Makalah/Paper tentang Distribusi Tegangan Listrik Menengah

TUGAS DASAR tenaga listrik
“ distribusi tegangan listrik menengah “

D

I

S

U

S

U

N

OLEH :

CLARA INGGREASTUTI
D41115519
2015/2016

" universitas hasanuddin "

1.    Pengertian Transmisi Tenaga Listrik

Transmisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga lisrik dari tempat pembangkit tenaga listrik (Power Plant ) hingga substation distribution sehingga dapatdisalurkan pada konsumen pengguna listrik melalui suatu bahan konduktor.

1.    Jenis Transmisi Tenaga Listrik

1.    Transmisi  Grid

Sistem transmisi listrik yang lebih kompleks dan dinamis daripada sistem utilitas lainnya, seperti air atau gas alam. Listrik mengalir dari pembangkit listrik, melalui transformer dan jalur transmisi, untuk gardu, jalur distribusi, dan akhirnya ke konsumen listrik. Gambar 1 menggambarkan sangat disederhanakan diagram dari sistem listrik. Pada kenyataannya, sistem listrik sangat saling berhubungan. Keterkaitan sistem berarti bahwa fungsi jaringan transmisi sebagai satu kesatuan. Kekuasaan memasuki sistem mengalir sepanjang semua jalur yang tersedia, terlepas dari batas-batas wilayah layanan, kabupaten, negara, atau bahkan negara. Jaringan transmisi saat ini tidak hanya mencakup jalur transmisi yang berjalan dari pembangkit listrik ke pusat-pusat di mana listrik digunakan, tetapi juga dari saluran transmisi ke saluran transmisi, menyediakan sistem berlebihan yang membantu menjamin kelancaran arus listrik. Jika saluran transmisi diambil dari pelayanan di salah satu bagian dari jaringan listrik, daya reroutes sendiri melalui saluran listrik lainnya untuk terus memberikan daya ke pelanggan. Intinya, listrik dari pembangkit listrik adalah banyak'SRROHGμ dalam sistem transmisi dan masing-masingsistem distribusi menarik dari kolam ini. Sistem jaringan ini membantu untuk mencapai keandalan yang tinggi dan ketersediaan pengiriman daya karena setiap pembangkit listrik satu-satunya merupakan sebagian kecil dari kekuatan makhlukdisampaikan oleh jaringan listrik untuk memenuhi kebutuhan permintaan seketika. Ini penyatuan kekuasaan juga berarti bahwa kekuasaan disediakan dari berbagai sumber, termasuk batubara, nuklir, gas alam, minyak, atau energi terbarukan lainnya sumber seperti tenaga air, biomassa, angin, atau matahari kekuasaan.

2.    Transmisi bawah tanah

      Pemasangan kabel transmisi bawah tanah umumnya melibatkan urutan berikutPeristiwa: 1) kliring ROW, 2) penggalian / peledakan, 3) peletakan dan / atau pengelasan pipa, 4) saluran Bank dan instalasi kubah, 5) backfilling, 6) instalasi kabel, 7) menambahkan cairan atau gas, dan 8) restorasi situs. Banyak dari kegiatan ini dilakukan secara serentak sehingga untuk meminimalkan gangguan dengan jalan lalu lintas. Gambar 8 menunjukkan urutan instalasi khas di jalan kota. Kanan-Of-Way Konstruksi Zona Mirip dengan konstruksi transmisi overhead, konstruksi bawah tanah dimulai dengan mempertaruhkan yang batas ROW dan menandai sumber daya sensitif. Ada utilitas bawah tanah diidentifikasi dan ditandai sebelum dimulainya konstruksi. Jika saluran transmisi dibangun dalam jalan raya, penutupan jalur akan diperlukan dan lalu lintas kendali signage diinstal. Kegiatan konstruksi dan peralatan akan mengganggu arus lalu lintas. Pada rata-rata, beberapa ratus kaki dari jalur lalu lintas ditutup selama konstruksi. Ketika bahan dan peralatan yang disampaikan, panjang tambahan atau jalur lalu lintas bisa ditutup. Daerah konstruksi harus lebar dan tingkat yang cukup untuk mendukung gerakan backhoe, dump truk, betontruk, dan peralatan konstruksi yang diperlukan lainnya dan bahan. Bagian yang belum dikembangkan dari jalan ROW mungkin memerlukan penggalian atau mengisi diendapkan di lereng bukit sehingga permukaan diratakan dan 9 cukup untuk mendukung peralatan konstruksi kompak. Daerah konstruksi di baris jalan yang biasanya 12 sampai 15 kaki lebar dengan tambahan 5-8 kaki untuk konstruksi parit.

Jenis Kabel Underground Transmisi Listrik

                     Ada dua jenis utama dari jaringan transmisi bawah tanah yang sedang digunakan. Salah satu jenis adalah dibangun dalam pipa dengan cairan atau gas dipompa atau diedarkan melalui dan di sekitar kabel agar untuk mengelola panas dan melindungi kabel. Jenis lain adalah kabel dielektrik padat yang tidak memerlukan cairan atau gas dan merupakan kemajuan teknologi yang lebih baru. Jenis umum dari bawah tanah konstruksi kabel meliputi:

·         Tekanan tinggi, pipa berisi cairan (HPFF)

·         Tekanan tinggi, pipa gas penuh (HPGF)

·         mandiri cairan (SCFF)

·         kabel Padat, cross-linked polyethylene (XLPE)

·         Tinggi-tekanan, cairan-Dipenuhi Pipa-Type Kabel

                     Sebuah tekanan tinggi, cairan (HPFF) pipa-jenis saluran transmisi bawah tanah, terdiri dari bajapipa yang berisi tiga konduktor tegangan tinggi. Gambar 1 mengilustrasikan HPFF pipa-jenis kabel yang khas. Setiap konduktor terbuat dari tembaga atau aluminium; terisolasi dengan kualitas tinggi, minyak-diresapi kraft isolasi kertas; dan ditutupi dengan perisai logam (biasanya memimpin) dan kabel skid (untuk perlindungan selama konstruksi).

3.    Transmisi udara

                     Saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yangdigantung pada isolator antar menara atau tiang transmisi. Keuntungan darisaluran transmisi udara ini adalah lebih murah, mudah dalam perbaikan, lebihmudah dalam perawatan dan mudah dalam mengetahui letak  gangguan.    Namun juga memiliki kerugian, antara lain : karena berada diruang terbuka,maka cuaca sangat berpengaruh terhadap keandalannya, dengan kata lainmudah terjadi gangguan, seperti gangguan hubung singkat, gangguan teganganlebih karena tersambar petir, dan gangguan-gangguan lainnya. Dari segiestetika/keindahan juga kurang, sehingga saluran transmisi bukan pilihan yangideal untuk suatu saluran transmisi di dalam kota.

Pembangunan Pusat Pembangkit dengan kapasitas produksi energy listrik yang besar: PLTA, PLTU, PLTGU, PLTG, PLTP memerlukan banyak persyaratan, terutama masalah lokasi yang tidak selalu bisa dekat dengan pusat beban seperti kota, kawasan industri dan lainnya. Akibatnya tenaga listrik tersebut harus disalurkan melalui system transmisi yaitu:

- Saluran Transmisi

- Gardu Induk

- Saluran Distribusi

Apabila salah satu bagian sistem transmisi mengalami gangguan maka akan berdampak terhadap bagian transmisi yang lainnya, sehingga saluran transmisi, gardu induk, dan saluran distribusi merupakan satu kesatuan yang harus dikelola dengan baik.

Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI) adalah sarana di udara untuk menyalurkan tenaga listrik berskala besar dari Pembangkit ke pusatpusat beban dengan menggunakan tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi.

SUTT/SUTETI merupakan jenis Saluran Transmisi Tenaga Listrik yang banyak digunakan di PLN daerah Jawa dan Bali karena harganya yang lebih murah dibanding jenis lainnya serta pemeliharaannya mudah. Pembangunan SUTT/SUTETI sudah melalui proses rancang bangun yang aman bagi lingkungan serta sesuai dengan standar keamanan internasional, di antaranya:

- Ketinggian kawat penghantar

- Penampang kawat peng hantar

- Daya isolasi

- Medan listrik dan Medan magnet

- Desis corona

Gambar 4.1. Sistem Penyaluran Daya Listrik

Macam Saluran Udara yang ada di Sistem Ketenagalistrikan PLN P3B Jawa Bali seperti gambar4.2 dan gambar 4.3

a. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV

b. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kV

c. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTETI) 500 kV

4.    SALURAN KABEL

Pada daerah tertentu (umumnya perkotaan) yang mempertimbangkan  masalah estetika, lingkungan yang sulit mendapatkan ruang bebas, keandalan yang tinggi, serta jaringan antar pulau, dipasang Saluran Kabel.

a. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 70 kV

b. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 150 kV

c. Saluran Kabel Laut Tegangan Tinggi (SKLTT) 150 kV

Mengingat bahwa Saluran kabel biaya pembangunannya mahal dan pemeliharaannya sulit, maka jarang digunakan, Konstruksi Kabel dapat dilihat pada gambar 4.4

Gambar 4. 4.Kabel bawah laut

5.    Saluran Isolasi Gas

Saluran Isolasi Gas (Gas Insulated Line/GIL) adalah Saluran yang diisolasi dengan gas, misalnya: gas SF6, seperti gambar 4.5. Karena mahal dan risiko terhadap lingkungan sangat tinggi maka saluran ini jarang digunakan.

Gambar 4.5. Saluran isolasi gas

2.    SISTEM TRANSMISI

a.Reistansi (Tahanan)Sebuah Transmisi

Setiap penghantar  listrik  bersifat  melawan arus  yang mengalir  pada penghantartersebut. Ini disebut  resistance  (tahanan). Besar  kecilnya nilai  tahanan penghantar tergantung dari panjang (l)  dan luas penampang (A), seperti ditunjukkan oleh persamaan:                                                            

Dimana harga resistivity(i) atau  specific  resistance  tidak hanya tergantung pada bahan conductor tetapi juga pada temperaturnya. Jika /1 dan /2 adalah harga  resistivity  pada perbedaan temperatur t dan t , maka :

                                

Dimana α adalah koefisien temperatur tahanan dari bahan.

Harga koefisien temperatur  dari tahanan tidak  konstan,  tetapi  tergantung pada temperatur mula-mula. Koefisien temperatur tahanan pada temperatur t diberikan oleh persamaan:

Dimana adalah koefisien temperatur tahanan pada 0 C. Pada jaringan satu phasa itu jaringan dc  2 kawat, tahanan diambil dua kalinya. Sedangkan pada sistem jaringan 3 phasa, tahanan per phasa adalah tahanan tiap penghantar.

b. Induktansi Sebuah Jaringan Transmisi

Suatu penghantar yang dilalui oleh arus listrik dikelilingi oleh garis gaya magnetik consentris.  Dalam hal  ini  pada sistem ac, medan magnet yang timbul disekeliling penghantar  tidak  konstan,  tetapi  berubah-ubah dan melingkupi penghantar yang sama seperti dengan penghantar yang lain. Oleh karena sebuah jaringan transmisi udara  satu phasa terdiri  dari dua buah penghantar yang sejajar dengan jarak d meter antara satu dengan yang lain ( d lebih besar dibanding dengan jari-jari penghantar r). Tiap-tiap konduktor,  jika dilalui  arus  listrik,  dengan sendirinya akan timbul  medan magnit yang mana garis-garis gaya seolah-olah berbentuk lingkaran konsisten yang berpusat  pada pusat penghantar  dan merambat  tegak  lurus pada sepanjang konduktor,  beberapa garis  gaya seolah-olah di  dalam konduktor dan yang lain di luar. Misalkan jari-jari penghantar r meter dan dilalui arus 1 amper.

Kita anggap distribusi arus  pada konduktor seragam, intensitas medan pada titik dengan jarak x meter dari pusat konduktor, seperti ditunjukkan oleh persamaan:

dengan menganggap x < r  Karena kerapatan flux;                                        , dimana:                      dan r adaladan r adalah permaebilitas relative dari udara dan untuk bahan bukn magnetik µ = 1, maka:

Sekarang kita pikirkan fluxi  luar.  Di sini  yang akan kita pikirkan hanya flux yang merambat  antara  dua buah konduktor,  karena lapang flux yang tertinggal  tidak dalam pengaruh bentuk  loop  oleh dua buah konduktor. Kuat medan yang dihasilkan, satu konduktor sendiri pada jarak x dari pusat konduktor (x > r), dapat ditunjukkanoleh persamaan: 

Dari  persamaan di  atas  ternyata bahwa induktansi  dari jaringan tergantung pada jarak antara konduktor, semakin besar jaraknya semakin besar induktansinya. Jari-jari konduktor, semakin besar jari-jari konduktor semakin kecil induktansinya. Panjang jaringan semakin panjang jaringan transmisi semakin besar induktansinya.

c.  Kapasitansi Sebuah Jaringan Transmisi

 Dua buah konduktor yang dipisahkan oleh suatu medium adalah sebuah kapasitor. Dalam hal ini jaringan transmisi udaralah merupakan dua buah plate kapasitor yang dipisahkan oleh udara dengan yang lain. Kapasitansi ini didistribusikan sepanjang jaringan dan dipandang sebagai  bentukkondensator yang diserikan yang tersambung antar konduktor. Bilamana suatu perbedaan tegangan dihubungkan pada jaringan, dengan demikian pada jaringan transmisi  akan ada arus   leading  yang mengalir  walaupun jaringan transmisi belum dibebani, arus ini sering disebut  Charging Current (IC). Besarnya charging current tergantung pada besarnya tegangan transmisi, kapasitansi jaringan dan frekuensi  a.c supplay , seperti ditunjukkan oleh persamaan:

Jika kapasitansi jaringan transmisi udara tinggi, arus pengisian  (Current Charging) yang mengalir  pada jaringan itu besar, yang mana arus pengisian kini  akan mengkompensasi  komponen reaktif dari arus  beban karena itu jumlah arus  yang mengalir pada jaringan dapat diperkecil. Pengecilan jumlah arus yang mengalir pada jaringan dapat menyebabkan : Memperkecil kerugian-kerugian pada jaringan dan demikian pula dapat menambah effesiensi transmisi. Memperkecil rugi tegangan atau memperbaiki regulasi tegangan. keuntungan yang lain dari sebuah jaringan transmisi yang mempunyai kapasitansi yang tinggi adalah menambah kapasitas beban dan memperbaiki faktor daya. Sebuah jaringan transmisi udara  1 phase dengan 2 buah konduktor  yang paralel masing-masing mempunyai jari-jari r meter dan ditempatkan di udara dengan jarak d meter  (dianggap d lebih  panjang dibandingkan r).  Jika  konduktor  A mempunyai sebuah muatan + Q farad per meter maka konduktor B akan mempunyai sebuah muatan ±Q farad per meter.

Karakteristik Mekanik Jaringan Transmisi

1.    Underground atau overhead

Jaringan  overhead  lebih  banyak  digunakan,  karena dengan menggunakan udara sebagai isolasi kabel, kabel lebih murah serta biaya instalasi lebih sederhana dan mudah.  Dibanyak  negara  berkembang kabel  tanpa isolasi  lebih  banyak  tersedia daripada kabel  underground  (bawah tanah).

Kabel tanpa isolasi lebih beresiko terhadap petir dan pohon yang tumbang. Daerah sepanjang jalur  kabel  harus  bebas  dari tumbuhan dan harus  diperiksa secara periodik. Tiang listrik mungkin memiliki usia yang terbatas dan harus diganti mungkin sekitar  15 tahun sekali.  Selain itu jaringan  overhead  kurang efisien daripada underground untuk ukuran konduktor yang ditentukan, hal ini karena jarak yang lebar antara konduktor meningkatkan kerugian induktif.

Kabel  underground  harus  disolasi  dengan baik  dan terlindungi  dari pergerakan tanah, penggalian tanah, bangunan baru, dll. Sekali dipasang, seharusnya jaringan harus bekerja tanpa perawatan sampai material isolasi rusak, biasanya lebih lama dari 50 tahun. Perhitungan untuk jaringan  overhead  dan underground pada dasarnya sama.  Tetapi  implikasi  biaya dan perawatan harus  benar-benar  diperhatikan.

Berdasarkan pengalaman dan beberapa aspek  teknis serta ekonomis,  untuk  di Indonesia lebih baik dipakai  jaringan overhead  (udara). Jaringan transmisi udara pada dasarnya mempunyai komponen utama penghantar, tiang dan isolator. Pertimbangan yang pertama dalam merancang bangun jaringan adalah listriknya. Penghantar  yang dipakai  harus  sesuai,  sehingga jika jaringan dipakai untuk menyalurkan tenaga listrik tidak timbul panas yang berlebihan atau rugi tegangan yang besar. Isolasinya juga harus sesuai dengan sistem tegangan yang digunakan, semakin besar sistem tegangan yang dipakai menuntut pula isolasi yang lebih besar.

Rancang bangun mekanik juga harus dipertimbangkan, sebagai contoh penghantar dan tiang jaringan yang dipakai harus cukup kuat untuk menahan beban mekanik.

Konduktor merupakan suatu fakta bahwa arus akan lebih mudah mengalir pada penampang yang lebih besar, dimana resistansinya lebih kecil.

Gambar  Aliran arus padapenampang konduktor

Untuk  keperluan transmisi dan distribusi  listrik  ada dua material  yang umumnya digunakan yaitu aluminium dan tembaga.  Berikut  perbandingan antara  dua jenis bahan konduktor tersebut.

Dalam aplikasi  sistem  transmisi tegangan menengah atau tinggi  saat ini  banyak digunakan konduktor campuran yaitu Alluminium Conductor Steel Reinforced (ACSR). Konduktor jenis ini darisegi biayalebih murah, selainitudayatariknyalebih kuat  dari pada konduktor  murni  aluminium.  Jenis  lain konduktor  dari bahan aluminium yang juga sering digunakan adalah AAAC  (all aluminium alloy conductor) dan AAC  ( all aluminium conductor)  yang mempunyai  ketahanan tarikan dan karakterisitik bahan yang berbeda.

Untuk aplikasi mikrohidro dimana kasus pada umumnya adalah digunakan sistem transmisi tegangan rendah (230/400 Volt). Kabel yang digunakan adalah dari bahan aluminium campuran dengan jenis  twisted insulated cable (TIC)  atau dalam notifikasi teknis disebut NF2X / NFA2X. Kabel jenis ini digunakan secara luas dalam transmisi tegangan rendah di Indonesia.  Diameter  kabel  ditentukan oleh beberapa pertimbangan sesuai dengan penjelasan bagian berikutnya.

 

Konduktor dapat merupakan salah satu komponen biaya yang tinggi dalam sistem transmisi energi listrik. Pemilihan ukuran konduktor dilakukan untuk meminimalisaisi biaya yang dibutuhkan dan kehilangan daya yang diakibatkannya. Biaya besar yang seharusnya tidak diperlukan dapat terjadi dengan pemilihan konduktor yang terlalu besar, apalagi  dengan konduktor yang lebih besar akan lebih berat  dan struktur penyangga juga harus  lebih kuat yang pada akhirnya manambah pekerjaan dan biaya. Ada beberap pertimbangan dalam  menentukan ukuran konduktor  yang akan digunakan untuk transmisi dan distribusi tenaga listrik, diantaranya adalah :

•Besarnya arus yang mengalir dalam konduktor Arus yang mengalir  sebanding  dengan  daya yang dihasilkan dan ditransmisikan dengan mengikuti persamaan.

Semakin besar  arus maka konduktor yang diperlukan akan semakin  besar pula. Periksa tabel daya hantar  kabel  sesuai  jenis  dan ukurannya sebelum menentukan ukuran kabel.

•Jarak antara pembangkit dengan pusat beban.

Hal ini adalah berkaitan dengan tegangan jatuh (voltage drop). Semakin jauhbeban dari pembangkit  maka akan semakin besar  tegangan jatuh,  hal  inidisebabkan resistansi dalam konduktor.  Semakin kecil penghantar  maka resistansi  akan semakin  besar.  Sehingga semakin  jauh jarak  yang ditransmisikan maka konduktor yang dibutuhkan akan semakin besar untuk mengurangi tegangan jatuh tersebut.

•Perkiraanpeningkatan beban

Besarnya penghantar  harus  disesuaikan dengan kemungkinan peningkatan beban dimasa yang akan datang yang mana akan menyebabkan meningkatnya arus yang mengalir.

•Kehilangan daya

Semakin besar arus yang mengalir dan semakin besar resistansi kabel akan mengakibatkan semakin  besarnya kehilangan aya.  Sesuai  dengan persamaan :

Dimana P  =  kehilangan daya,  I  = arus  yang mengalir  dan R  =  resistansi penghantar

           

Kelendutan konduktor

Dalam pemasangan konduktor, harus diberikan regangan/kelendutan konduktor dengan memperhatikan kekuatan tarikan maksimum bahan konduktor yang diijinkan dan tarikan pada strukutur penyangga, beban angin pada konduktor, dll. Selain itu kelendutan juga bertujuan untuk menjaga jarak yang aman antara konduktor dengan permukaan tanah. Berdasarkan kriteria desain mekanikal maka dapat dihitung;

•Lendutan minimum,  yaitu besar  lendutan berdasar  gaya tarik  maksimum, yaitu sebesar 25% kekuatan putus dari konduktor (faktor kamanan sebesar 4 ) pada 20ᵒ C ditambah gaya angin maksimum

•Lendutan maksimum, yaitu besar  lendutan pada kenaikan suhu 50ᵒ C, diperhitungkan dari lendutan pada gaya tarik  mula  sebesar  gaya tarik maksimum pada 20 C ditambah gaya angin maksimum

•Lendutan desain, adalah lendutan yang dilaksanakan dalam pemasangan jaringan, yaitu sebesar lendutan pada suhu 35ᵒC (suhu udara), diperhitungkan dari gaya tarik mula, sebesar gaya tarik maksimum pada 20ᵒC ditambah gaya angin maksimum.

Nilai  tarikan maksimum konduktor  dapat  diperoleh dari pabrikan pembuat  kabel berdasarkan material dan diameter kabel yang digunakan, adapun kelendutan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

Dimana:

S = kelendutan (sag) (m)

W = berat konduktor tiap unit panjang

(kg/m atau N/m)

Ls = span - jarak bentang antara tiang (m)

H = gaya horizontal pada tiang (kg atau N harus sama dengan yang digunakan dalam berat konduktor ± ini biasanya equal dengan tegangan pada konduktor)

Ruang bebas penghantar

Jarak  antara penghantar  minimum dengan tanah  (public  right of way)  harus

memenuhi  kriteria yang disyaratkan untuk menjaga keselamatan manusia  dan

jaringan itu sendiri.  Jarak  vertikal  antara  penghantar  dengan tanah pada kondisi

kelendutan maksimum pada 35ᵒC  untuk  jarak  bentang  (span)  kurang dari 100 m

adalah ditentukan sebagai berikut:

Untuk aluminium konduktor dengan penyusunan horizontal atau triangular, jarak antara konduktor (spacing) dapat dihitung dengan rumus:

3.    Komponen dari Sistem Transmisi

Pembangkit listrik menghasilkan tiga fase arus bolak-balik (AC). Ini berarti bahwa saluran transmisi adalah dibangun dengan tiga kabel, satu untuk setiap fase. Pada struktur transmisi, tiga kabel besar yang disebut konduktor dan membawa tenaga listrik. Mereka biasanya sekitar satu atau dua inci diameter. Ada juga kawat yang lebih kecil di bagian atas struktur, disebut kawat perisai. Kawat perisai dirancang untuk melindungi saluran listrik dari petir dan mungkin juga mengandung komunikasi kabel serat optik. Jalur listrik dengan dua set tiga konduktor yang disebut sebagai struktur double-hubung. Kadang-kadang jalur distribusi yang digantung di bawah saluran transmisi. Jaringan listrik terdiri dari dua infrastruktur yang terpisah: semakin tinggi tegangan sistem transmisi dan sistem distribusi tegangan rendah. Jalur transmisi di Wisconsin berkisar 69-345 kilovolt (kV) dan digunakan untuk meminimalkan kerugian listrik lebih dari ratusan mil. Baris dengan tegangan yang lebih tinggi, seperti 500 kV atau 765 garis kV harus-date belum dibangun di Wisconsin tetapi digunakan di negara bagian Midwestern lainnya. The sistem distribusi tegangan rendah menarik listrik dari jaringan transmisi dan mendistribusikan ke masing-masing pelanggan. Jalur distribusi berkisar 4-35 kV. Tegangan yang menghubungkan ke rumah Anda bahkan lebih rendah, pada 120 atau 240 volt. Seribu volt sama dengan satu kilovolt.

Transmission Line Desain

Garis listrik yang menghasilkan bunga yang paling umum sering transmisi tegangan tinggi baris. Ini adalah garis listrik terbesar dan paling terlihat. Kebanyakan kota-kota besar memerlukan beberapa jalur transmisi untuk diandalkan layanan listrik. Gambar 2 menunjukkan contoh dua struktur transmisi 345 kV-double-hubung berbagi dengan cara yang benar-of-sama (ROW). Jalur transmisi yang lebih besar dari jalur distribusi yang lebih umum yang ada di sepanjang jalan dan kota pedesaan jalan-jalan. Transmisi tiang line atau struktur umumnya antara 60 dan 140 kaki. Jalur distribusi struktur sekitar 40 sampai 60 kaki. Ada beberapa jenis struktur transmisi. Struktur transmisi dapat dibangun dari logam atau kayu. Mereka bisa tunggal atau multi-poled poled. Mereka dapat tunggal-hubung, membawa satu set jalur transmisi atau double-hubung dengan dua set garis. Gambar 3 menunjukkan dekat dari yang biasa dibangun double-hubung, struktur transmisi single-pole. Gambar 4 menunjukkan diagram dari berbagai jenis struktur transmisi.

Gambar Dua Tegangan Tinggi Struktur ganda Circuit-Transmisi

A Single-Pole, Double-Circuit Struktur Transmisi

Struktur Transmisi berbeda

Struktur transmisi yang berbeda memiliki materi dan biaya konstruksi yang berbeda, dan memerlukan kanan yang berbeda dari arah lebar, jarak antara struktur (panjang bentang), dan tinggi tiang. Persyaratan konstruksi dan biaya juga bervariasi dengan tegangan ukuran yang berbeda. Di masa lalu, banyak jalur transmisi yang dibangun di H-frame struktur kayu dan struktur kisi logam. Baris baru yang paling sering dibangun dengan tiang tunggal struktur karena hak-of-cara keterbatasan lebar dan pertimbangan lingkungan. Saat yang tepat-of- cara lebar bervariasi antara 80 hingga 150 kaki.

e

Tipikal Benar untuk Jalan Diagram

Tinggi tiang dan kapasitas beban keterbatasan menentukan jarak antara tiang (panjang bentang) baik pada dasar ground clearance atau kemampuan untuk mendukung angin dan es beban berat. Di daerah di mana single-polestruktur lebih disukai, lemah atau tanah basah mungkin memerlukan pondasi beton untuk dukungan. Dimana saluran transmisi harus menyeberang jalan atau sedikit mengubah arah, struktur sudut yang lebih besar (Gambar 6 dan 7) atau kabel pria mungkin diperlukan. Polandia dengan kabel pria berdampak area yang jauh lebih besar. Struktur sudut biasanya lebih dari dua kali lipat diameter tiang baja lainnya. Mereka terbuat dari baja, biasanya 5-6 kaki di diameter, dan memiliki basis beton besar. Dasar mungkin terkubur sepuluh atau lebih kaki di bawah tanah permukaan. Diameter tiang dan kedalaman dasar dimakamkan tergantung pada kondisi tanah dan tegangan baris.

Sebuah Transmission Line diagonal Penyeberangan sebuah jalan antara dua Struktur Sudut

                    

Penutup dari Basis dari Struktur Sudut

 

4.  Berikut ini disampaikan pembahasan tentang transmisi ditinjau dari klasifikasi tegangannya:

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.

• Masalah lain yang timbul dalam pembangunan SUTET adalah masalah sosial, yang akhirnya berdampak pada masalah pembiayaan, antara lain: Timbulnya protes dari masyarakat yang menentang pembangunan SUTET, Permintaan ganti rugi tanah untuk tapak tower yang terlalu tinggi tinggi, Adanya permintaan ganti rugi sepanjang jalur SUTET dan lain sebagainya.

• 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.

• Jika transmisi ini beroperasi secara parsial, jarak terjauh yang paling efektif adalah 100 km.

• Jika jarak transmisi lebih dari 100 km maka tegangan jatuh (drop voltaje) terlalu besar, sehingga tegangan diujung transmisi menjadi rendah.

• Untuk mengatasi hal tersebut maka sistem transmisi dihubungkan secara ring system atau interconnection system. Ini sudah diterapkan di Pulau Jawa dan akan dikembangkan di Pulau-pulau besar lainnya di Indonesia.

3. SALURAN KABEL TEGANGAN TINGGI (SKTT) 30 KV – 150 KV

SKTT dipasang di kota-kota besar di Indonesia (khususnya di Pulau Jawa), dengan beberapa pertimbangan :

• Di tengah kota besar tidak memungkinkan dipasang SUTT, karena sangat sulit mendapatkan tanah untuk tapak tower. 

• Untuk Ruang Bebas juga sangat sulit dan pasti timbul protes dari masyarakat, karena padat bangunan dan banyak gedung-gedung tinggi.

• Pertimbangan keamanan dan estetika.

• Adanya permintaan dan pertumbuhan beban yang sangat tinggi.

Jenis kabel yang digunakan:

• Kabel yang berisolasi (berbahan) Poly Etheline atau kabel jenis Cross Link Poly Etheline (XLPE).

• Kabel yang isolasinya berbahan kertas yang diperkuat dengan minyak (oil paper impregnated).

Inti (core) kabel dan pertimbangan pemilihan:

• Single core dengan penampang 240 mm2 – 300 mm2 tiap core.

• Three core dengan penampang 240 mm2 – 800 mm2 tiap core.

• Pertimbangan fabrikasi.

• Pertimbangan pemasangan di lapangan.

Kelemahan SKTT:

• Memerlukan biaya yang lebih besar jika dibanding SUTT.

• Pada saat proses pembangunan memerlukan koordinasi dan penanganan yang kompleks, karena harus melibatkan banyak pihak, misal : pemerintah kota (Pemkot) sampai dengan jajaran terbawah, PDAM, Telkom, Perum Gas, Dinas Perhubungan, Kepolisian, dan lain-lain.

Panjang SKTT pada tiap haspel (cable drum), maksimum 300 meter. Untuk desain dan pesanan khusus, misalnya untuk kabel laut, bisa dibuat tanpa sambungan sesuai kebutuhan. 

Pada saat ini di Indonesia telah terpasang SKTT bawah laut (Sub Marine Cable) dengan tegangan operasi 150 KV, yaitu:

• Sub marine cable 150 KV Gresik – Tajungan (Jawa – Madura).

• Sub marine cable 150 KV Ketapang – Gilimanuk (Jawa – Bali).

Beberapa hal yang perlu diketahui:

• Sub marine cable ini ternyata rawan timbul gangguan.

• Direncanakan akan didibangun sub marine cable Jawa – Sumatera.

• Untuk Jawa – Madura, saat ini sedang dibangun SKTT 150 KV yang dipasang (diletakkan) di atas Jembatan Suramadu.

4. SALURAN UDARA TEGANGAN MENENGAH (SUTM) 6 KV – 30 KV

• Di Indonesia, pada umumnya tegangan operasi SUTM adalah 6 KV dan 20 KV. Namun secara berangsur-angsur tegangan operasi 6 KV dihilangkan dan saat ini hampir semuanya menggunakan tegangan operasi 20 KV.

• Transmisi SUTM digunakan pada jaringan tingkat tiga, yaitu jaringan distribusi yang menghubungkan dari Gardu Induk, Penyulang (Feeder), SUTM, Gardu Distribusi, sampai dengan ke Instalasi Pemanfaatan (Pelanggan/ Konsumen).

• Berdasarkan sistem pentanahan titik netral trafo, efektifitas penyalurannya hanya pada jarak (panjang) antara 15 km sampai dengan 20 km. Jika transmisi lebih dari jarak tersebut, efektifitasnya menurun, karena relay pengaman tidak bisa bekerja secara selektif.

• Dengan mempertimbangkan berbagai kondisi yang ada (kemampuan likuiditas atau keuangan, kondisi geografis dan lain-lain) transmisi SUTM di Indonesia melebihi kondisi ideal di atas.

5. SALURAN KABEL TEGANGAN MENENGAH (SKTM) 6 KV – 20 KV

Ditinjau dari segi fungsi , transmisi SKTM memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTM. Perbedaan mendasar adalah, SKTM ditanam di dalam tanah.

Beberapa pertimbangan pembangunan transmisi SKTM adalah: 

• Kondisi setempat yang tidak memungkinkan dibangun SUTM.

• Kesulitan mendapatkan ruang bebas (ROW), karena berada di tengah kota dan pemukiman padat. 

• Pertimbangan segi estetika.

Beberapa hal yang perlu diketahui:

• Pembangunan transmisi SKTM lebih mahal dan lebih rumit, karena harga kabel yang jauh lebih mahal dibanding penghantar udara dan dalam pelaksanaan pembangunan harus melibatkan serta berkoordinasi dengan banyak pihak.

• Pada saat pelaksanaan pembangunan transmisi SKTM sering menimbulkan masalah, khususnya terjadinya kemacetan lalu lintas.

• Jika terjadi gangguan, penanganan (perbaikan) transmisi SKTM relatif sulit dan memerlukan waktu yang lebih lama jika dibandingkan SUTM.

• Hampir seluruh (sebagian besar) transmisi SKTM telah terpasang di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi DKI Jakarta & Tangerang.

6. SALURAN UDARA TEGANGAN RENDAH (SUTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Transmisi SUTR adalah bagian hilir dari sistem tenaga listrik pada tegangan distribusi di bawah 1000 Volt, yang langsung memasok kebutuhan listrik tegangan rendah ke konsumen. Di Indonesia, tegangan operasi transmisi SUTR saat ini adalah 220/ 380 Volt.

Radius operasi jaringan distribusi tegangan rendah dibatasi oleh:

• Susut tegangan yang disyaratkan.

• Luas penghantar jaringan.

• Distribusi pelanggan sepanjang jalur jaringan distribusi.

• Sifat daerah pelayanan (desa, kota, dan lain-lain).

• susut tegangan yang diijinkan adalah + 5% dan – 10 %, dengan radius pelayanan berkisar 350 meter.

Saat ini transmisi SUTR pada umumnya menggunakan penghantar Low Voltage Twisted Cable (LVTC).

7. SALURAN KABEL TEGANGAN RENDAH (SKTR) 40 VOLT – 1000 VOLT

Ditinjau dari segi fungsi, transmisi SKTR memiliki fungsi yang sama dengan transmisi SUTR. Perbedaan mendasar adalah SKTR di tanam didalam di dalam tanah. Jika menggunakan SUTR sebenarnya dari segi jarak aman/ ruang bebas (ROW) tidak ada masalah, karena SUTR menggunakan penghantar berisolasi. 

• Faktor estetika.

Oleh karenanya transmisi SKTR pada umumnya dipasang di daerah perkotaan, terutama di tengah-tengah kota yang padat bangunan dan membutuhkan aspek estetika.

Dibanding transmisi SUTR, transmisi SKTR memiliki beberapa kelemahan, antara lain:

• Biaya investasi mahal.

• Pada saat pembangunan sering menimbulkan masalah.

• Jika terjadi gangguan, perbaikan lebih sulit dan memerlukan waktu relatif lama untuk perbaikannya.

Panagin.R.P. (2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage NewYork.

Bernad Grad ( 2002) Basic Electronic Mc Graw Hill Colage New-York.

John D. McDonald (2003) Electric Power Substation Engginering CRC Press

Luces. M. (1996) Electric Power Distribution and Transmision Prantice Hall

New- York.

Stan Stawart (2004) Distributet Swichgear John Wiley & Sons.Inc NewYork.