Sistem Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik

Sistem Tenaga Listrik terdiri dari beberapa sub sistem, diantaranya yaitu: Pembangkitan, Transmisi, dan Distribusi. Tenaga listrik yang disalurkan kepada masyarakat umum melalui jaringan distribusi.

Jaringan distribusi disini merupakan bagian jaringan listrik yang paling dekat dengan masyarakat. Kemudian pada jaringan distribusi dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi sekunder.

Tegangan distribusi primer yang digunakan PLN adalah 20 kV, 12 kV, 6 kV. Tegangan dari jaringan distribusi primer lalu diturunkan oleh gardu distribusi menjadi tegangan yang rendah dan besarnya adalah 380/220 V. Yang kemudian disalurkan kembali melalui jaringan tegangan rendah kepada konsumen (masyarakat).

Pada operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan - gangguan yang bisa membuat terganggunya penyaluran tenaga listrik kepada konsumen. Gangguan disini maksudnya adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi normal.

Sistem proteksi yang memegang peranan penting dalam kelangsungan dan keamanan terhadap semua penyaluran aliran daya listrik. Sistem proteksi berfungsi untuk mengamankan perangkat listrik dari kemungkinan kerusakan yang bisa diakibatkan oleh gangguan.

     

Misalnya gangguan yang terjadi akibat dari alam atau akibat rusaknya peralatan secara tiba-tiba. Melokalisir daerah-daerah sistem yang sedang mengalami gangguan sekecil mungkin, dan mengusahakan secepat mungkin untuk mengatasi gangguan di daerah tersebut. Sehingga stabilitas sistemnya bisa tetap terjaga, dan juga untuk mengamankan manusia (teknisi) dari bahaya yang mungkin bisa ditimbulkan oleh listrik.

CB (Circuit Breaker) atau yang biasa disebut PMT (pemutus tenaga) yaitu merupakan salah satu bagian penting dari sistem pengamanan jaringan transmisi. Fungsi dari CB yaitu untuk memutuskan arus beban jika sedang terjadi gangguan seperti short atau kondisi konsleting, hal ini untuk mencegah meluasnya gangguan ke jaringan yang lain-nya.

A. Transformator (trafo)

Trafo atau Transformator adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mentransfer energi antara 2 rangkaian melalui induksi elektromagnetik. Transformator di mungkinkan untuk dipakai sebagai perubahan tegangan yaitu dengan mengubah tegangan sebuah arus bolak balik dari satu tingkat tegangan ke tingkat tegangan lainnya dari input ke input alat tertentu.

Untuk menyediakan kebutuhan yang berbeda-beda dari sebuah tingkatan arus sebagai sumber arus cadangan. Kemudian bisa juga difungsikan untuk mencocokkan impedansi antara rangkaian elektrik yang tidak sinkron untuk memaksimalkan pertukaran antara 2 rangkaian. Hal ini memungkinkan terjadinya penambahan daya arus listrik yang terjadi dari sebuah benda yang mempunyai arus tegangan listrik yang tidak stabil.

Transformator terdiri atas dua buah kumparan yaitu primer dan sekunder, yang bersifat induktif. Kedua kumparan diatas terpisah secara elektris namun masih berhubungan secara magnetis melalui jalur yang mempunyai reluktansi -reluktansi rendah. Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka fluks bolak-balik akan timbul di dalam inti yang dilaminasi.

Karena kumparan tersebut membentuk sebuah jaringan tertutup maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks pada kumparan primer, maka di kumparan primer tersebut akan terjadi induksi (self induction).

Pada kumparan sekunder juga akan terjadi induksi, karena mendapat pengaruh dari induksi kumparan primer atau disebut sebagai induksi timbal-balik (mutual induksi). Hal tersebut menyebabkan munculnya fluks magnet pada kumparan sekunder, maka mengalirlah arus sekunder apabila rangkaian sekunder di bebani. Sehingga energi listrik bisa ditransfer keseluruhan (secara magnetisasi).

Prinsip dasar sebuah transformator adalah Induksi Timbal-balik (mutual induksi) antara dua rangkaian yang dihubungkan oleh fluks magnet. Dalam bentuk yang sederhana, pada trafo atau transformator terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah,

Tetapi secara magnet masih terhubung oleh suatu path yang memiliki relaktansi yang rendah. Kedua kumparan tersebut memiliki induksi timbal-balik yang sangat tinggi. Apabila salah satu kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik AC.

Fluks bolak-balik akan muncul pada inti besi yang terhubung dengan kumparan yang lainnya kemudian menimbulkan atau menyebabkan ggl (gaya gerak listrik) dan induksi (sesuai induksi elektromagnet) dari hukum faraday. Jika arus bolak balik mengalir pada induktor, maka akan timbul sebuah gaya gerak listrik (ggl).

B. Sistem Transmisi Tenaga Listrik

Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant)

Yaitu tempat dimana energi listrik untuk Pergamum kali dibangkitkan, dan terdapat turbin sebagai penggerak awal (Prime Mover) dan sebuah generator yang akan membangkitkan listrik.

Transmisi Tenaga Listrik

Yaitu merupakan sebuah proses penyaluran tenaga listrik dari pembangkit tenaga listrik (Power Plant) sampai pada Saluran Distribusi Listrik (substation distribution) sehingga bisa langsung disalurkan sehingga pada masyarakat (konsumen) pemakai listrik.

Sistem Distribusi

Yaitu merupakan suatu subsistem tersendiri yang terdiri dari: Pusat Pengatur (Distribution Control Center, DCC, IC t l C t DCC). Saluran tegangan menengah (6kV dan 20kV yang juga dinamakan tegangan distribusi primer, yaitu merupakan saluran udara atau kabel tanah.

Gardu distribusi tegangan menengah yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan menengah dan juga trafo hingga panel-panel distribusi dengan tegangan rendah (380V , 220V). Yang akan menghasilkan tegangan kerja atau tegangan jala-jala untuk industri dan konsumen (masyarakat).

Beban

Yaitu merupakan pemakai (pengguna) atau konsumen Listrik.

Pengertian Transmisi Tenaga Listrik

Dalam lingkup pembahasan ini, yang dimaksud transmisi (penyaluran) adalah Penyaluran sebuah energi listrik sehingga memiliki listrik. Maksud dari proses dan cara menyalurkan energi listrik yaitu dengan dari satu tempat ke tempat lainnya, misalnya :

• Dari pembangkit listrik sampai ke gardu induk.

• Dari satu gardu induk sampai ke gardu induk lainnya.

• Dari gardu induk sampai ke jaring tegangan menengah dan juga gardu distribusi.

Ketentuan Dasar pada Sistem Tenaga Listrik

1. Menyediakan listrik setiap waktu, tenaga listrik untuk keperluan konsumen.

2. Menjaga kestabilan nilai dari aliran tegangan, yang mana tidak lebih toleransi ±10%.

3. Menjaga kestabilan sebuah frekuensi, yang mana tidak lebih toleransi ±01Hz.

4. Tarif harga yang tidak terlalu mahal (efisien).

5. Standar untuk keamanan (safety).

6. Respect terhadap lingkungan sekitar.

Diagram dasar dari sebuah sistem transmisi dan distribusi tenaga listrik

● Terdiri dari sebuah stasiun pembangkit (generating station)

● Gardu transmisi menyediakan service untuk merubah dalam menaikan atau menurunkan tegangan sebuah saluran tegangan yang ditransmisikan serta meliputi regulasi tegangan.

● Percabangan hubungan antar gardu (menghubungkan gardu) untuk pasokan tenaga listrik yang berbeda untuk kebutuhan pemakai konsumen.

● Gardu Distribusi, pada bagian ini akan merubah tegangan aliran listrik dari tegangan tengah (medium) menjadi tegangan yang rendah dengan transformator step-down,

Step down, dimana mempunyai tap otomatis dan mempunyai kemampuan untuk regulator tegangan rendah.

Tegangan Transmisi

● Tegangan generator akan dinaikkan ke tingkat yang digunakan untuk transmisi yaitu antara 11 kV d 765 kV.

● Tegangan ekstra-tinggi atau (Extra High Voltage - EHV) yaitu : 345 500 dan 765 kV.

● Tegangan tinggi standar atau (High Voltage-HV standard) yaitu : 115kV, 138kV dan 230 kV

● Pada sistem distribusi, tegangan menengah yaitu antara 2.4kV dan juga 69kV. Biasanya antara 120V dan 69kV kemudian pada tegangan rendah yaitu antara 120V sampai dengan 600V.

Komponen Transmisi Listrik

Saluran pada transmisi Tenaga Listrik terdiri dari:

1. Konduktor.

2. Isolator.

3. Tiang Penyangga atau Tower

Konduktor

● Kawat konduktor disini dipakai untuk menghantarkan aliran listrik yang akan ditransmisikan.

● Kawat konduktor pada saluran transmisi tegangan tinggi disini biasanya tidak menggunakan pelindung atau isolasi, dan hanya memakai isolasi udara.

● Jenis konduktor yang digunakan

• Tembaga (cu)

• Alumunium (AI)

• Baja (steel)

Jenis konduktor yang sering digunakan adalah jenis alumunium dengan bahan campuran baja.

● Jenis-jenis penghantar Aluminium

• AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu sebuah kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari bahan alumunium.

• AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu sebuah kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran bahan alumunium.

• ACSR (Allumunium Conductor Steel-Reinforced) Conductor, Steel-Reinforced, yaitu sebuah kawat penghantar alumunium yang berinti dari kawat baja.

• ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu suatu kawat penghantar alumunium yang sudah diperkuat dengan sebuah logam campuran.

• Kemudian jenis yang biasanya paling sering dipakai adalah ACSR.

Isolator

Isolator pada sebuah sistem transmisi tenaga listrik disini berfungsi sebagai penahan pada bagian konduktor terhadap ground. Isolator disini umumnya terbuat dari bahan porseline, namun bahan gelas dan bahan isolasi sintetik juga sering dipakai disini.

Bahan isolator harus mempunyai resistansi yang tinggi untuk melindungi adanya kebocoran arus dan harus mempunyai ketebalan yang sesuai standar. Gunanya untuk mencegah breakdown pada saat tekanan tegangan listrik sedang tinggi, sebagai pertahanan dari fungsi isolasi tersebut. Kondisi-nya juga harus tahan/kuat terhadap goncangan apapun dan dari beban konduktor.

Jenis isolator yang sering dipakai pada saluran transmisi yaitu jenis porselin atau gelas. Menurut pemakaian dan konstruksinya, isolator dibedakan menjadi:

• Isolator jenis pasak

• Isolator jenis pos-saluran

• Isolator jenis gantung

Isolator dengan jenis pasak dan isolator jenis pos-saluran biasanya dipakai pada saluran transmisi dengan tegangan kerja relatif rendah atau (kurang dari 22-33kV). Sedangkan isolator yang berjenis gantung bisa digandeng menjadi rentengan rangkaian isolator yang jumlahnya bisa disesuaikan dengan kebutuhan.

Infrastruktur Transmisi Listrik

Untuk Tiang Penyangga Saluran transmisi bisa berupa saluran udara dan juga saluran bawah tanah,tetapi kebanyakan berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan melalui saluran transmisi udara pada umumnya memakai kawat telanjang sehingga bisa mengandalkan udara sebagai media isolasi antar kawat penghantar. Dan untuk menyanggah atau merentangkan kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang cukup aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya.

Pada kawat-kawat penghantar tersebut dipasangkan pada sebuah konstruksi bangunan yang kuat (kokoh), yang biasanya dinamakan Menara (tower). Antar menara (tower) listrik dan juga kawat penghantar disekat sebuah oleh isolator.

Saluran kabel bawah laut tersebut merupakan saluran listrik yang melewati medium bawah air (lautan) karena pada transmisi antar pulau yang jalurnya dipisahkan oleh lautan.

Kontruksi Saluran Transmisi

Berdasarkan pemasangannya pada saluran transmisi dibagi menjadi dua kategori, yaitu :

1. Saluran Udara (Overhead Lines)

Saluran transmisi ini yang akan menyalurkan energi listrik melalui sebuah kawat-kawat yang digantung pada isolator antara tower/menara atau tiang transmisi.

2. Saluran kabel pada bawah tanah (underground cable)

Yaitu saluran transmisi yang menyalurkan sebuah energi listrik melalui kabel yang sudah dipendam didalam tanah.

3. Saluran bawah Laut

Yaitu Saluran transmisi listrik yang dibangun didalam dasar lautan.

Jenis-jenis Tower

Menurut bentuk dan konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas empat macam jenis yaitu :

1. Lattice tower (Menara kisi)

2. Tubular steel pole (Tiang baja berbentuk tabung)

3. Concrete pole (Tiang beton)

4. Wooden pole (Tiang kayu)

Ringkasan

Transformator adalah suatu alat yang digunakan untuk mentransfer energi antara 2 rangkaian melalui sebuah induksi elektromagnetik yang mungkinkan untuk dipakai sebagai perubahan tegangan. Dengan cara mengubah tegangan sebuah arus bolak balik dari satu tingkat tegangan ke tingkat tegangan lainnya dari input satu ke input alat tertentu lainya.

Untuk memenuhi kebutuhan yang berbeda dari sebuah tingkatan arus sebagai sumber arus cadangan. Atau dapat juga dipakai untuk mencocokkan impedansi antara rangkaian elektrik yang tidak sinkron untuk memaksimalkan pertukaran antara 2 rangkaian tersebut.

Transformator atau trafo terdiri dari dua buah kumparan induksi yang secara listrik terpisah namun secara magnet terhubung oleh sebuah path yang memiliki relaktansi rendah. Apabila salah satu dari kumparan terhubung dengan sumber tegangan bolak-balik, fluks bolak-balik akan muncul pada inti besi yang terhubung dengan kumparan yang lainnya dan menimbulkan atau menyebabkan sebuah ggl (gaya gerak listrik).

Induksi (sesuai dengan induksi elektromagnet) dari hukum faraday. Jika arus bolak-balik mengalir pada induktor, maka akan muncul gaya gerak listrik (ggl).

Transmisi (penyaluran) adalah suatu penyaluran energi listrik dari satu tempat ke tempat lainya sehingga memiliki aliran listrik, antara lain dari:

1. Pembangkit Listrik :

Pada pusat pembangkit listrik, akan terjadi proses perubahan energi menjadi energi listrik. Generator dan Turbin merupakan sebuah komponen utama dalam beberapa jenis pembangkit listrik.

2. Transformator Penaik Tegangan

Di sini energi listrik dinaikkan tegangannya sampai 500 kV oleh sebuah generator. Hal ini dibutuhkan agar arus listrik yang mengalir pada saluran tidak terlalu tinggi. Dengan begitu perpindahan arus listrik akan berlangsung secara lebih efektif dan lebih efisien.

3. Gardu Induk

Melalui SUTET (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi), aliran listrik akan dialirkan ke Gardu Induk. Sampai disini tegangan listrik diturunkan menjadi tegangan menengah yaitu 20 kV oleh transformator penurun tegangan.

4. Gardu Distribusi

Kemudian disini energi listrik kembali diturunkan lagi sampai tegangannya menjadi tegangan rendah yaitu sebesar 220 Volt. Tegangan listrik yang sebesar ini sudah cukup sesuai dengan kebutuhan perumahan. Setelah itu, energi listrik akan dialirkan ke rumah-rumah kita dan juga pada industri melalui jaringan distribusi.

5. Sampai Dirumah Kita

Energi listrik sudah sampai pada rumah kita. dan kita bisa memanfaatkannya untuk kebutuhan sehari-hari seperti: Menonton TV, menyerika, mendinginkan lemari es, Lampu atau penerang ruangan, dan alat yang membutuhkan listrik lainya. Perjalanan yang cukup panjang, dan tentunya membutuhkan biaya yang juga sangat besar. Itulah mengapa, kita harus bisa lebih bijak dan hemat dalam pemakaian energi listrik.