5 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir Penelitian ini mengacu pada beberapa sumber dan tinjauan yang sudah ada, dimana masing-masing penulis menggunakan metode dan simulasi yang berbeda sesuai dengan permasalahan yang akan dibahas. Dari perbandingan tersebut akan terlihat perbedaan penelitian dengan yang dilakukan penulis. Penelitian pertama oleh Irwan Prasetyo (2004) yang meneliti tentang kuat medan listrik sebelum pengoperasian saluran transmisi 150 kV Perean-Ubud dengan menggunakan metode bayangan. Penelitian ini mendapatkan hasil perhitungan kuat medan listrik tertinggi di pusat saluran, adalah sebesar 685,9392 V/m, dimana kuat medan listrik ini masih berada di bawah batas ambang yang ditetapkan WHO yaitu sebesar 5 kV/m Penelitian kedua oleh Irwan Hardika (2009) yang meniliti tentang pengaruh bentuk konfigurasi saluran transmisi 500 kV dengan sirkit ganda terhadap kuat medan listrik . Penelitian ini menyebutkan 3 variasi konfigurasi saluran transmisi. Pada variasi konfigurasi saluran 1, variasi bentuk konfigurasi yang dilakukan adalah dengan penambahan jarak cross arm masing-masing fasa. Hasil yang didapatkan adalah kuat medan listrik berkurang 0,0574 kV/m jika penambahan jarak cross arm masing-masing fasa sebesar 1 meter. Pada variasi konfigurasi saluran 2, variasi bentuk konfigurasi yang dilakukan adalah dengan penambahan jarak middle cross arm (fasa S) diperbesar, sedangkan upper cross arm (fasa R) dan bottom cross arm (fasa T)tetap. Hasil yang didapatkan adalah kuat medan listrik bertambah 0,0077 kV/m jika penambahan jarak middle cross arm (fasa S) sebesar 1 meter. Pada konfigurasi saluran 3, variasi bentuk konfigurasi yang dilakukan adalah dengan panjang bottom cross arm (fasa T) diperpanjang 2 meter faripada fasa R dan middle cross arm (fasa S) diperpanjang 1 meter daripada fasa R, mengakibatkan nilai kuat medan listrik yang ditimbulkan semakin berkurang 0,1768 kV/m.
28
Embed
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Mutakhir 2.pdfarm (fasa S) sebesar 1 meter. Pada konfigurasi saluran 3, variasi bentuk konfigurasi yang dilakukan adalah dengan panjang bottom cross
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Mutakhir
Penelitian ini mengacu pada beberapa sumber dan tinjauan yang sudah
ada, dimana masing-masing penulis menggunakan metode dan simulasi yang
berbeda sesuai dengan permasalahan yang akan dibahas. Dari perbandingan
tersebut akan terlihat perbedaan penelitian dengan yang dilakukan penulis.
Penelitian pertama oleh Irwan Prasetyo (2004) yang meneliti tentang kuat
medan listrik sebelum pengoperasian saluran transmisi 150 kV Perean-Ubud
dengan menggunakan metode bayangan. Penelitian ini mendapatkan hasil
perhitungan kuat medan listrik tertinggi di pusat saluran, adalah sebesar 685,9392
V/m, dimana kuat medan listrik ini masih berada di bawah batas ambang yang
ditetapkan WHO yaitu sebesar 5 kV/m
Penelitian kedua oleh Irwan Hardika (2009) yang meniliti tentang
pengaruh bentuk konfigurasi saluran transmisi 500 kV dengan sirkit ganda
terhadap kuat medan listrik . Penelitian ini menyebutkan 3 variasi konfigurasi
saluran transmisi. Pada variasi konfigurasi saluran 1, variasi bentuk konfigurasi
yang dilakukan adalah dengan penambahan jarak cross arm masing-masing fasa.
Hasil yang didapatkan adalah kuat medan listrik berkurang 0,0574 kV/m jika
penambahan jarak cross arm masing-masing fasa sebesar 1 meter. Pada variasi
konfigurasi saluran 2, variasi bentuk konfigurasi yang dilakukan adalah dengan
penambahan jarak middle cross arm (fasa S) diperbesar, sedangkan upper cross
arm (fasa R) dan bottom cross arm (fasa T)tetap. Hasil yang didapatkan adalah
kuat medan listrik bertambah 0,0077 kV/m jika penambahan jarak middle cross
arm (fasa S) sebesar 1 meter. Pada konfigurasi saluran 3, variasi bentuk
konfigurasi yang dilakukan adalah dengan panjang bottom cross arm (fasa T)
diperpanjang 2 meter faripada fasa R dan middle cross arm (fasa S) diperpanjang
1 meter daripada fasa R, mengakibatkan nilai kuat medan listrik yang ditimbulkan
semakin berkurang 0,1768 kV/m.
6
Penelitian yang terakhir oleh Hendera Wahyudi (2015) yang menganalisis
karakteristik hasil perhitungan dan pengukuran kuat medan listrik pada saluran
transmisi 150 kV dengan konfigurasi horizontal. Metode yang digunakan dalam
penelitian ini dengan melakukan pengukuran medan listrik di titik terendah
konduktor saluran transmisi 150 kV, selanjutnya analisis dilakukan terhadap
perubahan karakteristik kuat medan listrik yang terjadi saat pengukuran.
Berdasarkan hasil pengukuran medan listrik akan mencapai nilai tertinggi pada
saat siang hari. Hasil pengukuran tertinggi kuat medan listrik terjadi di lokasi 3
sebesar 5387 V/m. Hasil perhitungan kuat medan listrik tertinggi berada di lokasi
3 sebesar 4040 V/m. Perbedaan karakteristik hasil pengukuran kuat medan listrik
di masing-masing titik pengukuran disebabkan oleh waktu pengukuran kuat
medan medan listrik di masing-masing titik pengukuran berbeda, sehingga
tegangan pada masing-masing fasa berubah-ubah, sedangkan saat perhitungan
nilai tegangan yang digunakan tidak berubah.
Berdasarkan ketiga penelitian di atas, maka dilakukan penelitian tentang
perhitungan kuat medan listrik di antara dua tiang transmisi untuk mengetahui
kuat medan listrik di sepanjang saluran antara dua tiang transmisi, dengan
mengukur ketinggian konduktor menggunakan alat dan cara yang sederhana.
Hasil perhitungan intensitas medan listrik akan digunakan untuk membuat
rekomendasi pembangunan rumah tinggal di bawah konduktor di sepanjang
saluran transmisi SUTT 150 kV konfigurasi horizontal, sehingga orang yang akan
membangun rumah di bawah saluran transmisi 150 kV konfigurasi horizontal
hanya perlu mengukur ketinggian konduktor dari permukaan tanah untuk
mengetahui berapa ketinggian rumah yang boleh dibangun agar paparan medan
listriknya sesuai dengan standar yang ditetapkan SNI 04-6918-2002.
2.2 Tinjauan Pustaka
2.2.1 Sistem Tenaga Listrik
Untuk keperluan penyediaan tenaga listrik diperlukan berbagai peralatan
listrik yang dihubungkan satu sama lain sehingga mempunyai inter relasi dan
secara keseluruhan membentuk suatu sistem tenaga listrik. Sistem tenaga listrik
7
yang dimaksud adalah sekumpulan pusat listrik dan gardu induk (pusat beban)
yang satu sama lain dihubungkan oleh jaringan transmisi sehingga merupakan
satu kesatuan interkoneksi. Proses penyaluran tenaga listrik dibagi menjadi tiga
bagian penting, yaitu Pembangkitan, Penyaluran (transmision) dan distribusi
(distribution) seperti pada gambar 2.1 :
Gambar 2.1 Tiga komponen utama dalam penyaluran tenaga listrik
(Sumber: Marsudi, 2006)
Tenaga listrik dibangkitkan dalam pusat - pusat listrik seperti PLTA,
PLTU, PLTG, PLTP, PLTGU dan PLTD kemudian disalurkan melalui saluran
transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik
tegangan yang ada di pusat pembangkit listrik. Saluran tegangan tinggi di
Indonesia mempunyai tegangan 150 kV yang disebut sebagai saluran udara
tegangan tinggi (SUTT) dan tegangan 500 kV yang disebut sebagai saluran udara
tegangan ekstra tinggi (SUTET). Tenaga listrik yang disalurkan melalui saluran
transmisi akan menuju ke Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya
melalui transformator penurun tegangan menjadi tegangan menengah atau yang
juga disebut tegangan distribusi primer yang memiliki tegangan 20 kV.
2.2.2 Saluran Transmisi
Transmisi adalah proses penyaluran energi listrik dari satu tempat ke
tempat lainnya, yang besaran tegangannya dapat dibagi menjadi beberapa kelas,
yaitu: Tegangan Ultra Tinggi (UHV), Tegangan Ekstra Tinggi (EHV), Tegangan
8
Tinggi (HV), Tegangan Menengah (MHV), dan Tegangan Rendah (LV).
Sedangkan transmisi tegangan tinggi adalah sebuah proses penyaluran energi
listrik dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya. Dimana dalam proses
penyaluran energi listrik tersebut terdiri dari konduktor yang direntangkan antara
tiang-tiang (tower) melalui isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi.
Standar tegangan tinggi yang berlaku di Indonesia adalah : 30 KV, 70 KV dan
150 KV (Arismunandar, 1979).
2.2.2.1 Saluran Transmisi Berdasarkan Pemasangan
Berdasarkan pemasangannya, saluran transmisi dibagi menjadi dua
kategori, yaitu:
1. Saluran udara (overhead lines) adalah saluran transmisi yang menyalurkan
energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antar menara
atau tiang transmisi. Keuntungan dari saluran transmisi udara adalah lebih
murah, mudah dalam perawatan, mudah dalam mengetahui letak gangguan,
mudah dalam perbaikan, dan lainnya. Namun juga memiliki kerugian, antara
lain: karena berada di ruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap
keandalannya, dengan kata lain mudah terjadi gangguan, seperti gangguan
hubung singkat, gangguan tegangan lebih karena tersambar petir, dan
gangguan-gangguan lainnya. Dari segi estetika/keindahan juga kurang,
sehingga saluran transmisi bukan pilihan yang ideal untuk suatu saluran
transmisi didalam kota.
2. Saluran kabel tanah (underground cable) adalah saluran transmisi yang
menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah.
Kategori saluran transmisi seperti ini adalah yang favorit untuk pemasangan di
dalam kota, karena berada didalam tanah, maka tidak mengganggu keindahan
kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi
alam. Namun juga memilik kekurangan. Seperti: mahalnya biaya investasi dan
sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikannya.
9
2.2.2.2 Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan
1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200 kV – 500 kV
Pada umumnya digunakan pada pembangkitan dengan kapasitas di atas 500
MW. Tujuannya adalah agar drop tegangan dan penampang kawat dapat
direduksi secara maksimal, sehingga diperoleh operasional yang efektif dan
efisien. Permasalahan mendasar pembangunan SUTET adalah: konstruksi
tiang (tower) yang besar dan tinggi, memerlukan tapak tanah yang luas,
memerlukan isolator yang banyak, sehingga pembangunannya membutuhkan
biaya yang besar. Pembangunan transmisi ini cukup efektif untuk jarak 100
km sampai dengan 500 km.
2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30 kV – 150 kV
Tegangan operasi antara 30 kV sampai dengan 150 kV. Konfigurasi jaringan
pada umumnya single atau double sirkuit, dimana 1 sirkuit terdiri dari 3 phasa
dengan 3 atau 4 kawat. Biasanya hanya 3 kawat dan penghantar netralnya
digantikan oleh tanah sebagai saluran kembali. Apabila kapasitas daya yang
disalurkan besar, maka penghantar pada masing-masing phasa terdiri dari dua
atau empat kawat (Double atau Qudrapole) dan Berkas konduktor disebut
Bundle Conductor.
2.2.3 Komponen Utama Saluran Transmisi
Saluran transmisi tenaga listrik memiliki beberapa komponen utama yang
terdiri dari:
2.2.3.1 Menara Transmisi atau Tiang Transmisi
Pada suatu Sistem Tenaga Listrik, energi listrik yang dibangkitkan dari
pusat pembangkit listrik ditransmisikan ke pusat-pusat pengatur beban melalui
suatu saluran transmisi, saluran transmisi tersebut dapat berupa saluran udara atau
saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik
yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan
kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat
penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah atau
10
merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi
manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang
pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara atau
tower. Ada 2 jenis konstruksi menara SUTT yang biasa digunakan yaitu
konstruksi menara besi baja dan tiang beton seperti terlihat pada gambar 2.2.
Konstruksi menara besi baja merupakan jenis konstruksi SUTT ataupun
SUTET yang paling banyak digunakan di jaringan PLN, karena mudah dirakit
terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya.
Penggunaan konstruksi menara besi baja perlu pengawasan yang intensif, karena
besi baja yang terdapat pada menara rawan terhadap pencurian sehingga
mengakibatkan menara listrik tersebut roboh, dan penyaluran energi listrik ke
konsumen menjadi terganggu.
(a) (b)
Gambar 2.2 Jenis konstruksi saluran transmisi tegangan tinggi (SUTT)