i. Sistem Ketenagalistrikan

PT PLN (Persero)Jasa Pendidikan dan Pelatihan Sistem Kelistrikan

1. SISTEM KELISTRIKAN

1.1. SISTEM KELISTRIKAN .

Sistem Tenaga Listrik adalah kumpulan/gabungan dari komponen-komponen atau alat-alat listrik

seperti generator , transformator, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling

berhubungan merupakan kesatuan sehingga membentuk suatu sistem.

Gambar : Sistem Kelistrikan

TRANSMISSIONLINES SUBSTATION

BIG INDUSTRIES

LOW VOLTAGELINE

DISTRIBUTIONTRANSFORMER

MEDIUM VOLTAGE LINES

SMALL INDUSTRIES

MALL

MIDDLE INDUSTRIES

HOUSING

PUBLIC ROADLAMP

POWER PLANT

1


1.2. Proses Penyaluran Tenaga Listrik ke Pelanggan :

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

dibangkitkan pada tempat-tempat tertentu, sedangkan pemakai tenaga listrik atau pelanggan

tenaga listrik tersebar diberbagai tempat, maka penyampaian tenaga listrik dari tempat

dibangkitkan sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan teknis.

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 Proses Penyaluran

Tenaga Listrik dibangkitkan di Pusat-pusat 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.

Saluran transmisi tegangan tinggi di PLN kebanyakan mempunyai tegangan 70 KV, 150

KV dan 500 KV. Khusus untuk tegangan 500 KV dalam praktek saat ini disebut sebagai

tegangan ekstra tinggi. 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 kabel tanah adalah bahwa saluran

udara mudah terganggu misalnya karena kena petir, kena pohon dan lain-lain.

2


Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga

listrik di Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya melalui transformator, 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 setelah keluar dari GI biasa disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara

Pusat Listrik dengan GI biasa disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan

melalui jaringan distribusi primer maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya

dalam gardu-gardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt atau

220/127 Volt (dihapus), kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah untuk

selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) PLN melalui Sambungan

Rumah. Hal ini digambarkan oleh gambar I. 2. Proses penyampaian tenaga listrik ini secara

keseluruhan juga ditunjukkan oleh gambar 1.3.

Pelanggan-pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar tidak dapat disambung

melalui Jaringan Tegangan Rendah (JTR) melainkan disambung langsung pada Jaringan

Tegangan Menengah (JTM) bahkan ada pula yang disambung pada Jaringan Transmisi

Tegangan Tinggi, tergantung besarnya daya tersambung.

Gambar . : Skema Pusat Listrik yang dihubungkan melalui saluran

Transmisi ke Gardu Induk.

3


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 GTT.

4


Setelah tenaga listrik melalui Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegangan

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 kiranya dapat dimengerti bahwa 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 menyesuaikan daya listrik yang dibangkitkannya dari waktu ke waktu.

Apabila jumlah pelanggan yang harus dilayani adalah 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 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.

5


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

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 1.5. :

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

PLTA dan enam buah Pusat Beban (GI).

6


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.

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.

2 PEMBANGKITAN TENAGA LISTRIK

2.1 . a. Sumber tenaga listrik :

Sumber Tenaga Listrik ialah semua peralatan atau benda yang mengeluarkan tenaga listrik

misalnya :

Generator / dinamo :

Generator kutub menonjol / Salient Pole untuk putaran rendah /misalnya PLTA

Generator kutub tidak menonjol / Non Salient Pole untuk putaran tinggi / misalnya PLTG

Batere / Akumulator : tenaga listrik dihasilkan berdasarkan proses kimia elektrolisa ; arus /

tegangan yang dihasilkan ádalah arus searah

7


Awan / Petir :

Awan mengandung uap air dimana muatan positif dengan muatan negatif terpisah sehingga

merupakan awan bertegangan dan pada jarak tertentu antara awan dengan bumi / bangunan akan

menghasilkan medan yang cukup tinggi sehingga memungkinkan elektrón dari awan loncat ke

bumi atau sebaliknya yang dinamakan petir . Tenaga listrik dari petir Besar yaitu Tegangan

sekitar 345 kV dan Arus yang pernah tercatat 110 kA namun energinya kecil sekali karena

waktunya sangat singkat dalam satuan micro-seconds sehingga nyaris tidak dapat digunakan .

Tenaga Surya.

Solar Cell jika terkena sinar matahari / surya akan menghasilkan tegangan searah yang siap

untuk digunakan sebagai sumber tenaga listrik ; biasanya Solar Cell ini mengisi Akumulator

kemudian arus searah ini diubah menjadi abb dengan bantuan Inverter ; output inverter ini siap

mensuplai beban abb.

b. Pembangkitan :

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 :

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 .

8


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

perkalian daya listrik ini dengan waktu pelayanan beban ádalah energi listrik .

c. Penggerak Mula .

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

Blok Diagram PLTA

9


Gambar : 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

Blok Diagram PLTU

10


Gambar : PLTU Belawan.

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

Blok Diagram PLTG

11


Gambar : 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

Mekanik

Tenaga Listrik PLTG

Dapur Gas Turbin Gas Generator

Pembakaran

Gas buang

Uap Mekanik Tenaga Listrik PLTU

Boiler Turbin Generator

Blok Diagram PLTGU

12


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

Blok Diagram PLTP

Gambar : PLTP Kamojang.

13


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

Blok Diagram PLTD

Gambar: PLTD Kal-Tim.

14


2.2. 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 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.

15


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.

a. Beban maksimum.

16


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

17


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.

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.

18


- 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.

3. TRANSMISI TENAGA LISTRIK.

Transmisi berfungsi menyalurkan arus listrik / tenaga listrik dari pembangkit ke Gardu Induk .

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

Transmisi tenaga listrik

Vr = Vs - IZ

Agar Vr memenuhi standar maka sebaiknya semakin panjang transmisi , tegangan

transmisi dinaikkan .

19


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 .

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

Generator Y Trafo Step Up 150 kV Gardu Induk JTM

di Switchyard

Sistem Transmisi 150 kV / 20 kV

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

JTM

20


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

di Switch yard Gardu Induk /SKTT GarduIinduk

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

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 .

4. Distribusi Tenaga Listrik

Distribusi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pembangkit atau dari Gardu Induk ke

Gardu Distribusi dan atau ke Pelanggan dan dari Gardu Distribusi ke Pelanngan dengan

energi , tegangan dan frekuensi sesuai stándar pelayanan yang berlaku .

Ada kalanya untuk pembangkit kecil , dari Trafo pembangkit langsung ke jaringan distribusi

baik lewat SUTM maupun lewat SKTM dengan tegangan 20 kV .

21


Dari sisi 20 kV Trafo step down GI tenaga listrik didistribusi kan lewat SKTM (sekitar 50 m)

keluar Gardu Induk kemudian lewat SUTM ke pelanggan TM atau ke Gardu Distribusi atau

Gardu Tiang dan ada pula di distribusikan lewat SKTM untuk daerah perkotaan . Isolator

SUTM biasanya menggunakan Porselin dan penghantar nya memakai A2C (All Aluminium

Conductor ) atau A3C (All Alluminium Alloy Conductor) . Umumnya saat ini menggunakan

Tiang Beton baik bentuk bulat maupun bentuk H atau Tiang kayu atau Besi , 9 m atau 11 m .

Trafo Step Down di Gardu Distribusi berfungsi menurunkan tegangan dari 20 kV menjadi

380/220 Volt atau 400/231 Volt kemudian didistribusikan ke pelanggan tegangan rendah .

Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) umumnya menggunakan isolator Porselin dan

SKUTR menggunakan penghantar TIC (Twisted Insulated Cable ) biasanya berbahan

Aluminium . Umumnya saat ini SUTR menggunakan Tiang SUTM dan jika tidak ada

SUTM , menggunakan Tiang Beton / Kayu / Besi , 7 m .

Untuk mengukur besaran listrik pada pelanggan dipasang pada sambungan pelanggan dengan

Instalasi Pelanggan (IP) APP TM (Alat Pengukur dan Pembatas Tegangan Menengah) untuk

pelanggan TM dan APP- TR (Alat Pengukur dan Pembatas Tegangan Rendah) .

Trafo Step Down di Gardu Distribusi menggunakan Trafo hubungan Delta/Bintang atau

Delta / Z; Y/Y; Y/Z .

Generator Distribusi TR Pelanggan TR

Sistem Distribusi dari Pembangkit kecil sekali tanpa GI dan tanpa GD

22


JTR / SKUTR

Trafo Distribusi TM / 20 kV Gardu Distribusi

Pembangkit D/y 20kV/380/220V

D/z / 400/231 V

Sistem Distribusi dari Pembangkit Kecil tanpa GI

Sistem Distribusi dari GI ke GD

Trafo GI JTM Distribusi 20 kV Gardu Distribusi JTR 380/220 V

20 kV / 380 /220 V

Jaringan Tegangan Rendah ( JTR ) untuk listrik pedesaan beban kecil adakalanya disuplai

listrik satu fasa pakai Trafo 1 fasa atau Trafo CSP satu fasa (Completed Self Protected = Trafo

yang dilengkapi pengaman sendiri yang jika trip dapat di “ ON “ kan kembali) .

Sistem Jaringan Distribusi /JTM

23


Untuk meningkatkan keandalan distribusi tenaga listrik maka dibangun sistem distribusi

misalnya :

Sistem radial terbuka dimana sistem dilayani oleh satu out going GI saja sehingga jika satu

JTM tersebut padam maka Gardu distribusi / beban TM juga padam / keandalan terendah .

Sistem Paralel dimana dua outgoing GI /JTM diparalel agar jika satu JTM terganggu gardu

Distribusi / beban TM dapat disuplai dari Outgoing / JTM lain .

Sistem Ring dimana JTM disuplai dari dua outgoing GI 20 kV dan terhubung satu sama lain

misalnya menggunakan PTS atau alat sejenis lainnya . Jika satu jalur JTM terganggu maka gardu

distribusi / beban TM dapat dilayani dari Jalar lain .

Sistem Spindle dimana Jeringan distribusi dari suatu GI ke Gardu Hubung menggunakan

beberapa jaringan kabel tanah dan satu kabel Express / Express Feeder sehingga jika satu jalur

distribusi terganggu maka gardu distribusi / beban TM dapat dilayani oleh jaringan yang lain .

Sistem Cluster mirip dengan sistem spindle dimana sistem ini tanpa Gardu Hubung (GH) dan

cocok untuk jaringan yang lebih pendek dan semua JTM dari GI tersambung oleh Express

Feeder serta beban TM / Gardu Distribusi tersambung pada JTM tersebut, Switching dapat

dilakukan di sepanjang express Feeder .

Sistem Fish Bone dimana suatu JTM disuplai oleh dua GI dan dari JTM ke Gardu distribusi /

percabangan terhubung dengan menggunakan PTS (Pole Top Switch), Sistem ini lebih handal

karena disupali dari dua GI .

Pada dasarnya sistem jaringan distribusi menyesuaikan dengan jenis dan kepadatan beban .

Untuk daerah dengan kepadatan beban rendah cocok bila menggunakan sistem radial

sedangkan untuk daerah yang cepat perkembangan bebannya cocok menggunakan sistem

Spindle .

24


Kendala operasi pada distribusi tenaga listrik antara lain jika menggunakan penghantar telanjang

sering terganggu oleh ranting / daun / dahan pohon dan jika menggunakan kabel biayanya

mahal; oleh karena itu pada lokasi tertentu yang sering mengalami gangguan digunakan SUTM

penghantar ber isolasi bukan kabel .

5. SAMBUNGAN DAYA LISTRIK.

Sambungan Daya Listrik untuk melayani konsumen ada dua macam :

a. Sabungan Listrik Tegangan Menengah (SLTM)

- Sambungan ini khusus untuk melayani pelanggan dengan daya ≥ 200 kVA

b. Sambungan Listrik Tegangan Rendah (SLTR).

- Sambungan ini khusus untuk melayani pelanggan dengan daya ≤ 200 kVA

25

i. Sistem Ketenagalistrikan

Documents