tugas gi pengganti ujian tengah semester.docx
TRANSCRIPT
TUGAS PENGGANTI UJIAN TENGAH SEMESTER
GARDU INDUK
OLEH :
MEYLISA TIKUPADANG
D411 10 298
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2013
Catatan :
1. Gunakan Tiga Angka Terakhir NIM Anda (D411 06 ABC), lihat Dalam
SoalJika NIM Anda D41109015, maka A=0, B=1 dan C=5, makauntuksoalno.
5) menjadikm=0,915ks = 0,515 dansoalno. 1)menjadiZR=-j900, ZS=-j871
danZT=915 Ohm
2. Tentukan tahanan jenis tanah dari Tiga Angka Terakhir NIM Anda pada soal
no. 5
3. Dikerjakan Harus Berurutan, Baik Nomor Maupun Subnya
1) Suatu Sistem Transmisi tiga fasa 150 kV, 50 Hz, mempunyai impedansi
shunt kapasitif
Tentukanlah
a. Besar arus ketidak seimbangannya?.
b. Tegangan ketidak seimbangannya?
Jawab :
Dik : v = 120 KV = 120000 V
f= 50 Hz
Zr= -j90A
Zt=-j87B
Zs=-j91C
Dari NIM D411 10 298 jadi ,
A = 2, B = 9, C = 8
Dit: a. Ketidakseimbangan arus =…?
Jawab:
a. Ir= V/Zr = 120000/− j90 2 = 133,03 A
ZR=− j90A, Z
T= − j87 B ,dan Z
S=− j 91 C Ohm.
It= V/Zt = 120000/− j87 9= 136,51 A
Ir= V/Zr = 120000/− j91 8 = 130,71 A
Irata” =(Ir+ It + Is)/3= (133,03 +136,51 +130,71)/3 = 133,41 A
Dimana:
a= Ir/Irata”= 133,03 / 133,41 = 0,99 A
b= It/Irata”= 136,51 / 133,41 = 1,023 A
c=Is/Irata”= 130,71 / 133,41 = 0,97 A
rumus ketidakseimbangan Arus (I) =
{│ a−1│+│b−1 │+│ c−1 │}3
X 100 %
=
{│ 0,99−1 │+│ 1,023−1 │+│0,97−1 │}3
X 100 %
= 0,5 %
2) Jelaskan prinsip kerja dan fungsi masing-masing berbagai peralatan gardu
Induk
Jawab :
1. Switch Yard (Switch Gear)
Adalah bagian dari gardu induk yang dijadikan sebagai tempat
peletakan komponen utama gardu induk. Pemahaman tentang switch yard,
pada umumnya adalah :
Jika komponen utama gardu induk terpasang di area terbuka yang
luas, maka disebut switch yard.
Jika komponen utama gardu induk terpasang di area terbatas
(sempit) dan di dalam gedung, maka disebut switchgear.
Sebenarnya yang dimaksud switchgear, adalah peralatan yang ada
di switch yard.
Jadi yang dimaksud switch yard, adalah nama yang diperuntukkan bagi
gardu konvensional.Sedangkan switchgear, adalah nama yang
diperuntukkan bagi Gas Insulated Substation (GIS).
1.1 Transformator Daya
Berfungsi mentranformasikan daya listrik, dengan merubah
besaran tegangannya, sedangkan frekuensinya tetap.Tranformator daya
juga berfungsi untuk pengaturan tegangan.Transformator daya
dilengkapi dengan trafo pentanahan yang berfungsi untuk
mendapatkan titik neutral dari trafo daya. Peralatan ini disebut Neutral
Current Transformer (NCT). Perlengkapan lainnya adalah pentanahan
trafo, yang disebut Neutral Grounding Resistance (NGR).
1.2 Neutral Grounding Resistance (Liquid)
Komponen yang dipasang antara titik neutral trafo dengan
pentanahan. Berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi.
Diperlukan proteksi yang praktis dan biasanya tidak terlalu mahal,
karena karakteristik relay dipengaruhi oleh sistem pentanahan neutral.
1.3 Circuit Breaker (CB)
Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutus
rangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapat
dioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupun pada
saat terjadi gangguan. Karena pada saat bekerja, CB mengeluarkan
(menyebabkan timbulnya) busur api, maka pada CB dilengkapi dengan
pemadam busur api.
Pemadam busur api berupa :
Minyak (OCB).
Udara (ACB).
Gas (GCB).
1.4 Disconnecting Switch (DS)
Adalah peralatan pemisah, yang berfungsi untuk memisahkan
rangkaian listrik dalam keadaan tidak berbeban. Dalam GI, DS
terpasang di :
Transformator Bay (TR Bay).
Transmission Line Bay (TL Bay).
Busbar.
Bus Couple.
Karena DS hanya dapat dioperasikan pada kondisi jaringan tidak
berbeban, maka yang harus dioperasikan terlebih dahulu adalah CB.
Setelah rangkaian diputus oleh CB, baru DS dioperasikan.
1.5 Lightning Arrester (LA)
Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik di gardu
induk dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaran petir (lightning
surge) pada kawat transmisi, maupun disebabkan oleh surya hubung
(switching surge). Dalam keadaan normal (tidak terjadi gangguan), LA
bersifat isolatif atau tidak bisa menyalurkan arus listrik. Dalam
keadaan terjadi gangguan yang menyebabkan LA bekerja, maka LA
bersifat konduktif atau menyalurkan arus listrik ke bumi.
1.6 Current Transformer (CT)
Berfungsi merubah besaran arus dari arus yang besar ke arus yang
kecil atau memperkecil besaran arus listrik pada sistem tenaga listrik,
menjadi arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi
rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan
instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.
1.7 Potential Transformer (PT)
Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangan tinggi ke
tegangan rendah atau memperkecil besaran tegangan listrik pada
sistem tenaga listrik, menjadi besaran tegangan untuk pengukuran dan
proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer,
dengan memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi tegangan tinggi.
1.8 Transfomator Pemakaian Sendiri (TPS)
Berfungsi sebagai sumber tegangan AC 3 phasa 220/ 380 Volt.
Digunakan untuk kebutuhan intern gardu induk, antara lain untuk :
Penerangan di swtich yard, gedung kontrol, halaman GI
dan sekeliling GI
Alat pendingin (AC).
Rectifier.
Pompa air dan motor-motor listrik.
Peralatan lain yang memerlukan listrik tegangan rendah.
1.9 Rel (Busbar)
Berfungsi sebagai titik pertemuan/ hubungan (connecting) antara
transformator daya, SUTT, SKTT serta komponen listrik lainnya
yang ada pada switch yard. Komponen rel (busbar) antara lain :
Konduktor (AAAC, HAL, THAL, BC, HDCC).
Insulator String & Fitting (Insulator,Tension Clamp,
Suspension Clamp, Socket Eye, Anchor Sackle, Spacer).
2. Gedung Kontrol (Control Building)
Berfungsi sebagai pusat aktifitas pengoperasian gardu induk. Pada
gedung kontrol inilah operator bekerja mengontrol dan mengoperasikan
komponen-komponen yang ada di gardu induk.
2.1 Panel Kontrol (Control Panel)
Berfungsi untuk mengetahui (mengontrol) kondisi gardu induk dan
merupakan pusat pengendali lokal gardu induk. Didalamnya berisi
sakelar, indikator-indikator, meter-meter, tombol-tombol komando
operasional PMT, PMS dan alat ukur besaran listrik, serta
announciator. Berada satu ruangan dengan tempat operator bekerja.
Terdiri dari :
Transmission line control panel (TL control panel).
Transformator control panel (TL control panel).
Fault recorder control panel.
KWh meter dan fault recorder panel.
LRT control panel.
Bus couple control panel.
AC/DC control panel.
Syncronizing control panel.
Automatic FD switching panel.
D/L control panel.
2.2 Panel Proteksi (Protection Panel/ Relay Panel)
Tempat almari relay-relay pengaman yang dikelompokkan dalam
bay, sehingga mudah dalam pengontrolan dan operasionalnnya.
Berfungsi untuk memproteksi (melindungi sistem jaringan gardu
induk) pada saat terjadi gangguan maupun karena kesalahan operasi.
Didalamnya berisi peralatan-peralatan elektro dan elektronik, dan lain-
lain yang bersifat presisi. Untuk mempertahankan kondisi ideal dan
presisi panel proteksi, maka diperlukan alat pendingin dengan suhu
tertentu dan harus kontinyu. Setiap relay yang terpasang dan panel
proteksi, diberi nama relay sesuai fungsinya. Relay panel tediri dari :
Transmission line relay panel (relay panel TL).
Transformator relay panel (relay panel TR).
Busbar protection relay panel.
2.3 Sumber DC Gardu Induk
Baterry :
Alat yang menghasilkan sumber tenaga listrik arus searah
yang diperoleh dari hasil proses kimia. Sumber DC berfungsi untuk
menggerakkan peralatan kontrol, relay pengaman, motor
penggerak CB, DS, dan lain-lain. Sumber DC ini harus selalu
terhubung dengan rectifier dan harus diperiksa secara rutin kondisi
air, kebersihan dan berat jenisnya.
Rectifier :
Alat listrik yang berfungsi untuk merubah arus bolak-bolik
menjadi arus searah, sesuai dengan kapasitas yang diperlukan
(kapasitas battery). Rectifier harus selalu terhubung dengan battery
dan harus diperiksa kondisi batterynya secara periodik dan rutin.
2.4 Panel AC/DC
Alat listrik yang berupa lemari pembagi. Didalamnya terpasang
sakelar kecil (mini circuit breaker) atau fuse-fuse, sebagai pembagi
beban dan pengaman dari instalasi terpasang gardu induk.
2.5 Cubicle 20 KV (HV Cell 20 KV)
Adalah sistem switchgear untuk tegangan menengah (20KV) yang
berasal dari output trafo daya, yang selanjutnya diteruskan ke
konsumen melalui penyulang (feeder) yang tersambung (terhubung)
dengan cubicle tersebut. Dari penyulang (feeder) inilah listrik
disalurkan (didistribusikan) ke pusat-pusat beban. Komponen dan
rangkaian cubicle, antara lain :
Panel penghubung (couple).
Incoming cubicle.
Circuit breaker (CB) dan Current Transformer (CB).
Komponen Proteksi dan pengukuran.
Bus sections.
Feeder atau penyulang.
3. Sistem Proteksi
Sistem proteksi adalah suatu sistem pengaman terhadap peralatan
listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam,
kesalahan operasi dan penyebab yang lainnya. Beberapa peralatan listrik
pada gardu induk yang perlu diamankan adalah :
Transformator Daya.
Rel (busbar).
Penghantar :
Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).
Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT).
Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET).
Penyulang 20 KV.
3.1 Proteksi Trafo Daya
Relay Arus Lebih :
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat
(short circuit) antara phasa di dalam maupun di luar daerah
pengamanan trafo.
Relay Differensial :
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat
(short circuit) yang terjadi di dalam daerah pengaman trafo.
Relay Gangguan Tanah Terbatas :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap tanah
di dalam daerah pengaman trafo, khususnya gangguan di dekat titik
netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relay Differensial.
Relay Arus Lebih Berubah :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya dari gangguan
antara phasa dan tiga phasa dan bekerja pada arah tertentu.
Relay Gangguan Tanah :
Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari gangguan
hubung tanah, di dalam dan di luar daerah pengaman trafo.
Relay Tangki Tanah :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap
hubung singkat (short circuit) antara phasa dengan tangki trafo dan
trafo yang titik netralnya ditanahkan.
Relay Suhu :
Berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak trafo dan kumparan
secara langsung, yang akan membunyikan alarm serta mentripkan
Circuit Breaker
Relay Jansen :
Berfungsi untuk mengamankan pengubah/ pengatur tegangan (Tap
Changer) dari Trafo.
Relay Bucholz :
Berfungsi mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh loncatan
bunga api dan pemanasan setempat dalam minyak trafo.
Relay Tekanan Lebih :
Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari tekanan lebih.
Bagi Trafo tanpa konservator, dipasang relay tekanan mendadak
dipasang pada tangki dan bekerja dengan pertolongan.
3.2 Proteksi Penghantar SUTT / SKTT
Relay Jarak :
Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa maupun
gangguan hubungan tanah.
Relay Differential Pilot Kabel :
Berfungsi mengamankan SKTT dan juga SUTT yang pendek dari
gangguan antar phasa maupun gangguan hubung singkat (short
circuit).
Relay Arus Lebih Berarah :
Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa dan
hanya bekerja pada satu arah. Relay ini dapat membedakan arah arus
gangguan.
Relay Arus Lebih :
Berfungsi mengamankan SUTT dan gangguan antara phasa
maupun gangguan hubungan tanah.
Relay Tegangan Lebih :
Berfungsi mengamankan SUTT atau SKTT terhadap tegangan
lebih.
Relay Gangguan Tanah :
Berfungsi mengamankan SUTT terhadap gangguan hubung tanah.
Relay Penutup Balik :
Berfungsi mengamankan kembali SUTT akibat gangguan hubung
singkat temporer.
3.3 Proteksi Busbar dan Proteksi Penyulang 20 KV
Proteksi Busbar :
Untuk mengamankan busbar terhadap gangguan yang terjadi,
digunakan relay differential.
Proteksi Penyulang 20 KV, digunakan :
Relay Arus Lebih.
Relay Arus Lebih Berarah.
Relay Hubung Tanah.
4. Komponen Listrik Penunjang
a. Konduktor tembaga atau plat tembaga untuk grounding peralatan.
b. Cable Schoon BC untuk grounding peralatan.
c. Ground Rod untuk instalasi pembumian peralatan.
d. GSW atau ground wire (kawat pentanahan).
e. Klem-klem untuk GSW, terdiri dari : Tension Clamp, Jumper
Clamp, PG Clamp
f. Kabel kontrol, yang terdiri dari jenis kabel : NYY, CVVS, NYM,
NYMT, NYCY, dan lain-lain. Kabel-kabel ini terdiri dari berbagai
ukuran.
g. Kabel Power 20 KV (XLPE atau jenis lainnya).
h. Termination kit dan sepatu kabel.
i. Komponen pengatur beban.
j. Komponen SCADA.
k. Instalasi penerangan dalam gedung maupun pada halaman (sekitar
gedung kontrol) dan pada switch yard.
l. Instalasi Air Conditioning pada gedung kontrol.
3) Jelaskan secara ringkas:
a. Apa yang dimaksud dengan Gardu induk
b. Macam-macam gardu induk
c. Sistem pembumian pada gardu induk
d. Sistem transmisi.
Jawab :
a. Gardu Induk merupakan sub system dari system penyaluran
(transmisi) tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari system
penyaluran (transmisi). Gardu Induk mempunyai peran penting dalam
pengoperasiannya, tidak dapat dipisahkan dari system penyaluran
(transmisi) secara keseluruhan.
b. Macam-macam Gardu Induk yaitu :
Jenis Gardu Induk bisa dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu :
1. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Tegangan
a. Gardu Induk Transmisi
Gardu Induk ini mendapatkan daya dari saluran transmisi, yang
kemudian disalurkan ke daerah beban seperti perkotaan, industri,
atau lokasi pengerjaan proyek.
b. Gardu Induk Distribusi
Merupakan Gardu Induk yang mendapatkan daya dari Gardu
Induk Transmisi, yang kemudian tegangannya diturunkan ke
tegangan menengah (20kV, 12kV, atau 6kV) melalui
transformator. Tegangan menengah ini kemudian diturunkan
kembali untuk disalurkan ke jaringan perumahan.
2. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Pemasangan Peralatan
a. Gardu Induk Pasangan Luar :
Adalah gardu induk yang sebagian besar komponennya di
tempatkan di luar gedung, kecuali komponen kontrol, sistem
proteksi dan sistem kendali serta komponen bantu lainnya, ada di
dalam gedung. Gardu Induk semacam ini biasa disebut dengan
gardu induk konvensional. Sebagian besar gardu induk di
Indonesia adalah gardu induk konvensional. Untuk daerah-daerah
yang padat pemukiman dan di kota-kota besar di Pulau Jawa,
sebagian menggunakan gardu induk pasangan dalam, yang disebut
Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS).
b. Gardu Induk Pasangan Dalam :
Adalah gardu induk yang hampir semua komponennya
(switchgear, busbar, isolator, komponen kontrol, komponen
kendali, cubicle, dan lain-lain) dipasang di dalam gedung. Kecuali
transformator daya, pada umumnya dipasang di luar gedung. Gardu
Induk semacam ini biasa disebut Gas Insutaled Substation (GIS).
GIS merupakan bentuk pengembangan gardu induk, yang pada
umumnya dibangun di daerah perkotaan atau padat pemukiman
yang sulit untuk mendapatkan lahan.
Beberapa keuanggulan GIS dibanding GI konvensional :
Hanya membutuhkan lahan seluas ± 3.000 meter persegi atau ± 6
% dari luas lahan GI konvensional.
Mampu menghasilkan kapasitas daya (power capasity) sebesar 3 x
60 MVA bahkan bisa ditingkatkan sampai dengan 3 x 100 MVA.
Jumlah penyulang keluaran (output feeder) sebanyak 24
penyulang (feeder) dengan tegangan kerja masing-masing 20 KV.
Bisa dipasang di tengah kota yang padat pemukiman.
Keunggulan dari segi estetika dan arsitektural, karena bangunan
bisa didesain sesuai kondisi disekitarnya.
c. Gardu Induk kombinasi pasangan luar dan pasangan dalam :
Adalah gardu induk yang komponen switchgear-nya
ditempatkan di dalam gedung dan sebagian komponen switchgear
ditempatkan di luar gedung, misalnya gantry (tie line) dan saluran
udara tegangan tinggi (SUTT) sebelum masuk ke dalam
switchgear. Transformator daya juga ditempatkan di luar gedung.
d. Semi-Underground Substation (Gardu Induk Semi Pasangan
Bawah Tanah)
Merupakan Gardu Induk yang sebagian peralatannya dipasang
di bawah permukaan tanah (biasanya transformator daya), dan
sebagian lagi dipasang di atas permukaan tanah.
e. Underground Substation (Gardu Induk Pasangan Bawah Tanah)
Merupakan Gardu Induk yang seluruh peralatannya dipasang
dibawah permukaan tanah, kecuali pendingin. Biasanya Gardu
Induk ini dibangun karena lahan yang tidak memadai.
f. Mobile Substation (Gardu Induk Mobil)
Merupakan Gardu Induk yang peralatannya dipasang di atas
trailler atau kendaraan bergerak lainnya sehingga dapat berpindah
tempat sesuai dengan kebutuhan. Biasanya digunakan untuk
pemakaian sementara atau keadaan darurat.
3. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Fungsinya
a. Gardu Induk Penaik Tegangan :
Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan,
yaitu tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan
sistem. Gardu Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik.
Karena output voltage yang dihasilkan pembangkit listrik kecil dan
harus disalurkan pada jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan
efisiensi, tegangannya dinaikkan menjadi tegangan ekstra tinggi
atau tegangan tinggi.
b. Gardu Induk Penurun Tegangan :
Adalah gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan
tegangan, dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih
rendah dan menengah atau tegangan distribusi. Gardu Induk
terletak di daerah pusat-pusat beban, karena di gardu induk inilah
pelanggan (beban) dilayani.
c. Gardu Induk Pengatur Tegangan :
Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari
pembangkit tenaga listrik. Karena listrik disalurkan sangat jauh,
maka terjadi tegangan jatuh (voltage drop) transmisi yang cukup
besar. Oleh karena diperlukan alat penaik tegangan, seperti bank
capasitor, sehingga tegangan kembali dalam keadaan normal.
d. Gardu Induk Pengatur Beban :
Berfungsi untuk mengatur beban. Pada gardu induk ini
terpasang beban motor, yang pada saat tertentu menjadi
pembangkit tenaga listrik, motor berubah menjadi generator dan
suatu saat generator menjadi motor atau menjadi beban, dengan
generator berubah menjadi motor yang memompakan air kembali
ke kolam utama.
e. Gardu Induk Distribusi :
Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan
sistem ke tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-
pusat beban.
4. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Isolasi yang Digunakan
a. Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara :
Adalah gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara
bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian yang
bertegangan lainnya. Gardu Induk ini berupa gardu induk
konvensional (lihat gambar 1), memerlukan tempat terbuka yang
cukup luas.
Gambar 1 : Gardu induk konvensional
b. Gardu Induk yang menggunakan isolasi gas SF 6 :
Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara
bagian yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang
bertegangan, maupun antara bagian yang bertegangan dengan
bagian yang tidak bertegangan. Gardu induk ini disebut Gas
Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear (GIS), yang
memerlukan tempat yang sempit (lihat gambar 2).
Gambar 2. Gas Insulated Substation (GIS)
5. Jenis Gardu Induk Berdasarkan Sistem Rel ( Bus Bar)
Rel (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan (connecting) antara
transformator daya, SUTT/ SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk
menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Berdasarkan sistem rel (busbar),
gardu induk dibagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut di bawah ini:
a. Gardu Induk sistem ring busbar :
Adalah gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu
induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu
dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).
b. Gardu Induk sistem single busbar :
Adalah gardu induk yang mempunyai satu busbar. Pada umumnya
gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung
(akhir) dari suatu sistem transmisi. Single line diagram gardu sistem single
busbar, lihat gambar 3.
Gambar 3 : Single line diagram gardu induk single busbar
c. Gardu Induk sistem double busbar :
Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu
induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya
pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem
(manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak
Rel A
Rel B
PMS SEKSI
PMS Rel A
PMS Rel B
PMT PHT C
T PT
LA TRA
FO
digunakan. Single line diagram gardu induk sistem double busbar, lihat
gambar 4.
Gambar 4 : Single line diagram gardu induk sistem double busbar.
d. Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar :
Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada
umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit
tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi
operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi
pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan sistem (manuver
system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang
terpasang secara deret (seri). Single line diagram, lihat gambar 5.
PMT PHT C
TPT
LA
CT
PT
LA
CTP
TLA
Rel I
Rel IIPMS Rel
PMS Line
PMT KOPPEL
Gambar 5 : Single line diagram gardu induk satu setengah busbar
c. Sistem pembumian pada gardu induk adalah :
Sistem pentanahan atau biasa disebut sebagai grounding system adalah
sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik
sebagai sumber tenaga, dari lonjakan listrik utamanya petir. Sistem pentanahan
digambarkan sebagai hubungan antara suatu peralatan atau sirkit listrik dengan
bumi. Sistem pentanahan yang digunakan baik untuk pentanahan netral dari suatu
sistem tenaga listrik , pentanahan sistem penangkal petir dan pentanahan untuk
suatu peralatan khususnya dibidang telekomunikasi dan elektronik perlu
mendapatkan perhatian yang serius , karena pada prinsipnya pentanahan tersebut
merupakan dasar yang digunakan untuk suatu system proteksi. Tidak jarang orang
umum/ awam maupun seorang teknisi masih ada kekurangan dalam
mengprediksikan nilai dari suatu hambatan pentanahan. Besaran yang sangat
dominan untuk diperhatikan dari suatu sistem pentanahan adalah hambatan sistem
suatu sistem pentanahan tersebut.
Besar impedansi pentanahan tersebut sangat dipengaruhi oleh banyak
CT
PT
LA
REL A
REL B
PMT A1
PMT AB1
PMT B1
PMT A2
PMT AB2
PMT B2
faktor baik faktor internal atau eksternal. Yang dimaksud dengan fator internal
meliputi :
a. Dimensi konduktor pentanahan (diameter atau panjangnya).
b. Resistivitas relative tanah.
c. Konfigurasi system pentanahan.
Yang dimaksud dengan faktor eksternal meliputi :
a. Bentuk arusnya (pulsa, sinusoidal, searah).
b. Frekuensi yang mengalir ke dalam system pentanahan
Untuk mengetahui nilai-nilai hambatan jenis tanah yang akurat harus
dilakukan pengukuran secara langsung pada lokasi yang digunakan untuk
system pentanahan karena struktur tanah yang sesungguhnya tidak sesederhana
yang diperkirakan, untuk setiap lokasi yang berbeda mempunyai hambatan jenis
tanah yang tidak sama (Hutauruk, 1991)5.
Tujuan utama pentanahan adalah menciptakan jalur yang lowimpedance
(tahanan rendah) terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient
voltage. Penerangan, arus listrik, circuit switching dan electrostatic discharge
adalah penyebab umum dari adanya sentakan listrik atau transient voltage. Sistem
pentanahan yang efektif akan meminimalkan efek tersebut.
Menurut IEEE Std 142™-2007 4, tujuan system pentanahan adalah:
1. Membatasi besarnya tegangan terhadap bumi agar berada dalam batasan
yang diperbolehkan
2. Menyediakan jalur bagi aliran arus yang dapat memberikan deteksi
terjadinya hubungan yang tidak dikehendaki antara konduktor system dan
bumi. Deteksi ini akan mengakibatkan beroperasinya peralatan otomatis
yang memutuskan suplai tegangan dari konduktor tersebut.
Tahanan pentanahan selain ditimbulkan oleh tahanan kontak tersebut
diatas juga ditimbulkan oleh tahanan sambungan antara alat pentanahan dengan
kawat penghubungnya. Unsur lain yang menjadi bagian dari tahanan pentanahan
adalah tahanan dari tanah yang ada di sekitar alat pentanahan yang menghambat
aliran muatan listrik (arus listrik) yang keluar dari alat pentanahan tersebut. Arus
listrik yang keluar dari alat pentanahan ini menghadapi bagian-bagian tanah yang
berbeda tahanan jenisnya. Untuk jenis tanah yang sama, tahanan jenisnya
dipengaruhi oleh kedalamannya. Makin dalam letaknya, umumnya makin kecil
tahanan jenisnya, karena komposisinya makin padat dan umumnya juga lebih
basah. Oleh karena itu, dalam memasang batang pentanahan, makin dalam
pemasangannya akan makin baik hasilnya dalam arti akan didapat tahanan
pentanahan yang makin rendah.
Kontak Tanah
Bagian lain dari system hubungan pentanahan yaitu tanah itu sendiri
dimana kontak antara tanah dengan pasak yang tertanam harus cukup luas
sehingga nilai tahanan dari jalur arus yang masuk atau melewati tanah masih
dalam batas yang diperkenankan untuk penggunaan tertentu. Hambatan jenis
tanah yang akan menentukan tahanan pentanahan yang dipengaruhi oleh beberapa
factor yang meliputi yaitu :
a. Temperatur tanah.
b. Besarnya arus yang melewati.
c. Kandungan air dan bahan kimia yang ada dalam tanah.
d. Kelembaban tanah.
e. Cuaca.
Tahanan dari jalur tanah ini relative rendah dan tetap sepanjang tahun.
Untuk memahami tahanan tanah harus rendah, dapat dengan menggunakan hukum
Ohm yaitu :
E = I X R
Dimana : E adalah tegangan satuan volt
I adalah arus satuan ampere
R adalah tahanan satuan ohm
Hambatan arus melewati sistem elektroda tanah mempunyai 3 komponen
yaitu :
1. Tahanan pasaknya sendiri dan sambungan-sambungannya.
2. Tahanan kontak antara pasak dengan tanah disekitar.
3. Tahanan tanah sekelilingnya
Pasak-pasak tanah, batang logam, struktur dan peralatan lain biasa digunakan
untuk elektroda tanah selain itu umumnya ukurannya besar sehingga tahanannya
dapat terabaikan terhadap tahanan keseluruhan sistem pentanahan. Apabila pasak
ditanam lebih dalam ke tanah maka tahanan akan berkurang, namun
bertambahnya diameter pasak secara material tidak akan mengurangi nilai tahanan
karena nilai tahanan elektroda pengtanahan tidak hanya bergantung pada
kedalaman dan luas permukaan elektroda tapi juga pada tahanan tanah. Tahanan
tanah merupakan kunci utama yang menentukan tahanan elektrode dan pada
kedalaman berapa pasak harus dipasang agar diperoleh tahanan yang rendah.
Elektrode baja digunakan sebagai penghantar saluran distribusi dan pentanahan
substasion.
Dalam memilih penghantar dapat mempertimbangkan hal berikut :
a. Untuk tanah yang bersifat korosi sangat lambat, dengan tahanan diatas 100
ohm-m, tidak ada batas perkenan korosi(corosi allowance).
b. Untuk tanah yang bersifat korosi lambat, dengan tahanan 25-100 ohm-m,
batas perkenan korosi adalah 15% dengan pemilihan penghantarsudah
mempertimbangkan faktor stabilitas thermal.
c. Untuk tanah yang bersifat korosi cepat, dengan tahanan kurang dari 25
ohm-m, batas perkenan korosi adalah 30% dengan pemilihan penghantar
sudah mempertimbangkan faktor stabilitas thermal.
d. Penghantar dapat dipilih dari ukuran standart seperti 10 x 6mm sampai 65
x 8mm.
Faktor Penyebab Tegangan Permukaan Tanah
1. Pengaruh uap lembab dalam tanah
Kandungan uap lembab dalam tanah merupakan faktor penentu
nilai tegangan tanah. Variasi dari perubahan uap lembab akan membuat
perbedaan yang menonjol dalam efektifitas hubungan elektroda
pentanahan dengan tanah. Hal ini jelas telihat pada kandungan uap lembab
di bawah 20%. Nilai di atas 20% resistivitas tanah tidak banyak
terpengaruh, tetapi di bawah 20% resistivitas tanah meningkat drastic
dengan penurunan kandungan uap lembab. Berkaitan dengan kandungan
uap lembab, tes bidang menunjukkan bahwa dengan lapisan permukaan
tanah 10 kali akan lebih baik ditahan oleh batas dasar.
Elektroda yang dipasang dengan dasar batu biasanya memberikan
kualitas pentanahan yang baik, hal ini disebabkan dasar-dasar batu sering
tidak dapat tembus air dan menyimpan uap lembab sehingga memberikan
kandungan uap lembab yang tinggi.
2. Pengaruh tahanan jenis tanah
Tahanan tanah merupakan kunci utama yang menentukan tahanan
elektroda dan pada kedalaman berapa elektroda harus ditanam agar
diperoleh tahanan yang rendah. Tahanan tanah bervariasi di berbagai
tempat dan cenderung berubah menurut cuaca. Tahanan tanah ditentukan
juga oleh kandungan elektrolit di dalamnya, kandungan air,
mineralmineral dan garam-garam. Tanah yang kering biasanya
mempunyai tahanan yang tinggi, namun demikian tanah yang basah juga
dapat mempunyai tahanan yang tinggi apabila tidak mengandung garam-
garam yang dapat larut. Tahanan tanah berkaitan langsung dengan
kandungan air dan suhu, dengan demikian dapat diasumsikan bahwa
tahanan suatu sistem dengan demikian akan berpengaruh juga terhadap
performa tegangan permukaan tanah. Pada musim dingin struktur fisik
tanah menjadi sangat keras, dan tanah membeku pada kedalaman tertentu.
Air di dalam tanah membeku pada suhu di bawah 0 °C dan hal ini
menyebabkan peningkatan yang besar dalam koefisien temperatur
resistivitas tanah. Koefisien ini negatif, dan pada saat temperature
menurun, resistivitas naik dan resistansi hubung tanah tinggi.
Pengaruh temperatur terhadap resistivitas tanah dijelaskan dalam
tabel sebagai berikut:
Tabel Efek temperature terhadap resistivitas tanah
Tabel Resistivitas berbagai
d. Sistem transmisi tenaga listrik
Jawab :
Sistem transmisi tenaga listrik merupakan salah satu komponen dari sistem
penyaluran tenaga listrik menyalurkan energi tenaga listrik dari pusat-pusat
pembangkitan menggunakan kawat-kawat (saluran) transmisi, menuju gardu-
gardu induk yang selanjutnya akan didistribusikan ke pelanggan atau konsumen.
Ada dua kategori saluran transmisi: saluran udara (overhead line) dan
saluran bawah tanah (uderground). Saluran udara menyalurkan tenaga listrik
melalui kawat-kawat yang digantung pada tiang-tiang transmisi dengan
perantaraan-perantaraan isolator-isolator, sedang saluran bawah tanah
menyalurkan listrik melalui kabel-kabel bawah tanah. Kedua cara penyaluran
mempunyai untung ruginya sendiri-sendiri. Dibandingakn dengan saluran udara,
saluran bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, taufan, hujan angin,
bahaya petir dan sebagainya. Saluran bawah tanah lebih estetis (indah), karena
tidak tampak. Karena alasan terakhir ini, saluran-saluran bawah tanah lebih
disukai di Indonesia, terutama untuk kota-kota besar. Namun biaya,
pembangunannya jauh lebih mahal daripada saluran udara, dan perbaikannya
lebih sukar bila terjadi gangguan hubung singkat dan kesukaran-kesukaran
lainnya .
Menurut jenis arusnya, pada saluran transmisi dikenal sistem arus bolak-
balik (AC, atau alternating current) dan sistem arus searah (DC, atau direct
current). Didalam sistem AC, penaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan
yaitu dengan menggunakan transformator. Itulah sebabnya maka dewasa ini
saluran transmisi di dunia sebagian besar adalah saluran AC. Di dalam sistem AC
ada sistem satu-fasa dan sistem tiga-fasa.
Sistem tiga-fasa mempunyai kelebihan dibandingkan dengan sistem satu-fasa
karena:
Daya yang disalurkan lebih besar
Nilai sesaatnya (instantaneous value) konstan
Medan magnit putarnya mudah diadakan.
Berhubung dengan keuntungan-keuntungannya hampir seluruh penyaluran
tenaga listrik didunia dewasa ini dilakukan dengan arus bolak- balik. Namun,
sejak beberapa tahun terakhir ini penyaluran arus searah mulai dikembangkan
dibeberapa bagian dunia ini. Penyaluran DC mempunyai keuntungan karena,
isolasinya yang lebih sederhana, daya guna (efisiensi) yang tinggi karena faktor
dayanya satu, serta tidak adanya masalah stabilitas sehingga dimungkinkan
penyaluran jarak jauh. Namun persoalan ekonominya masih harus diperhitungkan.
Penyaluran tenaga listrik dengan sistem DC baru dianggap ekonomis bila jarak
saluran udara lebih jauh dari 640 km atau saluran bawah- tanah lebih panjang dari
50 km. Ini disebabkan karena biaya peralatan pengubah AC ke DC dan sebaliknya
(converter dan inverter equipment) sangat mahal.
Untuk daya yang sama, maka daya guna penyaluran naik oleh karena
hilang daya transmisi turun, apabila tegangan transmisi ditinggikan. Namun
peninggian tegangan transmisi berarti juga penaikan isolasi dan biaya peralatan
gardu induk. Oleh karena itu, pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan
memperhitungkan daya yang disalurkan, jumlah rangkaian, jarak penyaluran,
keandalan (reliability), biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan-
tegangan yang sekarang dan yang direncanakan. Kecuali itu, penentuan tegangan
harus juga dilihat dari standarisasi peralatan yang ada. Penentuan tegangan
merupakan bagian dari perancangan sistem secara keseluruhan .
Meskipun tidak jelas menyebutkan keperluannya sebagai tegangan
transmisi, di Indonesia, Pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan tinggi
sebagai berikut:
Tegangan Nominal Sistim (kV) : 30-66-110-150-220-380-500
Tegangan Tertinggi untuk Perlengkapan : 36-72,5-123-170-245-420-525
Penentuan deretan tegangan diatas disesuaikan dengan rekomendasi
International Electrotechnical Comission.
Pada penyaluran tenaga listrik terdapat beberapa jenis konfigurasi yang
secara garis besar umumnya dibagi dalam 5 bentuk konfigurasi jaringan:
1. Sistem Radial
2. Sistem open loop / Tie Line
3. Sistem close loop
4. Sistem Cluster
5. Sistem Spindel
Sistem Radial merupakan sistem jaringan distribusi tegangan menengah
yang paling sederhana, murah, banyak digunakan terutama untuk sistem yang
kecil, kawasan pedesaan. Umumnya digunakan pada SUTM proteksi yang
digunakan tidak rumit dan keandalannya paling rendah.
Sedangkan Sistem Open Loop biasanya merupakan pengembangan dari
sistem Radial, sebagai akibat diperlukannya keandalan yang lebih tinggi dan
umumnya sistem ini dapat dipasok dalam satu gardu induk. Dimungkinkan juga
dari gardu induk lain tetapi harus dalam satu sistem di sisi tegangan tinggi karena
hal ini diperlukan untuk memudahkan manuver beban pada saat terjadi gangguan
atau kondisi-kondisi pengurangan beban. Proteksi untuk sistem ini masih
sederhana tetapi harus memperhitungkan panjang jaringan pada titik manuver
terjauh di sistem tersebut. Sistem ini umunya banyak digunakan di PLN baik pada
SUTM maupun SKTM.
Untuk Sistem Close Loop layak digunakan untuk jaringan yang dipasok
dari satu gardu induk, memerlukan sistem proteksi yang cukup rumit biasanya
menggunakan rele arah (directional). Sistem ini mempunyai kehandalan yang
lebih tinggi dibandingkan sistem lainnya, dan sistem ini jarang digunakan di PLN
tetapi biasanya dipakai untuk pelanggan-pelanggan khusus yang membutuhkan
keandalan tinggi.
Sistem spindle merupakan sistem yang relatif handal karena disediakan
satu buah express feeder yang merupakan feeder/ penyulang tanpa beban dari
gardu induk sampai Gardu Hubung (GH) refleksi, banyak digunakan pada
jaringan SKTM. Sistem ini relatif mahal karena biasanya dalam pembangunannya
sekaligus untuk mengatasi perkembangan beban di masa yang akan datang,
Proteksinya relatif sederhana hampir sama dengan sistem Open Loop. Biasanya di
tiap-tiap feeder dalam sistem spindle disediakan gardu tengah (middle point)
yang berfungsi untuk titik manuver apabila terjadi gangguan pada jaringan
tersebut. Sistem merupakan hampir mirip dengan sistem spindle. Dalam sistem
Cluster tersedia satu express feeder yang merupakan feeder atau penyulang tanpa
beban yang digunakan sebagai titik manuver beban oleh feeder atau penyulang
lain dalam sistem Cluster tersebut. Proteksi yang diperlukan untuk sistem ini
relatif sama dengan sistem Open Loop atau sistem Spindle.
Selain itu ada juga konfigurasi single phi dan double phi yang biasa
digunakan pada sistem transmisi tenaga listrik.
Dengan membuat topologi jaringan yang baik akan didapat performance
jaringan yang handal dan optimal dalam arti akan diperoleh kerugian energi
jaringan yang lebih kecil dan pelayanan ke pelanggan lebih baik dari sisi missal
mutu tegangan ke pelanggan.
Dalam membuat / menentukan topologi jaringan perlu dilakukan perhitungan-
perhitungan analisa teknis pada jaringan yang meliputi:
1. Analisa Aliran Daya
2. Analisa Hubung Singkat
3. Analisa Drop Tegangan
4. Pengaturan beban agar optimal
Dari analisa-analisa tersebut di atas dan dipadukan dengan pengalaman
operasional akan diperoleh bentuk topologi jaringan yang paling optimal.
Komponen-komponen utama dari transmisi jenis saluran udara terdiri dari:
Menara transmisi atau tiang transmisi beserta fondasinya
Menara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi,
yang bisa berupa menara baja, tiang beton bertulang dan tiang kayu. Tiang tiang
baja, beton atau kayu umumnya digunakan pada saluran- saluran dengan tegangan
kerja relatif rendah (di bawah 70 kV) sedang untuk saluran transmisi tegangan
tinggi atau ekstra tinggi atau ekstra tinggi digunakan menara baja. Menara baja
dibagi sesuai dengan fungsinya, yaitu : menara dukung, menara sudut, menara
ujung, menara percabangan dan menara transposisi.
Isolator-isolator
Jenis isolator yang digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau
gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya dikenal tiga jenis isolator, yaitu :
isolator jenis pasak, isolator jenis pos saluran dan isolator gantung. Isolator jenis
pasak dan pos saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan kerja
relatif rendah (kurang dari 22 – 33 kV), sedang isolator gantung dapat digandeng
menjadi rentangan isolator yang jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan.
Kawat penghantar
Jenis-jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah
tembaga dengan konduktivitas 100% (CU 100%), tembaga dengan konduktivitas
97,5 % (CU 97,5 %) atau alumunium dengan koduktivitas 61% (Al 61%). Kawat
penghantar alumunium dari berbagai jenis dengan lambang sebagai berikut:
1. AAC : “All Alumunium Conductor” yaitu kawat penghantar yang
seluruhnya terbuat dari alumunium
2. AAAC : “ All Alumunium Alloy Conductor” yaitu kawat penghantar
yang seluruhnya terbuat dari campuran alumunium.
3. ACSR : “Alumunium Conductor Steel Reinforced” yaitu kawat
penghantar alumunium ber-inti kawat baja.
4. ACAR : “Alumunium Conductor Alloy Reinforced” yaitu kawat
penghantar alumunium yang diperkuat dengan logam campuran.
Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan
dengan kawat penghantar alumunium karena konduktivitas dan kuat tariknya
lebih tinggi. Tetapi kelemahannya ialah untuk besar tahanan yang sama tembaga
lebih berat dari alumunium dan juga lebih mahal. Oleh karena itu kawat
penghantar alumunium telah menggantikan kedudukan tembaga. Untuk
memperbesar kuat tarik dari kawat alumunium digunakan campuran alumunium
(alumunium alloy). Untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, di mana
jarak antara dua tiang/menara jauh (ratusan meter), dibutuhkan kuat tarik yang
lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.
Kawat tanah
Kawat tanah atau “ground wire” juga disebut sebagai kawat pelindung (shield
wires) gunanya untuk melindungi kawat-kawat penghantar atau kawat fasa
terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat fasa. Sebagai
kawat tanah umumnya dipakai kawat baja (steel wire) yang lebih murah, tetapi
tidaklah jarang digunakan ACSR.
Setiap saluran transmisi memiliki karakteristik listrik, yaitu konstanta-
konstanta saluran, seperti: tahanan R, induktansi L, konduktansi G, dan
kapasitansi C. Pada saluran udara konduktansi G sangat kecil sehingga dengan
mengabaikan konduktansi G , perhitungan-perhitungan akan jauh lebih mudah
dan pengaruhnyapun masih dalam batas-batas yang dapat diabaikan.
Untuk keperluan analisa dan pehitungan maka diagram pengganti untuk
klasifikasi saluran transmisi biasanya dibagi dalam 3 kelas, yaitu:
1. kawat pendek (<80 km)
2. kawat menengah (80-250 km)
3. kawat panjang (>250 km).
Klasifikasi di atas sangat kabur dan sangat relatif. Klasifikasi saluran
transmisi harus didasarkan atas besar kecilnya kapasitansi ke tanah. Jadi bila
kapasitansi kecil, dengan demikian arus bocor ke tanah kecil terhadap beban,
maka dalam hal ini kapasitansi ke tanah dapat diabaikan dan dinamakan kawat
pendek. Tetapi bila kapasisatansi sudah mulai besar sehingga tidak dapat
diabaikan, tetapi belum begitu besar sekali sehingga masih dapat dianggap seperti
kapasitansi terupsat (lumped capacitance), dan ini dinamakan kawat menengah.
Bila kapasitansi itu besar sekali sehingga tidak mungkin lagi dianggap sebagai
kapasistansi terpusat, dan harus dianggap terbagi rata sepanjang saluran, maka
dalam hal ini dinamakan kawat panjang.
Semakin tinggi tegangan operasi maka kemungkinan timbulnya korona
sangat besar. Korona ini akan memperbesar kapasitansi, dengan demikian
memperbesar arus bocor. Jadi ada kalanya walaupun panjang saluran hanya 50
km, misalnya, dan bila tegangan kerja sangat tinggi (Tegangan Ekstra Tinggi,
EHV, apalagi Tegangan Ultra Tinggi, UHV) maka kapasitansi relatif besar
sehingga tidak mungkin lagi diabaikan walapun panjang saluran hanya 50 km.
Sedangkan untuk klasifikasi saluran transmisi berdasarkan fungsinya dalam
operasi dapat dibedakan dalam:
transmisi: yang menyalurkan daya besar dari pusat-pusat pembangkit ke daerah
beban, atau antara dua atau lebih sistem, biasa juga disebut sebagai saluran
interkoneksi atau biasa disebut tie line.
sub transmisi: sub transmisi ini biasanya adalah transmisi percabangan
dari saluran yang tinggi ke saluran yang lebih rendah
distribusi: di Indonesia telah ditetapkan bahawa tegangan distribusi adalah
20 Kv
4) Sebutkan jenis Relai dan jelaskan masing-masing relai proteksi yang
digunakan pada Gardu Induk
Jawab :
Sistem proteksi adalah suatu sistem pengaman terhadap peralatan
listrik, yang diakibatkan adanya gangguan teknis, gangguan alam,
kesalahan operasi dan penyebab yang lainnya. Beberapa peralatan listrik
pada gardu induk yang perlu diamankan adalah :
Transformator Daya.
Rel (busbar).
Penghantar :
Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT).
Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT).
Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET).
Penyulang 20 KV.
Rele merupakan salah satu dari perangkat proteksi pada sistem tenaga
listrik selain PMT (pemutus tenaga), transformator arus (CT), transformator
tegangan (PT), baterai dan pengawatan (kabel kontrol). Jika terjadi gangguan atau
kondisi kerja abnormal, maka rele akan merasakan gangguan tersebut dan akan
segera melakukan pemutusan atau penutupan pelayanan penyaluran setiap elemen
sistem tenaga listrik, sehingga peralatan pada sistem dapat dilindungi dari
kerusakan ataupun mengurangi kerusakan yang terjadi pada peralatan. Bentuk
hubungan dari suatu rele pengaman tampak pada Gambar
Gambar 5. Diagram Blok Relay Pengaman
1. Proteksi Trafo Daya
a. Relay Arus Lebih :
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat
(short circuit) antara phasa di dalam maupun di luar daerah
pengamanan trafo.
b. Relay Differensial :
Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan hubung singkat
(short circuit) yang terjadi di dalam daerah pengaman trafo.
c. Relay Gangguan Tanah Terbatas :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap tanah
di dalam daerah pengaman trafo, khususnya gangguan di dekat titik
netral yang tidak dapat dirasakan oleh Relay Differensial.
d. Relay Arus Lebih Berubah :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya dari gangguan
antara phasa dan tiga phasa dan bekerja pada arah tertentu.
e. Relay Gangguan Tanah :
Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari gangguan
hubung tanah, di dalam dan di luar daerah pengaman trafo.
f. Relay Tangki Tanah :
Berfungsi untuk mengamankan Transformator Daya terhadap
hubung singkat (short circuit) antara phasa dengan tangki trafo dan
trafo yang titik netralnya ditanahkan.
g. Relay Suhu :
Berfungsi untuk mendeteksi suhu minyak trafo dan kumparan
secara langsung, yang akan membunyikan alarm serta mentripkan
Circuit Breaker
h. Relay Jansen :
Berfungsi untuk mengamankan pengubah/ pengatur tegangan (Tap
Changer) dari Trafo.
i. Relay Bucholz :
Berfungsi mendeteksi adanya gas yang ditimbulkan oleh loncatan
bunga api dan pemanasan setempat dalam minyak trafo. Selama
transformator beroperasi normal, rele akan terisi penuh dengan
minyak. Pelampung akan berada pada posisi awal. Bila terjadi
gangguan yang kecil di dalam tangki transformator, misalnya hubung
singkat dalam kumparan, maka akan menimbulkan gas. Gas yang
terbentuk akan berkumpul dalam rele pada saat perjalanan menuju
tangki konservator, sehingga level minyak dalam rele turun dan akan
mengerjakan kontak alarm (kontak pelampung atas). Bila level minyak
transformator turun secara perlahan-lahan akibat dari suatu kebocoran,
maka pelampung atas akan memberikan sinyal alarm dan bila
penurunan minyak tersebut terus berlanjut, maka pelampung bawah
akan memberikan sinyal trip. Bila terjadi busur api yang besar,
kerusakan minyak akan terjadi dengan cepat dan timbul surya tekanan
pada minyak yang bergerak melalui pipa menuju ke relay Bocholz
kondisi kerja rele tampak pada Gambar. Pada kecepatan aliran tertentu,
pelampung bawah akan menutup kontak untuk trip.
Gambar 6.
Bentuk Rele Bucholz
j. Relay Tekanan Lebih :
Berfungsi mengamankan Transformator Daya dari tekanan lebih.
Bagi Trafo tanpa konservator, dipasang relay tekanan mendadak
dipasang pada tangki dan bekerja dengan pertolongan.
2. Proteksi Penghantar SUTT / SKTT
a. Relay Jarak :
Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa maupun
gangguan hubungan tanah.
b. Relay Differential Pilot Kabel :
Berfungsi mengamankan SKTT dan juga SUTT yang pendek dari
gangguan antar phasa maupun gangguan hubung singkat (short
circuit).
c. Relay Arus Lebih Berarah :
Berfungsi mengamankan SUTT dari gangguan antar phasa dan
hanya bekerja pada satu arah. Relay ini dapat membedakan arah arus
gangguan.
d. Relay Arus Lebih :
Berfungsi mengamankan SUTT dan gangguan antara phasa
maupun gangguan hubungan tanah.
e. Relay Tegangan Lebih :
Berfungsi mengamankan SUTT atau SKTT terhadap tegangan
lebih.
f. Relay Gangguan Tanah :
Berfungsi mengamankan SUTT terhadap gangguan hubung tanah.
g. Relay Penutup Balik :
Berfungsi mengamankan kembali SUTT akibat gangguan hubung
singkat temporer.
3. Proteksi Busbar dan Proteksi Penyulang 20 KV
a. Proteksi Busbar :
Untuk mengamankan busbar terhadap gangguan yang terjadi,
digunakan relay differential.
b. Proteksi Penyulang 20 KV, digunakan :
Relay Arus Lebih.
Relay Arus Lebih Berarah.
Relay Hubung Tanah.