegangan yang dipakai menuntut pula isolasi yang lebih besar. Rancang bangun mekanik juga harus dipertimbangkan, sebagai contoh penghantar dan tiang jaringan yang dipakai harus cukup kuat untuk menahan beban mekanik.
