kisi kisi uas pembangkit

(1)

Macam Peralatan Saklar Tegangan Tinggi

Saklar tegangan tinggi adalah perangkat penting dalam sistem kelistrikan yang berfungsi untuk mengalihkan, mengontrol, dan melindungi peralatan listrik pada tingkat tegangan yang tinggi. Berikut adalah beberapa jenis peralatan saklar tegangan tinggi yang umum digunakan:

1. Pemutus Sirkuit Tegangan Tinggi (High Voltage Circuit Breaker):

 Berfungsi untuk memutuskan aliran listrik pada kondisi gangguan atau kelebihan beban. Pemutus sirkuit ini dapat dioperasikan secara manual atau otomatis dan dirancang untuk menangani arus tinggi.

2. Sakelar Beban Tegangan Tinggi (High Voltage Load Switch):

 Digunakan untuk menghidupkan atau mematikan beban listrik pada sistem tegangan tinggi. Saklar ini dirancang untuk mengatasi beban penuh dan sering dilengkapi dengan mekanisme pengaman.

3. Sakelar Pemisah Tegangan Tinggi (High Voltage Disconnect Switch):

 Berfungsi untuk memutus sambungan antara peralatan dan jaringan listrik, biasanya digunakan saat pemeliharaan. Saklar pemisah tidak dirancang untuk memutuskan arus beban, tetapi memberikan isolasi yang aman.

4. Sakelar Pembumian (Earthing Switch):

 Digunakan untuk menghubungkan peralatan ke tanah sebagai langkah keselamatan sebelum pemeliharaan dilakukan. Saklar ini memastikan bahwa tidak ada potensi listrik yang tersisa di peralatan yang sedang diperbaiki.

5. Sakelar Berinsulasi Gas (Gas Insulated Switchgear - GIS):

 Menggunakan gas sebagai media isolasi, GIS sangat kompak dan cocok untuk area dengan ruang terbatas. Saklar ini memiliki kinerja isolasi yang baik dan tahan terhadap kondisi lingkungan yang ekstrem.

6. Sakelar Tertutup Logam (Metal-Enclosed Switchgear):

 Merupakan sistem saklar yang dilindungi oleh struktur logam, memberikan perlindungan tambahan terhadap gangguan eksternal dan meningkatkan keamanan operasional.

7. Sakelar Pengatur Frekuensi (Frequency Converter Switch):

 Digunakan dalam sistem yang memerlukan konversi frekuensi untuk mengoperasikan peralatan tertentu, seperti motor listrik.

8. Sakelar Otomatis (Automatic Transfer Switch):

 Memungkinkan pengalihan beban dari satu sumber daya ke sumber lainnya secara otomatis, sering digunakan dalam sistem cadangan seperti genset.

9. Sakelar Pneumatik (Pneumatic Switch):

 Menggunakan tekanan udara untuk mengoperasikan saklar, umumnya digunakan dalam aplikasi industri di mana kontrol jarak jauh diperlukan.

(2)

10. Sakelar Beban Gas Padat (Solid Insulated Load Switch):

 Menggunakan material isolasi padat untuk memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap kebocoran arus dan gangguan luar.

Setiap jenis saklar tegangan tinggi memiliki fungsi dan aplikasi spesifik yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem kelistrikan, sehingga penting untuk memilih jenis saklar yang tepat sesuai dengan kondisi operasional dan persyaratan keselamatan yang berlaku.

Sistem Proteksi Pembangkit Listrik

Sistem proteksi dalam pembangkit listrik merupakan komponen penting yang berfungsi untuk menjaga keamanan dan keandalan operasional sistem kelistrikan. Tujuan utama dari sistem proteksi adalah untuk mendeteksi gangguan, mencegah kerusakan pada peralatan, dan memastikan kontinuitas pasokan listrik.

Berikut adalah beberapa aspek penting mengenai sistem proteksi pada pembangkit listrik.

Pengertian dan Tujuan Sistem Proteksi

Sistem proteksi adalah sistem pengaman yang dirancang untuk mencegah atau membatasi kerusakan akibat gangguan yang terjadi dalam jaringan kelistrikan. Sistem ini berfungsi untuk mengisolasi bagian yang mengalami gangguan dari jaringan utama, sehingga tidak menyebabkan kerusakan lebih lanjut pada peralatan lainnya. Gangguan yang umum terjadi dalam sistem distribusi tenaga listrik meliputi hubung singkat, arus lebih, dan gangguan tanah.

Macam-Macam Alat Proteksi

Beberapa jenis alat proteksi yang digunakan dalam sistem pembangkit listrik meliputi:

1. Pengaman Lebur (Fuse): Melindungi saluran dan peralatan dari gangguan hubung singkat dengan cara memutuskan aliran listrik saat arus melebihi batas tertentu.

2. Over Current Relay (OCR): Berfungsi sebagai pengaman utama terhadap gangguan hubung singkat antar fasa dan hubungan tanah.

3. Ground Fault Relay (GFR): Melindungi sistem dari gangguan hubung tanah, baik pada sistem yang ditanahkan langsung maupun melalui tahanan.

4. Recloser: Alat pelengkap yang dapat mengatasi gangguan temporer dengan cara menghidupkan kembali aliran listrik setelah pemutusan.

5. Pemisah Manual: Digunakan untuk memutus sambungan secara manual untuk mengurangi area pemadaman akibat gangguan.

6. Automatic Sectionalizer (AS): Memutus sambungan secara otomatis untuk membatasi area yang padam akibat gangguan.

7. Transformator Arus: Mengalirkan arus dari sistem tenaga listrik menuju relai untuk deteksi gangguan.

8. Relai Pengaman: Elemen sensor yang mendeteksi arus abnormal dan memberikan sinyal untuk memutuskan aliran listrik.

9. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker): Mengisolasi area yang terganggu dalam sistem kelistrikan saat terdeteksi adanya gangguan.

(3)

Persyaratan Sistem Proteksi

Sistem proteksi harus memenuhi beberapa persyaratan penting, antara lain:

 Kepekaan: Relai harus peka untuk mendeteksi gangguan meskipun dalam kondisi deviasi minimum, sehingga dapat melindungi peralatan secara efektif.

 Keandalan: Sistem harus dapat beroperasi dengan baik dalam berbagai kondisi tanpa menyebabkan pemadaman listrik yang tidak perlu.

 Waktu Respons: Sistem proteksi harus mampu merespons dengan cepat terhadap kondisi abnormal untuk meminimalkan kerusakan pada peralatan.

Kesimpulan

Sistem proteksi pada pembangkit listrik sangat penting untuk menjaga keandalan operasional dan keamanan jaringan kelistrikan. Dengan menggunakan berbagai alat proteksi yang sesuai dan memenuhi persyaratan tertentu, risiko kerusakan akibat gangguan dapat diminimalkan, sehingga pasokan tenaga listrik dapat tetap terjaga dengan baik. Implementasi sistem proteksi yang efektif akan berkontribusi pada keberlanjutan dan efisiensi operasional pembangkit listrik secara keseluruhan.

Alat Pentanahan

Pentanahan adalah sistem yang penting dalam instalasi listrik untuk melindungi peralatan dan manusia dari gangguan listrik, seperti arus lebih, petir, dan gangguan lainnya. Berikut adalah beberapa jenis alat pentanahan yang umum digunakan:

1. Batang Pentanahan (Grounding Rod):

 Batang pentanahan adalah elektroda yang ditancapkan ke dalam tanah untuk menyediakan jalur bagi arus listrik ke bumi. Biasanya terbuat dari tembaga atau baja yang dilapisi tembaga untuk meningkatkan konduktivitas dan ketahanan korosi.

Batang ini dapat berupa batang tunggal atau beberapa batang yang dihubungkan.

2. Kabel BC (Bare Copper Cable):

 Kabel BC adalah jenis kabel tembaga tanpa pelindung yang digunakan untuk sambungan grounding. Kabel ini tidak dianjurkan digunakan sebagai penghantar fase listrik karena dapat berbahaya jika terkena sentuhan langsung.

3. Bus Bar:

 Bus bar adalah batang konduktor yang biasanya terbuat dari tembaga, digunakan untuk menghubungkan beberapa kabel grounding dengan elektroda pentanahan. Bus bar berfungsi sebagai titik distribusi arus dari sistem pentanahan ke peralatan yang dilindungi.

4. Bak Kontrol (Control Box):

 Bak kontrol berfungsi sebagai tempat interkoneksi antara kabel grounding dan elektroda pentanahan. Bak ini juga digunakan untuk pengukuran nilai tahanan tanah setelah sistem pentanahan dipasang.

5. Alat Pengukur Tahanan Pentanahan (Earth Resistance Tester):

(4)

 Alat ini digunakan untuk mengukur tahanan sistem pentanahan, memastikan bahwa nilai tahanan berada dalam batas yang aman dan efektif. Pengukuran ini penting untuk memastikan bahwa sistem pentanahan dapat berfungsi dengan baik dalam melindungi peralatan listrik.

6. Ground Rod Drilling Head:

 Alat ini membantu mempercepat proses penancapan batang grounding ke dalam tanah dengan cara memudahkan penetrasi batang ke dalam tanah.

7. Copper Butter Connector:

 Digunakan untuk menyambung kabel grounding, memastikan sambungan yang kuat dan aman antara kabel-kabel dalam sistem pentanahan.

Kesimpulan

Alat pentanahan memiliki peranan penting dalam menjaga keselamatan sistem kelistrikan dan melindungi peralatan serta pengguna dari risiko gangguan listrik. Dengan pemilihan dan pemasangan alat pentanahan yang tepat, sistem kelistrikan dapat beroperasi dengan lebih aman dan efisien.

Kisi-Kisi Ujian: Sepuluh Pembangkit Listrik

Berikut adalah kisi-kisi ujian mengenai sepuluh jenis pembangkit listrik, termasuk cara kerja masing-masing dan perhitungannya:

1. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

 Cara Kerja: Memanfaatkan energi potensial dari air yang jatuh untuk memutar turbin. Air dari bendungan mengalir melalui pipa menuju turbin, yang kemudian menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

 Perhitungan:

P=η×ρ×g×Q×h P=η×ρ×g×Q×h

 PP = daya (W)

 ηη = efisiensi turbin

 ρρ = densitas air (kg/m³)

 gg = percepatan gravitasi (9.81 m/s²)

 QQ = debit aliran air (m³/s)

 hh = tinggi jatuh air (m) Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

 Cara Kerja: Menggunakan bahan bakar untuk memanaskan air dalam boiler hingga menjadi uap. Uap ini digunakan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator.

(5)

P=m×hP=m×h

 PP = daya (W)

 mm = massa uap yang dihasilkan per detik (kg/s)

 hh = entalpi uap (kJ/kg) 3. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

 Cara Kerja: Menggunakan panas dari reaksi nuklir dalam reaktor untuk menghasilkan uap yang memutar turbin dan menghasilkan listrik.

P=Q/tP=Q/t

 PP = daya (W)

 QQ = jumlah panas yang dihasilkan (J)

 tt = waktu (s) 4. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

 Cara Kerja: Menggunakan gas alam yang dibakar untuk menghasilkan gas panas yang menggerakkan turbin gas untuk menghasilkan listrik.

P=η×QP=η×Q

 PP = daya (W)

 ηη = efisiensi sistem

 QQ = energi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (kJ) Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)

 Cara Kerja: Mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik menggunakan panel fotovoltaik.

P=A×G×ηP=A×G×η

 PP = daya (W)

 AA = luas panel surya (m²)

 GG = radiasi matahari (W/m²)

 ηη = efisiensi panel surya 6. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

 Cara Kerja: Memanfaatkan panas dari dalam bumi untuk menghasilkan uap yang memutar turbin dan menghasilkan listrik.

(6)

P=m×hP=m×h

 PP = daya (W)

 mm = massa fluida panas yang digunakan per detik (kg/s)

 hh = entalpi fluida panas (kJ/kg) 7. Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTB)

 Cara Kerja: Menggunakan energi kinetik dari angin untuk memutar baling-baling turbin, yang kemudian menggerakkan generator untuk menghasilkan listrik.

P=12×ρ×A×v3P=21×ρ×A×v3

 PP = daya (W)

 ρρ = densitas udara (kg/m³)

 AA = luas area penangkapan angin (m²)

 vv = kecepatan angin (m/s) 8. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

 Cara Kerja: Menggunakan mesin diesel untuk menggerakkan generator listrik.

Daya dapat dihitung berdasarkan konsumsi bahan bakar dan efisiensi mesin, seringkali menggunakan rumus:

Poutput=ηengine×QfuelPoutput=ηengine×Qfuel Di mana:

 QfuelQfuel: Energi dari bahan bakar yang digunakan.

9. Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBm)

 Cara Kerja: Mengubah bahan organik menjadi energi melalui proses pembakaran atau fermentasi untuk menghasilkan listrik.

Daya dapat dihitung berdasarkan jumlah biomassa dan nilai kalorinya:

Poutput=m×CV×ηPoutput=m×CV×η Di mana:

 CVCV: Nilai kalor biomassa.

10. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

 Cara Kerja: Memanfaatkan aliran air kecil untuk menghasilkan listrik, biasanya di daerah terpencil.

(7)

Serupa dengan PLTA, tetapi dengan skala lebih kecil:

P=η×Q×hP=η×Q×h

Perhitungan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBm), dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

Berikut adalah penjelasan mengenai perhitungan untuk masing-masing jenis pembangkit listrik:

1. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

Cara Kerja: PLTD menggunakan mesin diesel untuk menggerakkan generator yang menghasilkan listrik.

Mesin diesel membakar bahan bakar untuk menghasilkan energi mekanik, yang kemudian diubah menjadi energi listrik.Perhitungan:

 Daya Output:

Poutput=η×QfuelPoutput=η×Qfuel

 PoutputPoutput = daya yang dihasilkan (kW)

 ηη = efisiensi mesin diesel (misalnya, 0.85)

 QfuelQfuel = energi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (kJ)

 Konsumsi Bahan Bakar:

Konsumsi Bahan Bakar=SFC×PoutputKonsumsi Bahan Bakar=SFC×Poutput

 SFCSFC = Specific Fuel Consumption (liter/kWh), misalnya 0.28 liter/kWh Contoh:

Jika PLTD memiliki daya output sebesar 500 kW dan SFC adalah 0.28 liter/kWh:

Konsumsi Bahan Bakar=0.28 liter kWh×500 kW=140 liter jamKonsumsi Bahan Bakar=0.28liter kWh×500k W=140liter jam

2. Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa (PLTBm)

Cara Kerja: PLTBm mengubah bahan organik menjadi energi melalui proses pembakaran atau fermentasi untuk menghasilkan listrik.Perhitungan:

Poutput=m×CV×ηPoutput=m×CV×η

 mm = massa biomassa yang digunakan per detik (kg/s)

 CVCV = nilai kalor biomassa (kJ/kg)

 ηη = efisiensi konversi energi Contoh:

Jika massa biomassa yang digunakan adalah 100 kg/jam dengan nilai kalor sebesar 18,000 kJ/kg dan efisiensi konversi adalah 0.75:

Poutput=(100 kg jam/3600)×18000 kJ kg×0.75Poutput=(100kg jam/3600)×18000kJ kg×0.75

(8)

Poutput=(0.0278)×18000×0.75=373.5 kWPoutput=(0.0278)×18000×0.75=373.5kW 3. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

Cara Kerja: PLTMH memanfaatkan aliran air kecil untuk menghasilkan listrik dengan cara yang mirip dengan PLTA, tetapi pada skala yang lebih kecil.Perhitungan:

P=η×Q×hP=η×Q×h

 PP = daya (W)

 ηη = efisiensi turbin

 QQ = debit aliran air (m³/s)

 hh = tinggi jatuh air (m) Contoh:

Jika debit aliran air adalah 0.5 m³/s, tinggi jatuh air adalah 10 m, dan efisiensi turbin adalah 0.7:

P=0.7×(1000 kg m )×(9.81 m s )×(0.5 m s)×(10 m)P=0.7×(1000kg m )×(9.81m s )×(0.5m s)×(10m) P=0.7×1000×9.81×0.5×10=34335 W=34.3 kWP=0.7×1000×9.81×0.5×10=34335W=34.3kW