229189262 9 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

PT PLN (Persero)Jasa Pendidikan dan Pelatihan Sistem Distribusi Tenaga Listrik

09. SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

9.1. SISTEM TENAGA LISTRIK.

Sistem Tenaga Listrik dikatakan sebagai kumpulan/gabungan yang terdiri dari komponen-

komponen atau alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi

dan beban yang saling berhubungan dan merupakan satu kesatuan sehingga membentuk suatu

sistem.

Gambar : 09.1.1. Sistem Tenaga listrik

TRANSMISSIONLINES

SUBSTATION

BIG INDUSTRIES

LOW VOLTAGELINE

DISTRIBUTIONTRANSFORMER

MEDIUM VOLTAGE LINES

SMALL INDUSTRIES MALL

MIDDLE INDUSTRIES

PUBLIC ROADLAMP

POWER PLANT

HOUSING

1


Didalam dunia kelistrikan sering timbul persoalan persoalan teknis, dimana tenaga listrik pada

umumnya dibangkitkan pada tempat-tempat tertentu yang jauh dari kumpulan pelanggan,

sedangkan pemakai tenaga listrik atau pelanggan tenaga listrik tersebar disegala penjuru

tempat, Dengan demikian maka penyampaian tenaga listrik dari tempat dibangkitkannya yang

disebut pusat tenaga listrik sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan

teknis. Dengan menggunakan Blok diagram sistem tenaga listrik dapat digambarkan sebagai

berikut :

Unit Pembangkitan

Unit Transmisi

Gardu Induk distribusi

G Trf PMT

Unit Distribusi

PMT

Konsumen Besar Konsumen Umum

Gen

erat

or

Tra

nsfo

rmat

or

Pem

utus

T

enag

a

Dis

trib

usi

Pr

imer

D

istr

ibus

i

seku

nder

Gambar 09.1.2

Tenaga Listrik dibangkitkan di Pusat-pusat Tenaga Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG,

PLTGU, PLTP dan PLTD kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih

dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan (step up transformer) yang

ada di Pusat Listrik.

Pemberian nama PLTA PLTU PLTP dan sebagainya yang umum diberikan kepada unit

pembangkit listrik di lingkungan PLN didasarkan atas nama tenaga penggerak mulanya. PLTA

misalnya dimana mesin pembangkit listriknya (generator) yang ada di kawasan tersebut

digerakan atau diputarkan oleh suatu turbin penggerak yang berputar karena digerakan oleh

pergerakan aliran air (turbin air) demikian juga halnya dengan PLTU mesin pembangkit

listriknya digerakan oleh turbin uap.

2


Saluran tenaga listrik yang menghubungkan pembangkitan dengan gardu induk (GI) dikatakan

sebagai saluran transmisi karena saluran ini memakai standard tegangan tinggi dikatakan

sebagai saluran transmisi tegangan tinggi yang sering disebut dengan singkatan SUTT.

Dilingkungan operasional PLN saluran transmisi terdapat dua macam nilai tegangan yaitu

saluran transmisi yang bertegangan 70 KV dan saluran transmisi yang bertegangan 150 KV

dimana SUTT 150 KV lebih banyak digunakan dari pada SUTT 70 KV. Khusus untuk

tegangan 500 KV dalam praktek saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi. yang disingkat

dengan nama SUTET

Pada saat ini masih ada beberapa saluran transmisi dengan tegangan 70 KV namun tidak

dikembangkan lagi oleh PLN. Saluran transmisi ada yang berupa saluran udara dan ada pula

yang berupa saluran kabel tanah. Karena saluran udara harganya jauh lebih murah

dibandingkan dengan kabel tanah maka saluran transmisi PLN kebanyakan berupa saluran

udara. Kerugian dari saluran udara dibandingkan dengan saluran kabel tanah adalah saluran

udara mudah terganggu oleh gangguan yang ditimbulkan dari luar sistemnya , misalnya karena

sambaran petir, terkena ranting pohon , binatang, layangan dan lain sebagainya

Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga listrik di

Gardu Induk (GI) sebagai pusat beban untuk diturunkan tegangannya melalui trans formator

penurun tegangan (step down transfomer) menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut

sebagai tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20

KV, 12 KV dan 6 KV.. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer

PLN yang berkembang adalah 20 KV

Jaringan distribusi primer yaitu jaringan tenaga listrik yang keluar dari GI baik itu berupa

saluran kabel tanah, saluran kabel udara atau saluran kawat terbuka yang menggunakan

standard tegangan menengah dikatakan sebagai Jaringan Tegangan Menengah yang sering

disebut dengan singkatan JTM dan sekarang salurannya masing masing disebut SKTM untuk

jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel tanah, SKUTM untuk jaringan

tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel udara dan SUTM untuk jaringan

tegangan menengah yang menggunakan saluran kawat terbuka. Setelah tenaga listrik

disalurkan melalui jaringan distribusi primer maka kemudian tenaga listrik diturunkan

3


tegangannya dengan menggunakan trafo distribusi (step down transformer) menjadi tegangan

rendah dengan tegangan standar 380/220 Volt atau 220/

127 Volt dimana standar tegangan 220/127 Volt pada saat ini tidak diberlakukan lagi

dilingkungan PLN. Tenaga listrik yang menggunakan standard tegangan rendah ini kemudian

disalurkan melalui suatu jaringan yang disebut Jaringan Tegangan Rendah yabg sering disebut

dengan singkatan JTR.

Sama halnya pada JTM jenis saluran yang dipergunakan pada JTR dapat menggunakan tiga

jenis saluran yaitu SUTR untuk saluran udara tegangan rendah dengan menggunakan saluran

kawat terbuka SKUTR untuk saluran udara tegangan rendah dengan menggunakan saluran

kabel udara yang dikenal dengan sebutan kabel twisted yang sering disebut dengan singkatan

TIC singkatan dari Twisted Insulation Cable SKTR untuk saluran udara tegangan rendah

dengan menggunakan saluran kabel tanah

Tenaga listrik dari jaringan tegangan rendah ini untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah

pelanggan (konsumen) melalui suatu sarana yang disebut Sambungan Pelayanan atau

Sambungan Rumah yang dapat dipisahkan menjadi dalam 2 bagian yaitu Sambungan Luar

Pelayanan dan Sambungan Masuk Pelayanan .

Dalam proses bisnis PLN pelanggan-pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar

aturannya tidak disambung melalui Jaringan Tegangan Rendah (JTR) melainkan disambung

langsung pada Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dan yang sangat besar disambung pada

Jaringan Transmisi Tegangan Tinggi, tergantung besarnya daya tersambung. Bentuk yang lain

skema sistim tenaga listrik ditunjukkan oleh gambar 1.3.

Gambar 09.1.3 Skema Pusat Listrik yang dihubungkan melalui saluran

Transmisi ke Gardu Induk.

4


Keterangan : G = Generator

P.S. = Pemakaian Sendiri.

T.T. = Tegangan Tinggi.

T.M. = Tegangan Menengah

Dari gambar diatas terlihat bahwa di Pusat Listrik maupun di GI selalu ada trans formator

Pemakaian Sendiri guna melayani keperluan-keperluan peralatan listrik yang digunakan

didalam Pusat Listrik maupun GI, misalnya untuk keperluan penerangan, mengisi batere listrik

dan menggerakkan berbagai motor listrik. ,

Dalam praktek karena luasnya jaringan distribusi sehingga diperlukan banyak sekali

transformator distribusi, maka Gardu Distribusi seringkali disederhanakan menjadi

transformator tiang/Gardu Trafo Tiang yang rangkaian listriknya lebih sederhana daripada

yang digambarkan (lihat gambar dibawah).

Gambar 09.1.4. GTT. Type Portal

5


Setelah tenaga listrik melalui Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegang an Rendah

JTR) dan Sambungan Rumah (SR) maka tenaga listrik selanjutnya dilewatkan alat pembatas

daya dan KWH meter di sisi pelanggan.

Energi listrik yang dipakai oleh pelanggan tersebut di catat oleh petugas cater sesuai angka di

register kWh meter tersebut selanjutnya dicetat di dalam rekening listrik.

Rekening listrik pelanggan tergantung kepada daya tersambung serta pemakaian KWH nya,

oleh karenanya PLN memasang pembatas daya dan KWH meter.

Setelah melalui KWH meter, tenaga listrik kemudian memasuki instalasi rumah yaitu instalasi

milik pelanggan. Instalasi PLN pada umumnya hanya sampai dengan KWH meter dan sesudah

KWH meter ihstalasi listrik pada umumnya adalah instalasi milik pelanggan. Dalam instalasi

pelanggan tenaga listrik langsung memasuki alat-alat listrik milik pelanggan seperti lampu,

seterika, lemari es, pesawat radio, pesawat televisi dan lain-lain.

Dari uraian diatas dapat dimengerti besar kecilnya konsumsi tenaga listrik ditentukan

sepenuhnya oleh para pelanggan, yaitu tergantung bagaimana para pelanggan akan menggunakan

alat-alat listriknya, kemudian PLN harus mengikuti kebutuhan tenaga listrik para pelanggan ini

dalam arti daya listrik yang dibangkitkannya harus menyesuaikan dari waktu ke waktu.

Apabila jumlah pelanggan yang harus dilayani dalam jutaan maka daya yang harus dibangkitkan

jumlahnya juga mencapai ribuan megawatt dan untuk ini diperlukan beberapa Pusat Listrik dan

juga beberapa GI untuk dapat melayani kebutuhan listrik para pelanggan.

Pusat-pusat Listrik dan GI satu-sama lain dihubungkan oleh saluran transmisi agar tenaga

listrik dapat mengalir sesuai dengan kebutuhan dan terbentuklah suatu Sistem Tenaga

Listrik.

Gambar 09.1.5 dibawah menggambarkan sebuah Sistem Tenaga Listrik yang terdiri dari

sebuah PLTU, sebuah PLTA, sebuah PLTG dan 8 buah GI.

Setiap GI sesungguhnya merupakan Pusat Beban untuk suatu daerah pelanggan tertentu,

bebannya berubah-rubah sepanjang waktu sehingga daya yang dibangkitkan dalam Pusat-

pusat Listrik harus selalu berubah seperti telah diuraikan diatas.

Perubahan beban dan perubahan pembangkitan daya ini selanjutnya juga menyebabkan

aliran daya dalam saluran-saluran transmisi berubah-rubah sepanjang waktu. Apabila daya

nyata yang dibangkitkan oleh Pusat-pusat Listrik lebih kecil daripada daya yang

6


dibutuhkan oleh para pelanggan, maka frekwensi akan turun, sebaliknya apabila lebih

besar, frekwensi akan naik. PLN berkewajiban menyediakan tenaga listrik yang

frekwensinya tidak jauh menyimpang dari 50 Hertz.

Mengenai penyediaan daya reaktif bagi para pelanggan yang erat kaitannya dengan

tegangan, masalahnya lebih sulit daripada masalah penyediaan daya nyata. PLN

berkewajiban menyediakan tenaga listrik dengan tegangan yang ada dalam batas- batas

tertentu.

Gambar 09.1.5. : Diagram Tunggal Sistem tenaga listrik

Sebuah Sistem Tenaga Listrik dengan sebuah PLTU, sebuah PLTG, sebuah PLTD, sebuah PLTA

dan enam buah Pusat Beban (GI).

Masalah Penyediaan tenaga listrik seperti diuraikan diatas dengan biaya yang serendah mungkin

dan tetap memperhatikan mutu serta keandalan. Dalam proses penyediaan tenaga listrik bagi

para pelanggan seperti diuraikan diatas tidak dapat dihindarkan timbulnya rugi-rugi dalam

jaririgan disamping adanya tenaga listrik yang harus disisihkan untuk pemakaian sendiri. Proses

pembangkitan tenaga listrik dalam Pusat-pusat Listrik Termis memerlukan biaya bahan bakar

yang tidak sedikit. Biaya bahan bakar serta rugi-rugi dalam jaringan merupakan faktor- faktor

yang harus ditekan agar menjadi sekecil mungkin dengan tetap memperhatikan mutu dan

keandalan.

7


Mutu dan keandalan diukur dengan frekwensi, tegangan dan jumlah gangguan. Masalah mutu

tenaga listrik tidak semata-mata merupakan masalah operasi Sistem Tenaga Listrik tetapi erat

kaitannya dengan pemeliharaan instalasi tenaga listrik dan juga erat kaitannya dengan masalah

pengembangan Sistem Tenaga Listrik mengingat bahwa konsumsi tenaga listrik oleh para

pelanggan selalu bertambah dari waktu ke waktu. Oleh karenanya hasil-hasil Operasi Sistem

Tenaga Listrik perlu dianalisa dan dievaluasi untuk menjadi masukan bagi pemeliharaan instalasi

serta pengembangan sistem tenaga listrik.

Mutu tenaga Listrik yang baik merupakan kendala (constrain) terhadap biaya pengadaan tenaga

listrik yang serendah mungkin, maka kompromi antara kedua hal ini merupakan masalah

optimisasi yang banyak dibahas.

9.2. PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

Tenaga listrik dibangkitkan oleh generator / alternator dimana kumparan medannya /rotor

generator diputar oleh penggerak mula dan interaksi antara fluksi medan dengan putaran rotor

dengan prinsip induksi menghasilkan gaya gerak listrik dan jika terminal jangkar terhubung

dengan beban akan mengalir arus listrik ke beban sehingga menghasilkan tenaga listrik sesuai

dengan prinsip dasar pembangkitan yaitu :

e. = ggl = BLV

B = Rapat fluksi ( fluksi dari kumparan medan )

L = Panjang / kumparan jangkar

V = Kecepatan putar kumparan medan / poros

Sesuai dengan hukum Ohm dimana arus berbanding lurus dengan tegangan / ggl dan berbanding

terbalik dengan impedansi sehingga jika terhubung dengan beban maka akan timbal arus . Tenaga

Listrik / Daya Listrik merupakan perkalian dari tegangan , arus dan faktor daya serta perkalian

daya listrik ini dengan waktu pelayanan beban ádalah energi listrik .

Penggerak Mula .

8


Penggerak mula ádalah mesin untuk menggerakkan / memutar rotor generator

Penggerak mula ini dapat berupa :

Mesin Turbin dan Mesin Motor bakar.

Mesin Turbin :

Turbin Air pada PLTA / Pusat Listrik Tenaga Air.

Turbin Gas pada PLTG / Pusat Listrik Tenaga Gas .

Turbin Uap :

PLTU / Pusat listrik Tenaga Uap.

PLTGU / Pusat listrik Tenaga Gas dan Uap.

PLTP / Pusat listrik Tenaga Panas Bumi .

Motor Bakar : PLTD / Pusat Listrik Tenaga Diesel

PLTA : Air bendungan dimasukkan kedalam pipa pesat yang dihubungkan dengan Turbin air

pada ketinggian yang cukup , sebagai sumber tenaga penggerak Turbin Air yang dikopel

dengan generator ber eksitasi dan generator membangkitkan tenaga listrik .

Potensial Mekanis Listrik

Air pipa pesat Turbin air Generator

Gambar 09.2.1. Blok Diagram PLTA

9


Gambar :09.2.2. PLTA Tulung Agung.

PLTU : Hasil pembakaran minyak / batu bara dipakai memanaskan air hingga menjadi uap

sebagai sumber tenaga untuk memutar turbin uap yang dikopel dengan generator dan

generator bereksitasi membangkitkan tenaga listrik

Uap Mekanik Tenaga Listrik

Boiler Turbin Generator

Ganbar 09 2.3. Blok Diagram PLTU

Gambar :09.2.4 PLTU Belawan.

10


PLTG : Hasil pembakaran minyak dan udara menjadi Gas sebagai sumber tenaga untuk

memutar turbin gas yang dikopel dengan generator dan generator bereksitasi membangkitkan

tenaga listrik .

Gas

Gas Mekanik Tenaga listrik

Dapur Turbin gas Generator Pembakaran

Gambar 09.2.5 Blok Diagram PLTG

Gambar : 09.2.6 PLTG NTB

PLTGU /Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap / Siklus kombinasi :

Merupakan kombinasi dari PLTG dan PLTU

Panas dari gas buang PLTG digunakan memanaskan Air di Boiler sehingga menjadi uap dan uap

ini memutar Turbin Uap ; jadi tenaga listrik dihasilkan oleh PLTG dan PLTU

Gas

11


Mekanik

Tenaga Listrik PLTG

Dapur Gas Turbin Gas Generator

Pembakaran

Gas buang

Uap Mekanik Tenaga Listrik PLTU

Boiler Turbin Generator

Gambar : 09.2.7 Blok Diagram PLTGU

PLTP / Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi :

Setiap naik 100 m tegak lurus dari permukaan bumi suhu turun rata – rata 1derajat Celsius dan

sebaliknya suhu naik rata - rata 1 derajat celsius tiap turun 100 m tegak lurus dari permukaan Bumi

Jika disekitar itu ada sumber magma (Gunung Berapi )/ sumber panas Bumi maka kenaikan suhu

1 derajat Celsius per 100 m turun tidak berlaku lagi namun lebih ekstrim kenaikan panas nya .

Panas bumi ini lah yang digunakan untuk memanaskan air / bahan baku uap ( berfungsi sebagai

Boiler ) ; Lalu uap memutar turbin uap serta Turbin dikopel dengan Generataor dan generator

bereksitasi menghasilkan tenaga listrik . Letak PLTP biasanya didaerah pegunungan

Air injeksi

Mekanik

Uap Tenaga Listrik

Panas Bumi Turbin Generator

Gambar 09.2.8 Blok Diagram PLTP

12


Gambar : 09.2.9. PLTP Kamojang.

PLTD : Hasil kompresi udara dan bahan bakar (terjadi pembakaran dalam dalam ruang bakar

akibat adanya bahan bakar , udara dan panas tinggi) sehingga menghasilkan tenaga untuk

menggerakkan poros engkol yang dikopel dengan poros / rotor Generator dan Generator

bereksitasi membangkitkan listrik .

Diesel Mekanis Generator Listrik

BBM

Oksigen Pembakaran / bertekanan

Panas

Gambar 09.2.10 Blok Diagram PLTD

13


Gambar: 09.2.11 PLTD di Kalimatan

Kendala Operasi Pembangkitan :

Kendala yang dalam bahasa Inggrisnya disebut constraint, sesungguhnya merupakan salah satu

syarat yang harus dipenuhi agar suatu proses dapat dilaksanakan .

Sebagai contoh dapat dikemukakan bahwa untuk mencapai suatu tempat dalam waktu yang

sesingkat mungkin adalah dengan mengendarai mobil dengan kecepatan setinggi mungkin.

Cara ini akan menghadapi kendala sebagai berikut:

1. Kecepatan maksimum yang bisa dicapai mobil tanpa merusak bagian-bagian mobil.

2. Kondisi jalan, tikungan jalan yang tidak memungkinkan mobil mencapai kecepatan maksimum.

Dua kendala ini harus dipenuhi agar proses mencapai tempat tersebut diatas dengan mobil dapat

terlaksana.

Dalam proses optimisasi operasi pada umumnya, khususnya optimasi operasi sistem tenaga listrik,

selalu ada kendala-kendala (constraints). Pada operasi pembangkitan yang ada di PLN juga

terdapat kendala-kendala yang harus diketahui misalnya :

Kendala Operasi PLTA :

Kendala operasi dalam keadaan statis dan kebanyakan menyangkut koordinasi dengan keperluan

irigasi dan pengendalian banjir.

Kendala ini tidak ada apabila PLTA air yang hanya diperuntukan untuk pembangkitan tenaga

listrik saja. Apabila diperlukan koordinasi dengan keperluan irigasi dan pengendalian banjir maka

14


umumnya PLTA yang bersangkutan mempunyai kolam tando tahunan seperti halnya terdapat pada

PLTA Juanda di Jatiluhur Jawa-Barat dan PLTA Sutami di Karang Kates Jawa-Timur.

Secara garis besar pola pengusahaan suatu waduk yang juga menjadi kolam tahunan dari suatu

PLTA didasarkan atas pemikiran-pemikiran sebagai berikut:

a. Waduk harus dapat menyediakan air untuk keperluan irigasi dimusim kemarau.

b. Waduk harus dapat mengendalikan banjir dimusim hujan.

c. Diwaktu musim hujan pengisian waduk harus terkendali, dalam arti jangan sampai terjadi

pelimpasan air yang berlebihan sehingga membahayakan waduk.

d. Di akhir musim kemarau atau permulaan musim hujan tinggi air dalam waduk masih harus

cukup rendah agar dapat menampung air dimusim hujan yang akan datang.

Kendala Operasi PLTU

PLTU dalam sistem pembangkitan yang relatif besar ( > 1.000 MW) pada umumnya merupakan

Pusat Listrik yang dominan baik secara teknis operasionil maupun ditinjau dari segi biaya operasi.

Dari segi operasionil PLTU paling banyak kendalanya khususnya dalam kondisi dinamis. Hal ini

disebabkan banyaknya componen dalam PLTU yang harus diatur.

Kendala operasi yang terdapat pada PLTU adalah :

a. Starting Time (waktu yang diperlukan untuk men-stsrt) yang relatif lama, bisa mencapai 6

sampai 8 jam apabila Stara dilakukan dalam keadaan dingin.

b. Perubahan daya per satuan waktu (ΔMW per menit) yang terbatas, Kira-kira 5% per menit.

Hali ini disebabkan karena proses Star maupun perubahan daya dalam PLTU menyangkut pula

berbagai perubahan suhu yang selanjutnya menyebabkan pemuaian atau pengkerutan.

Pemuaian-pemuaian atau pengerutan-pengerutan sedapat mungkin harus berlangsung merata dan

tidak terlalu cepat untuk menghindarkan tegangan mekanis maupun pergeseran antara bagian-

bagian yang berputar dan bagian-bagian yang status misalnya antara rotor dan stator.

Kendala Operasi PLTG.

Unit PLTG adalah unit pembangkit yang termahal biaya operasi khususnya termahal bahan

bakarnya, maka diinginkan agar unit PLTG beroperasi dalam waktu yang sependek mungkin,

misalnya pada waktu beban puncak atau pada waktu ada kerusakan/gangguan unit pembangkit lain

(sebagai cadangan). Tetapi di lain pihak men-start dan men-stop unit PLTG Sangat menambah

keausan unit tersebut sehingga merupakan kendala operasi yang harus diperhitungkan.

15


a. Beban maksimum.

Dalam spesifikasi teknisnya unit PLTG umumnya disebut dua macam rating kemampuan

yaitu:

1. Base load rating, yang menggambarkan kemampuan unit untuk melayani beban

secara terus menerus.

2. Peak load rating, yang menggambarkan kemampuan unit untuk melayani beban

selama dua jam. Peak load rating besarnya kurang dari 10% diatas base load rating.

b. Beban minimum.

Batas beban minimum untuk unit PLTG tidak disebabkan karena alasan teknis melainkan

lebih disebabkan oleh alasan ekonomis yaitu efisiensi yang rendah pada beban rendah.

Pada beban 100% pemakaian bahan bakar minyak adalah Kira-kira 0,346 cc/kWh,

sedangkan pada beban 25% bisa mencapai Kira-kira 0,645 cc/kWh.

c. Kecepatan perubahan beban .

Unit PLTG umumnya dapat dirubah bebanya dari 0% sampai 100% dalam waktu kurang

dari 15 menit, sehingga bagi unit termis termasuk unit yang dapat dirubah bebanya secara

cepat. Tetapi jira diingat bahwa unit PLTG beroperasi dengan suhu gas pembakaran yang

tinggi maka perubahan beban berarti pula perubahan suhu yang tidak kecil pada berbagai

bagian turbin gas dan menambah keausan bagian-bagian tersebut.

d. Perhitungan Cadangan Berputar.

Karena kemampuannya untuk merubah beban yang relatif cepat seperti telah diuraikan

diatas, maka cadangan berputar yang dapat diperhitungkan pada unit PLTG adalah sama

dengan kemampuan maksimum dikurangi dengan beban saat itu. Namur seperti telah

diuraikan di batir c sebaiknya tidak terlalu banyak dipasang cadangan berputar pada unit

PLTG.

Kenadala Operasi PLTGU : lihat Kendala Operasi PLTU dan PLTGU

Kendala Operasi PLTD

PLTD yang terpelihara baik, praktis tidak mempunyai kendala operasi.

Dapat di Start-stop dengan cepat tanpa banyak menambah keausan dan biaya bahan bakarnya lebih

hemat dari pada PLTG, tetapi masih lebih mahal dibanding dengan PLTU.

16


Masalahnya adalah bahwa hingga kini belum ada unit PLTD dengan kapasitas terpasang melebihi

30 MW, bahkan yang mempunyai kapasitas terpasang diatas 15 MW pun jarang dibuat.

Walaupun pada unit PLTD praktis tidak ada kendala operasi, tetapi seperti juga pada unit

pembangkit lainya secara operasional perlu diperhatikan hal-hal sbb:

a. Beban maksimum dari unit PLTD seringkali tidak bisa mencapai nilai yang tertulis dalam

spesifikasi pabrik karena ada bagian-bagian dari mesin diesel yang tidak bekerja dengan

sempurna.

Misalnya pada beban 90% suhu gas buang sudah mencapai sushu maksimum yang

diperbolehkan sehingga beban tidak boleh dinaikan lagi.

b. Beban minimum.

Tidak ada hal yang membatasi beban minimum pada unit PLTD. Hanya saja apa bila unit

PLTD sering dibebani rendah, misalnya kurang dari 50%, maka mesin diesel menjadi lekas

kotor sebagai akibat pembakaran yang kurang sempurna dari mesin diesel pada beban

rendah.

c. Kecepatan Perubahan Beban.

Unit PLTD umumnya dapat berubah bebannya dari 0% menjadi 100% dalam waktu kurang

dari 10 menit. Oleh karena itu kemampuanya yang cepat dalam mengikuti perubahan beban,

unit PLTD baik dipakai untuk turut mengatur frekwensi sistem.

d. Perhitungan Cadangan Berputar.

Mengingat kemampuanya dalam mengikuti perubahan beban seperti diatas, maka cadangan

berputar yang dapat diperhitungkan adalah sama dengan kemampuan maksimum dikurangi

dengan beban saat itu.

Kendala Operasi PLTP.

Secara teknis PLTP sesungguhnya sama dengan PLTU hanya ketel uapnya ada dalam perut bumi.

Pengusahaan uap dilakukan oleh PERTAMINA dan PLN hanya membeli uap dari PERTAMINA

atas dasar kWh yang dihasilkan PLTP.

Karena perubahan beban akan menyangkut perubahan penyediaan uap dari perut bumi maka PLTP

praktis hanya dapat ikut mengambil beban dasar dalam sistem, dalam arti harus berbeban constan.

Mengenai masalah beban maksimum dan beban minimum pada PLTP kendala-kendala nya yang

menyangkut turbin uap adalah sama dengan ketel tidak ada pada PLTP.

17


9.3. TRANSMISI TENAGA LISTRIK.

Transmisi berfungsi menyalurkan arus listrik / tenaga listrik dari Pusat pembangkit tenaga listrik

ke Gardu Induk sebagai pusat beban . Tegangan terima di gardu Induk (Vr) adalah selisih vector

antara tegangan kirim (Vs) dengan drop tegangan di sepanjang konduktor transmisi yaitu

perkalian arus (I) dengan Impedansi (Z). Impedansi ini merupakan jumlah vektor dari resistensi

(R) dan reaktansi (X) penghantar dimana semakin panjang penghantar maka semakin besar pula

R dan X nya sehingga Z juga semakin besar dan akibatnya drop tegangan IZ juga semakin besar ;

dengan demikian Vr kecil . Tegangan pelayanan diperbolehkan turun s/d 10 % dari V nominal .

Dengan demikian panjang jeringan dibatasi oleh drop tegangan .

transmisi Z = R + J X drop tegangan = I Z

Vs Vr

Vr = Vs - IZ

Gambar . 09.3.1 Model Transmisi tenaga listrik

Agar Vr memenuhi standar maka sebaiknya semakin panjang transmisi , tegangan transmisi

dinaikkan .

Output dari Generator di pembangkit (pembangkit besar) bertegangan s/d tegangan menengah di

naikkan tegangannya menjadi tegangan tinggi (150 kV) / ekstra tinggi (500 kV) dengan

menggunakan Trafo Step Up .

Tegangan Transmisi ini diterima oleh Trafo GI (Trafo Step Down) dan diturunkan dari 150 kV

menjadi 20 kV ; 500 kV menjadi 150 kV dan ada juga dari 500 kV menjadi 20 kV .

Penghantar transmisi terbuat dari ACSR dan Isolatornya terbuat dari Porselin dan menaranya

konstruksi besi ./ baja dan di kota tertentu menggunakan Kabel tanah (150 kV) .

Transmisi dari Jawa ke Madura dan dari Jawa ke Bali menggunakan Kabel laut 150 kV 50 Hz .

Rencananya Transmisi interkoneksi Sumatera ( P3B Sumatera ) bertegangan 275 kV,50 Hz .

18


Y Y/Y transmisi Y/Y 150 / 20 kV

Generator Y Trafo Step Up 150 kV Gardu Induk JTM

Gambar 09.3.2 Sistem Transmisi 150 kV / 20 kV

Y/Y 500 kV 500 /150 kV 150 kV Y/Y 150/20 kV

JTM

Trafo step Up Transmisi SUTET Trafo Step Down Transmisi SUTT Trafo Stepdown

di Switch yard Gardu Induk /SKTT GarduIinduk

Gambar 09.3.3 Sistem Transmisi 500 kV/ 150 kV / 20 kV

Y/Y Y/Y 500/20 kV JTM

Trafo Step Up Transmisi 500 kV Trafo Step Down

di Switchyard Gardu Induk

Gambar 09.3.4 Sistem Transmisi 500 kV / 20 kV

Pada Transmisi 500 kV tidak ada masalah petir karena tegangan transmisi lebih tinggi dari

tagangan petir (345 kV) ; Tapi yang menjadi masalah adalah polusi tegangan disekitar SUTET dan

masalah Switching Surge / Surja hubung dimana hal ini diatasi dengan memasang reaktor untuk

menyerap kelebihan tegangan pada system saat terjadi Switching .

19


9.4 . SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

Sistem distribusi tenaga listrik merupakan salah satu bagian dari suatu sistem tenaga listrik yang

dimulai dari PMT incoming di Gardu Induk sampai dengan Alat Penghitung dan Pembatas (APP)

di instalasi konsumen yang berfungsi untuk menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari

Gardu Induk sebagai pusat pusat beban ke pelanggan pelanggan secara langsung atau melalui

gardu-gardu distribusi (gardu trafo) dengan mutu yang memadai sesuai stándar pelayanan yang

berlaku. dengan demikian sistem distribusi ini menjadi suatu sistem tersendiri karena unit

distribusi ini memiliki komponen peralatan yang saling berkaitan dalam operasinya untuk

menyalurkan tenaga listrik. Dimana sistem adalah perangkat unsur-unsur yang saling

ketergantungan yang disusun untuk mencapai suatu tujuan tertentu dengan menampilkan fungsi

yang ditetapkan.

Dilihat dari tegangannya sistim distribusi pada saat ini dapat dibedakan dalam 2 macam yaitu

a. Distribusi Primer, sering disebut Sistem Jaringan Tegangan Menengah (JTM)

dengan tegangan operasi nominal 20 kV/ 11,6 kV

b. Distribusi Sekunder, sering disebut Sistem Jaringan Tegangan Rendah (JTR)

dengan tegangan operasi nominal 380 / 220 volt

Sebelumnya nilai tegangan operasional yang dipergunakan dilingkungan PLN pada level tegangan

menengah bervariasi yaitu 6 KV, 12 KV dan 20 KV demikian juga pada level tegangan rendah

yaitu 220/127 volt pada repelita 1 pada tahun 1970 dimulai perubahan tegangan yang kita kenal

PTR / PTM hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan keandalan dan menurunkan susut jaringan

Dilihat dari pentanahan sistemnya sistem distribusi dapat dibedakan menjadi beberapa macam hal

ini disebabkan keterlambatan PLN dalam menguasai teknologi dan standarisasi sehingga terpaksa

mengikuti konsep dan standar negara–negara pemberi dana dan konsultannya masing masing

sedangkan pada saat tersebut terjadi lonjakan permintaan terhadap tanaga listrik dimana sebelum

repelita pada tahun 1950 pertumbuhan listrik hanya 2.2 % rata-rata dari 504 GWh menjadi 564

GWh . Pada repelita 1 terdapat kenaikan pertumbuhan produksi tenaga listrik yang berarti dari

1915 GWh menjadi 3007 GWh dimana ada kenaikan rata-rata sebesar 11.4 % pada repelita ini

pula mulai dilakukan rehabilitasi dan pembangunan pusat pembangkit tenaga listrik, jaringan

transmisi, jaringan distribusi berikut sarananya sehingga daya terpasang menjadi melonjak dari

542 MW pada awal repelita menjadi 776 MW pada akhir repelita . pada repelita II terdapat

20


pertumbuhan sampai 24 % dari daya terpasang 776 MW menjadi 2.288 MW dengan produksi dari

3007 GWh menjadi 5723 GWh

Selain pertumbuhan permintaan yang meningkat tajam pada waktu tersebut belum adanya

perencanaan yang paripurna untuk suatu sistim yang modern maka sistem yang berkembang

menjadi besar secara tambah menambah mejadi semerawut yang kemudian mulai repelita III mulai

ditertibkan dan distandarisasi

Tiga pola utama sistim distribusi 20 kV yang telah ada dan berkembang di pulau jawa yaitu :

a. Sistim pentanahan netral dengan tahanan tinggi di

PLN Distribusi Jawa Timur

b. Sistim pentanahan netral langsung sepanjang

jaringan di PLN Distribusi Jateng dan DIY

c. Sistem pentanahan netral dwengan tahanan rendah

yang berlaku di PLN Distribusi Jawa barat dan PLN Distribusi DKI Jaya

Dimana masing masing memiliki karakter dan kekhususan tersendiri yang akan dijadikan sebagai

dasar bagi perkembangan sistem distribusi di daerah daerah yang sedang berkembang.

Dilihat dari pengawatanya dapat kita pisahkan menjadi 2 macam yaitu ;

a. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga 3 kawat terdapat pada sistem distribusi 20 kV dengan

pentanahan netral tinggi dan pada sistem distribusi 20 kV dengan pentanahan netral rendah

b. Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga 4 kawat terdapat pada sistem distribusi 20 kV dengan

netral pentanahan langsung

Ketiga macam sistim distribusi 20 kV tersebut memiliki pilosofi yang berbeda yaitu :

a. Pentanahan dengan tahanan tinggi dimaksudkan untuk memperoleh hasil yang optimum

dengan mengutamakan keselamatan umum sehingga lebih layak memasuki daerah perkotaan

dengan saluran udara

b. Pentanahan secara langsung dimaksudkan untuik memperoleh hasil optimum dengan

mengutamakan ekonomi sehingga dengan saluran udara elektrifikasi dapat lebih layak

dilaksanakan diluar kota sampai ke daerah yang terpencil

c. Pentanahan dengan tahanan rendah dimaksdukan untuk memperoleh hasil optimum dari

kombinasi antara faktor ekonomi dan keselamatan umum dan layak untuk dipergunakan

saluran udara bagi daerah daerah luar kota maupun kabel bagi daerah pada dalam kota

21


9.5 Pola Sistim Distribusi

Ada 3 (tiga) macam pola sistem distribusi utama yang dianut oleh PT PLN (persero) di seluruh

Indonesia dan satu pola tambahan untuk sistem yang tidak lagi dikembangkan oleh PLN.

Di PT PLN untuk koordinasi, investasi, tingkat pelayanan dan keselamatan dalam rangka

pengamanan sistem distribusi, suatu wilayah atau distribusi hanya diperbolehkan untuk menganut

salah satu pola yang cocok untuk lingkungannya [x]

Jaminan keselamatan, keandalan dan kontinyuitas penyaluran sulit untuk dipertahankan pada

posisi yang optimum dan dalam pelaksanaanya dilapangan dapat menimbulkan beberapa kesulitan

dengan adanya ketimpangan antara kebutuhan dan ketersediaan biaya investasi dan pemeliharaan

peralatan. Pola-pola sistem distribusi tersebut adalah :

1. Sistem Distribusi Pola 1:

Yaitu sistem distribusi 20 KV fasa tiga 3 kawat dengan pentanahan netral melalui tahanan

tinggi.

Di Indonesia pola sistem distribusi semacam ini petama dikembangkan di PLN distribusi Jawa

Timur dan ciri cirinya dapat di indentifikasi sebagai berikut

Sistem Jaringan :

a. Tegangan nominal : 20 kV

b. Sistem Pentanahan : Netral Kumparan TM yang dihubungkan secara bintang dari trafo

utama ditanahkan melalui tahanan dengan nilai 500 ohm (arus hubung singkat ke tanah

maksimum 25 A )

c. Konstruksi jaringan : Pada dasarnya adalah saluran udara yang terdiri dari

Saluran Utama ( Main lines ) : Kawat jenis AAAC 150 mm2 fasa tiga 3-kawat untuk

saluran cabang: kawat AAAC 70 mm2

d. Sistem pelayanan : radial dengan kemungkinan saluran utama antara jaringan yang

berdekatan dapat saling berhubungan dalam keadaan darurat

Sistem Pengaman :

a. Pemutus Beban/Tenaga (PMB/PMT) Utama dipasang pada saluran utama di GI sebagai

pengaman utama jaringan dan dilengkapi dengan alat pengaman ( Relai )

22


Relai Penutup Balik (Recloser) untuk memulihkan sistem dari gangguan-gangguan

yang bersifat temporer dan untuk koordinasi kerja dengan peralatan pemutus /

pengaman yang lain disisi hilir dan saluran cabang dari jaringan antara lain

sectionalizer dan Pengaman Lebur (fuse)

Relai Gangguan Tanah Terarah (DGFR = Directional Ground Fault Relays)

dipergunakan untuk membebaskan gangguan fasa tanah

Relai arus lebih (OCR = Over Current Relays) untuk membebaskan gangguan antar

fasa

b. Saklar seksi otomatis ( SSO )

Model saklar ini dipergunakan sebagai alat pemutus rangkaian untuk memisah-misahkan

saluran utma dalam beberapa seksi agar pada keadaan gangguan permanen luas daerah

(jaringan) yang terganggu diusahakan sekecil mungkin, SSO untuk pola sistem ini akan

membuka pada waktu rangkaian tidak bertegangan dan pada saat rangkaian bertegangan

harus mampu menutup rangkaian dalam keadaan hubung singkat

c. Pengaman Lebur (Fuse)

Fuse dipasang pada titik percabangan antara saluran utama dan saluran cabang juga

dipasang pada sisi primer (20 kV) trafo distribusi dengan maksud untuk mengamankan

jaringan dan peralatan yang berada di sebelah hilirnya terhadap gangguan permanen antar

fasa dan tidak untuk mengamankan gangguan fasa tanah.


Sistem Distribusi 20 kV fasa tiga 4 kawat dengan pentanahan netral secara langsung .

Pola sistem ini mulai dikembangkan di Indonesia di PLN distribusi Jawa tengah dan pola

sistem distribusi ini di indentifikasi sebagai berikut:

Sistem Jaringan :

a. Tegangan Nominal : 20 kV

b. Sistem Pentanahan : Netral ditanahkan sepanjang jaringan dan kawat netral dipakai

bersama untuk saluran tegangan menengah dan saluran tegangan rendah dibawahnya.

c. Konstruksi Jaringan : Terdiri dari saluran udara terutama dan saluran kabel sedang saluran

udara terdiri dari : saluran utama dan saluran cabang.

Saluran Utama : kawat AAC 240 dan 150 mm2 fasa tiga – 4 kawat

23


Saluran Cabang : kawat AAC 100 dan 55 mm2 fasa tiga – 4 kawat dan kawat AAC

55 dan 35 Fasa satu 2 kawat ( Fasa netral ) Cat : Penghantar dapat dipilih yang setara

d. Sistem pelayanan : radial dengan kemungkinan saluran utama antara jaringan yang


e. Pelayanan Beban : Fasa tiga 4 kawat : 20 / 11.6 kV, Fasa tunggal : 2 kawat 11,6 kV

Sistem Pengaman :

a. Penutup Balik otomatis ( PBO )

Alat ini dipasang pada saluran utama Di GI sebagai pengaman utama jaringan . Pada

jaringan yang panjang ( > 20 km ) yang dipasang pada ujung GI tidak lagi peka untuk

mengindentifikasi gangguan yang berada jauh pada ujung hilir sehingga untuk pengamanan

terhadap gangguan temporer maupun untuk membagi jaringan dalam beberapa seksi guna

melokalisir daerah yang terganggu skecil mungkin dipasang PBO ke dua dan ke tiga pada

jarak jarak tertentu sepanjang saluran utama

b. PMB ( PMT ) dapat dipasang sebagai PBO 1 dimana alat ini perlu dilengkapai dengan

relai–relai :

Relai penutup balik unutuk memulihkan sistem dari gangguan gangguan yang bersifat

temporer dan untuk kordinasi kerja dengan peralatan pemutus / pengaman lain disisi

hilir dan saluran cabang antar lain PBO , SSO dan Fuse Cut out

Relai arus lebih jenis waktu tebalik untuk membebaskan gangguan fasa fasa

Relai arus tanah untuk membebaskan gangguan fasa tanah

c. Saklar seksi otomatis ( SSO )


saluran utama dalam beberapa seksi agar pada keadaan gangguan permanen luas daerah

(jaringan) yang terganggu diusahakan sekecil mungkin, SSO untuk pola 2 ini akan

membuka pada saat rangkaian tidak ada arus dan tidak menutup kembali. Saklar ini bekerja

berdasarkan penginderaan dan hitungan (account) trip PMT (PBO) arus hubung singkat

dengan demikian saklar ini dipasang apabila dibagian hulu terpasang PMT atau PBO

d. Pengaman Lebur ( Fuse )


dipasang pada sisi primer (20 kV) trafo distribusi sebagi pengaman saluran terhadap

24


gangguan gangguan yang besrsifat permanen koordinasi antar PBO dan alat lainnya perlu

dilakukan


Sistem Distribusi 20 KV fasa tiga 3 kawat dengan pentanahan netral melalui tahanan rendah

Pola sistem ini mulai dikembangkan di Indonesia di distribusi Jawa Barat dan DKI Jaya ,

sekarang meluas keseluruh wilayah kerja PLN meskipun dibeberpa tempat digunakan

modifikasi. Pola sistem distribusi ini ciri-cirinya dapat di indentifikasi seperti berikut :

Sistem Jaringan

a. Tegangan nominal : 20 kV

b. Sistem Pentanahan : Netral Kumparan TM yang dihubungkan secara bintang dari trafo

utama ditanahkan melalui tahanan dengan nilai 12 ohm (arus hubung singkat ke tanah

maksimum 1000 A ) dan 40 ohm

(arus hubung singkat ke tanah maksimum 300 A) untuk sistem SUTM atau sistem

campuran

c. Konstruksi jaringan : Pada dasarnya adalah saluran udara terdiri dari :

Saluran Utama ( Main lines ) : Kawat jenis AAAC 150 mm2 fasa tiga 3-kawat untuk

saluran cabang: kawat AAAC 70 mm2

a. Sistem pelayanan : radial dengan kemungkinan saluran utama antara jaringan yang


Sistem Pengaman :

a. Pemutus Beban/Tenaga (PMB/PMT) Utama dipasang pada saluran utama di GI sebagai

pengaman utama jaringan dan dilengkapi dengan alat pengaman (Relai)

Relai Penutup Balik (Recloser) untuk memulihkan sistim dari gangguan-gangguan yang

bersifat temporer dan untuk koordinasi kerja dengan peralatan pemutus / pengaman

yang lain disisi hilir dan saluran cabang dari jaringan antara lain sectionalizer dan fuse

(PL = Pengaman Lebur)

Relai Gangguan Tanah Terarah (DGFR= Directional Ground Fault Relays)

dipergunakan untuk membebaskan gangguan fasa tanah

Relai arus lebih (OCR = Over Current Relays) dipergunakan untuk membebaskan

gangguan antar fasa

25


b. Saklar seksi otomatis ( SSO )


saluran utma dalam beberapa seksi agar pada keadaan gangguan permanen luas daerah

(jaringan) yang terganggu diusahakan sekecil mungkin, SSO untuk pola sistem ini akan

membuka pada saat rangkaian tidak ada arus dan tidak menutup kembali.

Saklar ini bekerja berdasarkan penginderaan dan hitungan (account) trip PMT (PBO) arus

hubung singkat dengan demikian saklar ini dipasang apabila dibagian hulu terpasang PMT

atau PBO

c. Pengaman Lebur (Fuse)


dipasang pada sisi primer (20 kV) trafo distribusi dengan maksud untuk mengamankan

jaringan dan peralatan yang berada di sebelah hilirnya terhadap gangguan permanen antar

fasa dan tidak untuk mengamankan gangguan fasa tanah.

4. Pola Sistim Ditribusi Lainnya

Seperti sudah disebutkan kelistrikan di Indonesia ini sangat beragam selain dari tiga pola yang

telah dibahas pola lainnya disebutkan sebagai sistim distribusi pola 4 yaitu sistim distribusi 6

kV fasa tiga 3- kawat dengan pentanahan netral mengambang .

Bagi sistem 6 kV dengan pentanahan netral mengambang masalahnya yang lebih menonjol

adalah factor keselamatan manusia dan khewan pada saat terjadi kawat putus dan hubung tanah

karena pada umumnya tidak dilengkapi dengan alat pengaman yang segera secara otomatis

melakukan pemutusan . Untuk hal tersebut sekurang kurangnya dilengkapi indicator dan sirine

(alrm) pada ruang panel

9.6. Spesifikasi Desain Sistem

Dalam rencana pengembangan dan perluasan jaringan distribusi tenaga listrik sedikitnya ada tiga

kriteria sebagai dasar rekayasa (basic engineering) yang semestinya diperhatikan dalam

pengembangan distribusi ketenaga listrikan yaitu :

a. Desain sistem dan peralatan distribusi serta pembuatannya

b. Penentuan garis-garis besar standar konstruksi yang didasarkan pada peralatan yang diperoleh

c. Memilih dan menyeleksi berbagai macam standar konstruksi yang akan digunakan pada situasi

tertentu berdasarkan hal-hal tertentu yang ditetapkan preusan

26


Adanya keberagaman spesifikasi desain ketenaga listrikan akan memungkinkan dapat mengganggu

kelancaran pengusahaan dan pembangunan ketenaga listrikan itu sendiri

Untuk keperluan penyederhanaan pengelolaan investasi serta kelancaran pengusahaan ketenaga

listrikan di wilayah PT PLN, perusahaan ini telah menyusun spesifikasi desain untuk JTM dan JTR

dalam SPLN 72 tahun 1987 yang diantaranya sebagai berikut :

1. Sistem Distribusi Tegangan Menengah

a. Saluran Udara Tegangan Menengah ( SUTM )

Jaringan Radial

Radial tanpa saklar seksi

Radial dengan saklar seksi manual Local, Remote

Radial dengan saklar seksi otomatik

Jaringan Lingkar (loop)

Loop dengan saklar seksi manual Local, Remote

Loop dengan saklar seksi otomatik

b. Saluran Kabel Tegangan Menengah

Jaringan Gugus

Jaringan Spindel

Jaringan Simpul

2. Sistim distribusi Tegangan Rendah

a. Saluran Udara Radial

b. Saluran Bawah Tanah Radial

3. Jenis Pemutus Tenaga

a. Pemutus Tenaga (PMT) tipe hembusan udara (Air Blast )

b. Pemutus Tenaga tipe hampa udara (Vacuum)

c. Pemutus Tenaga tipe minyak banyak ( Oill Bulk )

d. Pemutus Tenaga tipe minyak sedikit ( Low Oil Content)

e. Pemutus Tenaga tipe Gas ( SF 6 )

4. Bus Bar ( Rel ) TM

a. Open Type

b. Closed Type

27


5. Transformator di Gardu Induk Distribusi

Pada Akhir pembangunan transformator di Gardu Induk Distribusi sedapat mungkin lebih dari

satu buah sehingga bila satu transformator terganggu, tidak terjadi pemadaman total

6. Gardu Transformator

Untuk konsumen umum, khusus , umum dan khusus

a. Gardu Tembok Untuk SKTM

b. Gardu Tembok Untuk SUTM

c. Gardu Kiosk

d. Gardu Tiang : Portal , Cantol

7. Gardu Hubung (GH)

Gardu Hubung terdiri dari GH spindle dan GH non Spindle

GH spindle mempunyai 7 unit penyulang maksimum

GH non Spindle mempunyai 3 unit penyulang

GH ini dilengkapi dengan Pemutus beban dengan mekanisme pengendalian elektris

8. Pengaturan tegangan dan turun tegangan

a. Turun tegangan pada JTM diperbolehkan 2% dari tegangan kerja yang tidak memanfaatkan

Sadapan Tanpa Beban (STB) yaitu sistem spindle dan sistem gugus.

b. Turun tegangan pada JTM diperbolehkan 5% dari tegangan kerja bagi sistem yang

memanfaatkan STB yaitu sistim radial diatas tanah dan sistim simpul

c. Turun tegangan pada sistim distribusi dibolehkan 3 % dari tegangan kerja

d. Turun tegangan pada JTR dibolehkan sampai 4 % dari tegangan kerja

e. Turun tegangan pada SR dibolehkan sampai 1 % dari tegangan nominal

9. Penghantar Jaringan Tegangan Menengah

a. Penghantar terbuka diatas tanah

b. Kabel alumunium type XLPE

c. Kabel pilin udara sesuai SPLN 43-5:1986

10. Penghantar Jaringan Tegangan Rendah

Penghantar Jaringan Tegangan Rendah ( JTR ) terdiri dari 2 macam yaitu :

28


a. Penghantar terbuka dari aluminium campuran hal ini sesuai dengan SPLN 41-8-1981

tentang penghantar aluminium campuran

Bagi JTR yang memerlukan kabel antara gardu dan tiang pertama digunakan kabel dengan

kemampuan hantar arus 1 tingkat lebih tinggi diatas kemampuan hantar arus penghantar

terbuka.

b. Penghantar berisolasi dipilin sesuai dengan SPLN 42-10-1986 tentang kabel pilin udara

dengan penghantar fasa aluminium dan penghantar netral alumium campuran

11. Penghantar Sambungan Rumah terdiri dari 3 macam yaitu :

c. Penghantar berisolasi dipilin dengan penghantar netral berisolasi sesuai dengan SPLN 42-

10- 1986 tentang kabel pilin udara

d. Penghantar tembaga telanjang sesuai SPLN 49-4 1981atau 41-5 1981

e. Penghantar Kabel tanah sesuai SPLN 43 –1-1981

Penampang sambungan rumah disesuaikan dengan daya kontraknya

12. Tegangan kerja di Gardu Induk Distribusi

Pada sistem yang tidak memanfaatkan STB pada trafo distribusi, tegangan kerja di GI

distribusi diatur sebagai berikut :

a. Dipertahankan kostran 20.5 - 21 kV

b. Dipertahankan konstan 21.5 - 22 kV

c. Dipertahankan konstan 22,5 - 23 kV

Pada sistem yang memanfaatkan STB pada trafo distribusi,tegangan kerja di GI distribusi

diatur sebagai berikut :

a. Pada saat beban penuh tegangan antara: 22.5 – 23 kV pada saat beban nol tegangan 20 kV

b. Pada saat beban penuh tegangan antara: 21.5 – 22 kV pada saat beban nol tegangan 19 kV

c. Pada saat beban penuh tegangan antara: 20.5 – 21 kV pada saat beban nol tegangan 18 kV

Cat : 0.5 – 1 kV untuk kompensasi voltage drop pada trafo distribusi dan tegangan konsumen

tidak lebih besar dari 105 %

13. Suplai konsumen besar Tegangan Menengah ( TM )

Untuk konsumen besar TM dapat disuplai dengan cara sebagai berikut:

a. Saluran suplai tunggal diatas tanah

b. Saluran suplai ganda diatas tanah atau satu diatas tanah dan satu didalam tanah

29


c. Saluran suplai ganda didalam tanah

d. Saluran suplai ganda / banyak didalam tanah

14. Relai Pengaman

a. Relai pengaman yang dipakai untuk saluran penyulang sesuai dengan SPLN 52 –3 ; 1983

b. Relai Penutup Balik disesuaikan dengan sistim pentanahan netral

15. Jumlah Penyulang (feeder) 20 kV ( out going feeder )

Pada umumnya pembebanan masing masing saluran 20 kV yang keluar dari GI adalah mulai

dari 4 s/d 15 MVA disesuaikan dengan drop voltage maksimum

a. Untuk GI distribusi kecil jumlah saluran keluar minimum 3 buah maksimum 6 buah

b. Untuk GI distribusi sedang jumlah saluran keluar minimum 7 maksimum 14

c. Untuk GI distribusi sedang jumlah saluran keluar minimum 14 maksimum kelipatan 7

Cat : GI Distribusi kecil .... 20 MVA

GI Distibusi sedang ...... 60 MVA

GI Distribusi besar .....> 60 MVA

9.7. Konfigurasi Sistim

Beragam jenis konfigurasi sistem yang bisa dipilih untuk membangun suatu sistem distribusi,

namun pemilihan konfigurasi lain dari yang sudah dispesifikasi perlu pengkajian yang lebih

mendalam untuk menghindari timbulnya dampak yang tidak di inginkan baik dalam investasi

maupun dalam pengusahaan

Konfigurasi Jaringan Tegangan Menengah

Sedikitnya ada 6 jenis konfigurasi sistem distribusi primer yang sesuai dengan spesifikasi PLN [x]

adalah

a. Simpul ( Spot Network )

b. Spindle dengan Pengatur Distribusi

c. Spindle tanpa Pengatur Distribusi

d. Gugus ( Cluster )

e. Lingkar / Ring ( Loop )

f. Radial

30


Pemilihan jenis konfigurasi untuk sistem distribusi tegangan menengah tergantung kepada

beberapa faktor antara lain faktor kawasan, kapasitas beban dan peruntukan. Untuk tujuan

meningkatkan pelayanan tenaga listrik kepada konsumen modifikasi konfigurasi jaringan

dilapangan sering dilakukan dengan harapan dapat melancarkan tugas operasi sistem dengan

mempertahankan kontinuitas suplai pada konsumen.

Bentuk-bentuk dari konfigurasi sistem distribusi tegangan menengah ini dapat dilihat pada gambar

9.7.1. sampai dengan gambar nomor 9.7.6 seperti berikut :

Gambar .9.7.1 Konfigurasi Sistem Radial

Pada gambar 9.7.2 diperlihatkan modifikasi dari konfigurasi sistem radial dengan memasangkan

suatu peralatan hubung Pemutus Balik Otomatis (PBO) yang sering disebut recloser atau Load

Break Switch ( LBS ) Umumnya dipasang ditengah jaringan atau dibeberapa tempat yang

diperlukan baik dengan sistem operasi lokal atau dengan sistem operasi remote atau diperlukan

operasi yang otomatis. Dengan adanya peralatan hubung yang operasinya didukung teknologi

informasi, pengoperasian sistem atau dalam kegiatan manuver beban menjadi lebih cepat sehingga

lamanya padam dapat dikurangi lebih banyak

Gambar 9.7.2.. Konfigurasi Radial dengan PBO

31


Namun demikian keberadaan PBO memerlukan penelitian secara seksama terlebih dahulu.

Kemampuan PBO untuk melakukan trip dan close beberapa kali sering tidak di kehendaki oleh

peralatan listrik yang berbasis elektronika atau microprosesor dan perusahaan garmen dan sejenisnya

yang cukup peka dengan kondisi stabilitas dan kontinuitas

.

32

Gambar 9.7.3 Konfigurasi Sistem Lingkar ( Loop )

Gambar 9.7.4. Konfigurasi Sistem Gugus (Cluster).

Gambar 9.7.5 Konfigurasi Sistem Spindle dengan PPJD/APD


Konfigurasi Sistem JaringanTegangan Rendah

Konfigurasi sistem jaringan tegangan menengah sesuai dengan spesifikasi JTR dalam SPLN 72 –

1987 menggunakan konfigurasi radial meskipun secara teoritis pasokan JTR dapat dilakukan dari

beberapa sumber tegangan dalam hal trafo distribusi seperti terlihat pada konfigurasi sistim Spot

Net Work (Simpul) Namun demi keamanan personal dan keselamatan umum kondisi seperti ini

tidak dipergunakan

9.8. Kontinuitas Pelayanan Sistem Distribusi

Kontinuitas pelayanan merupakan salah satu unsur dari mutu pelayanan yang nilainya akan

tergantung kepada jenis sarana penyalurannya, sarana peralatan pengaman yang dipilihnya.

Tingkat kontinuitas pelayanan dari peralatan penyalur tenaga listrik disusun berdasarkan lamanya

upaya untuk pemulihan suplai tenaga listrik ke konsumen setelah mengalami pemutusan

Pada SPLN 52-3 tingkat kontinuitas pelayanan tenaga listrik tersusun seperti berikut

a. Kontinuitas tingkat 1

Pada tingkat ini memungkinkan jaringan berada pada kondisi padam dalam waktu berjam-jam

dalam rangka mencari dan memperbaiki bagian bagian yang mengalami kerusakan karena

gangguan

b. Kontinuitas tingkat 2

Kondisi jaringan padam dimungkinkan dalam waktu beberapa jam untuk keperluan mengirim

petugas kelapangan, melokalisir kerusakan dan melakukan pengaturan switching untuk

menghidupkan suplai beban pada kondisi sementara dari arah atau saluran lain

c. Kontinuitas tingkat 3.

33

Gambar 9.7.6. Konfigurasi Sistem Simpul (Spot Net Word)


Dimungkinkan padam dalam waktu beberapa menit untuk kegiatan pengaturan switching dan

pelaksanaan switching oleh petugas yang stand by di gardu atau pelaksanaan deteksi dengan

bantuan Pusat Pengatur Jaringan Distribusi yang disingkat PPJD ( DCC ) / APD ( Area

Pengatur Distribusi )

d. Kontinuitas tingkat 4

Dimungkinkan padam dalam beberapa detik, pengaturan switching dan pengamanan

dilaksanakan secara otomatis

e. Kontinuitas tingkat 5

Dimungkinkan tanpa adanya pemadaman dengan melengkapi instalasi cadangan terpisah dan

otomatisasi penuh

Jaringan distribusi untuk luar kota (pedesaan) terdiri dari saluran udara dengan susunan jaringan

menggunakan konfigurasi radial yang memenuhi kontinuitas tingkat 1 sedangkan untuk daerah

dalam kota terdiri dari saluran udara dengan susunan jaringan menggunakan konfigurasi loop /

gelang atau cincin atau yang lebih baik yaitu konfigurasi spindle dengan bantuan PPJD (Pusat

Pengatur Jaringan Distribusi) dimana tingkat kontinuitas sistem ini akan menjadi lebih baik lagi

Tingkat keandalan suatu sistem merupakan kebalikan dari besarnya jam pemadaman atau

pemutusan pelayanan jadi tingkat keandalan yang tinggi dapat diperoleh dengan memilih jaringan

dengan tingkat kontinuitas pelayanan yang tinggi dan frekuensi pemadaman karena gangguan yang

rendah.

9.9. Tingkat Jaminan Sistem Distribusi

Indeks-indeks yang dapat dipakai untuk membandingkan unjuk kerja (performance) sistem

distribusi dalam memberi pelayanannya pada konsumen sebagai tolok ukur kemajuan atau untuk

menentukan proyeksi yang akan dicapai adalah :

a. SAIFI : System Average Interuption Frequency Index

b. SAIDI : System Average Interuption Duration Index

c. CAIFI : Customer Average Interuption Frequency Index

d. CAIDI : Customer Average Interuption Duration Index

e. ASAI : Average System Availability Index

Untuk melihat unjuk kerja (performance) dari pengusahaan ketenaga listrikan yang diusahakan PT

PLN digunakan SAIDI dan SAIFI. Pada SPLN No 68-2 1986 terdapat standar tingkat jaminan

34


pada sistem distribusi yang didasarkan menurut konfigurasi jaringan dengan menjadikan nilai F

dan D di PLN Distribusi DKI & Tangerang pada tabel 2.1 sebagai dasar untuk menentukan tingkat

jaminan. bagi daerah lain dikalikan dengan faktor penyesuai f dan d terlihat pada tabel 2.2

Tabel 2.1

Nilai F dan D di PLN DKI & Tangerang [1]

Jenis SistemF

( kali / tahun)

D

(jam / tahun)

SUTM Radial 27 177

SUTM dengan PBO 11 58

SKTM Spindle tanpa PPJD 1,7 6,25

SKTM Spindle dengan PPJD 1.7 4,77

SKTM Sistem Gugus 1,7 5

Tabel 2.2

Faktor Penyesuai f dan d [1]

Daerah Faktor Penyesuai

Jawa dan Bali 1,1

Sumatera 1,2

Kalimantan Dan Sulawesi 1,3

Maluku , NTB dan NTT 1,4

Papua 1,5

Untuk kelistrikan pedesaan dikalikan dengan faktor pengali yang lebih tinggi untuk masing-masing

daerah namun tidak melebihi 1,6 kali.dengan dasar menggunakan saluran udara. Penggunaan

saluran kabel tanah pada sistim distribusi tegangan menengah hanya khusus untuk mensuplai

konsumen-konsumen yang memerlukan keandalan tinggi seperti pabrik kertas, pabrik tenun,

pemintalan dan daerah daerah yang sangat membutuhkan nilai estetika yang tinggi.

35

229189262 9 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

Documents