Fauzun Atabiq
1) 2)
3) 4)
Gardu Induk Distribusi (GI Distribusi) Jaringan Distribusi Tegangan Menengah (JTM) Jaringan Distribusi Tegangan Rendah (JTR) Beban/konsumen
1. Incoming 150 kV 2. Kawat pentanah (ground) 3.Overhead lines 4. Trafo instrumen (potential transformer) 5.Sakelar Pemisah (Disconnect switch ) 6. Pemutus Tebaga/PMT(Circuit breaker) 7. Current Transformer 8.Lightning arrester , 9.Main transformer 10. Gedung kontrol, 11. Pagar pengaman 12. Saluran ke area lain
o
Trafo
o
o o o
o
Circuit Breaker Horn gap switch Disconnecting Switch
o o o
Grounding Switch Lighting Arrester Current limiting reactor Trafo instrumen Relai dan peralatan proteksi
Circuit Breaker (CB) ◦
Circuit Breaker dirancang untuk memutuskan beban baik pada kondisi normal maupun saat kondisi gangguan hubung singkat.
◦
Circuit Breaker beroperasi seperti sebuah sakalar besar yang proses membuka atau menutupnya digerakkan dengan suatu push button lokal, sakelar manual atau dengan sinyal telekomunikasi jarak jauh yang dikendalikan oleh sistem proteksi sistem tenaga (SCADA)
Circuit Breaker (CB) ◦
Circuit Breaker akan memutus saluran secara otomatis ketika tegangan, frekuensi atau arus saluran tidak sesuai dengan seting yang ditentukan.
Circuit Breaker (CB) ◦
4 tipe circuit breaker yang umum dipakai dalam proteksi sistem tenaga: 1.
Oil Circuit Breaker (OCB)
2.
Air Blast Circuit Breaker
3.
SF6 Circuit Breaker
4.
Vacuum Circuit Breaker
Yang membedakan antara satu dengan yg lainnya adalah media pemadam busur apinya
Oil Circuit Breaker (OCB)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Bagian-bagian Oil Circuit Breaker (OCB)
Bushing Oil level indicator Vent Current transformer Dashpot Plunger guide Arc control device Resistor Plunger bar
275 kV Air Blast Circuit Breaker
SF6 Circuit Breaker
Vacuum Circuit Breaker
Sakelar Pemisah/ Disconnecting Switch (DS) ◦
◦
◦
Sakelar pemisah (DS) Sakelar yang beroperasi hanya saat tidak ada arus. Berfungsi untuk mengisolasi trafo, circuit breaker, saluran transmisi dsb dari saluran aktif. DS dioperasikan untuk hal-hal khusus seperti pada saat maintenance atau manuver aliran beban
Sakelar Pemisah/ Disconnecting Switch (DS)
Grounding switches ◦
Grounding Switches Sakelar pengaman untuk menjamin suatu saluran transmisi benar-benar ditanahkan selama pekerjaan dilaksanaakan pekerjaan perbaikan.
Grounding switches
http://en.zwae.com.pl/min_800_640_cu8u3v1l4mjuzwur4893.jpg
Surge Arrester ◦
◦
Surge Arrester merupakan peralatan proteksi untuk membatasi tegangan lebih yang mungkin terjadi melewati transformer dan peralatan listrik lainnya karena sambaran petir atau surja akibat penyakelaran. Ujung atas dari arrester ini terhubung ke saluran atau terminal peralatan yang diproteksi sedangkan bagian ujung bawah arrester terhubung langsung ke tanah.
Surge Arrester ◦
Jenis-jenis Surge Arrester : 1. Arrester Jenis Oksida Film 2. Lightning Arrester Jenis Thyrite 3. Lightning Arrester Jenis Katup (Valve) 4. Lightning Arrester Jenis Expulsion
Surge Arrester ◦
http://lightningsource.wordpress.com/2011/05/06/some-picture-of-surge-arrester/
Current Limiting Reactor ◦
◦
◦
◦
Current limiting reactor Bus bar sistem tegangan menengah (TM) pada suatu gardu induk biasanya menyuplai beberapa penyulang(feeders), yang mendistribusikan daya ke area pusat-pusat beban di sekitar GI. Hal ini menyebabkan impedans keluaran dari bus bar TM sangat rendah. Sebagai akibatnya, jika terjadi gangguan hubung singkat pada salah satu feeder, akan menghasilkan arus hubung singkat yang dapat membahayakan.
Current Limiting Reactor
8 % Ohm Kemampuan Arus gangguan 4000 A
1
2
3
4
5
6
7
8
8 feeder dengan arus nominal masing-masing 200A
Current Limiting Reactor
8 % Ohm Kemampuan Arus gangguan 4000 A
1
2
3
4
5
6
7
8
fault
8 feeder dengan arus nominal masing-masing 200A
Current Limiting Reactor
8 % Ohm Kemampuan Arus gangguan 4000 A
Current-limiting reactors reduce the shortcircuit current.
Current Limiting Reactor
http://lightningsource.wordpress.com/2011/05/06/some-picture-of-surge-arrester/
Trafo Instrumen ◦
◦
◦
◦
◦
Potential Transformer (PT) merupakan trafo penurun tegangan yang dirancang khusus untuk keperluan pengukuran(metering) dan proteksi.
Transformasi dan skundernya sangat presisi. Hanyatengangan mengalamiantara sedikitprimer perubahan tegangan dengan bertambahnya beban (burden). Pergeseran fase tegangan antara bagian primer dan sekunder hampir dikatakan tidak ada. Terminal-terminal dapat dihubungkan ke line ke line atau line ke netral. Konsturksi trafo tegangan hampir sama dengan konstruksi trafo biasa hanya saja antara kumparan primer dan sekunder mampu tahan terhadap tegangan penuh line ke line.
Trafo Instrumen ◦ ◦
◦
◦
Potential Transformer (PT) Salah satu terminal pada sisi sekunder harus selalu ditanahkan untuk menhindarkan dari bahaya kejut listrik yang berakibat fatal
ketika menyentuh salah satu dan dari sekunder terminalnya. Hubungan kumparan primer yang dipisahkan dengan isolasi, akan membentuk hubungan/koneksi yang tak terlihat (seperti kapasitor), yang hal ini akan menghasilkan tegangan sangat tinggi antara kumparan sekunder dan tanah (ground) Dengan menghubungkan salah satu terminalnya ke tanah maka tegangan keluaran pada sisi sekunder akan selalu pada tegangan nominalnya misalkan 115V.
Trafo Instrumen
Trafo Instrumen
MV PT Potential Transformer
Trafo Instrumen ◦
◦
◦
◦
◦
◦
Current Transformer (CT), merupakan trafo khusus yang digunakan untuk keperluan pengukuran arus, monitoring daya, mengisolasi alat ukur dari saluran dan peralatan proteksi yang terhubung ke bagian sekunder trafo. memiliki akurasi transformasi yang tinggi dengan perbandingan/rasio antara bagian primer dan sekunder hampir konstan walaupun dengan adanya burden. Pergeseran fase antara sekunder dan primer sangat kecil sekali (kurang dari 10). Akan memiliki akurasi yang cukup tinggi dengan menjaga arus sekunder sekecil mungkin. Sama seperti PT untuk alasan keamanan maka salah satu terminal pada sisi sekunder hatus di tanahkan. Rasio CT biasanya 100A/5A, 150A/5A dll.
Trafo Instrumen
Trafo Instrumen
Current Transformer
Relai dan Peralatan Proteksi ◦
◦
◦
◦
◦
OCR (Over Current Relay) Under Over Voltage Relay Differential Relay Distance Relay dll
Tiang Penghantar/konduktor Isolator-isolator
Tiang ◦
Tiang listrik pada jaringan distribusi digunakan untuk saluran udara (overhead line) sebagai penyangga kawat penghantar agar penyaluran tenaga listrik ke konsumen atau pusat pusat beban dapat disalurkan dengan baik.
Tiang ◦
Klasifikasi tiang listrik berdasarkan bahannya:
Tiang kayu (wooden pole) sudah mulai ditinggalkan Tiang Baja (Steel pole) Tiang Beton lebih kuat, lebih murah (dibandingkan baja), dan mudah perawatannya, hanya saja mudah hancur/patah apabila terkena benturan keras (ditabrak kendaraan).
Tiang ◦
Klasifikasi tiang listrik berdasarkan konstruksinya: 1.
Tiang vertikal
2.
Tiang horizontal
Tiang konstruksi vertikal
Tiang konstruksi horizontal
Tiang 1.
Tiang vertikal Kelebihannya
Sangat cocok untuk wilayah yang memiliki bangunan tinggi Beban tiang (tekanan ke bawah) lebih sedikit
Isolator jenis pasak (pin insulator) jarang digunakan
Tanpa menggunakan cross-arm (travers)
Kerugiannya
Tekanan angin merata di bagian tiang Terbatas hanya untuk saluran tunggal tiga fasa
Tiang 2.
Tiang horizontal Keuntungannya
Tekanan angin yang terjadi, terfokus pada wilayahcross-arm (travers) Dapat digunakan untuk saluran ganda tiga fasa
Kerugiannya
Lebih banyak menggunakan cross-arm (travers)
Beban tiang (tekanan ke bawah) lebih berat.
Lebih banyak menggunakan isolator
Isolator-isolator ◦
Merupakan material untuk menompang kawat penghantar jaringan pada tiang-tiang listrik yang digunakan untuk memisahkan secara elektris dua buah kawat atau lebih atau antara konduktor dengan tanah agar tidak terjadi kebocoran arus (leakage current), loncatan bunga api (flash over) sehingga mengakibatkan terjadinya kerusakan/gangguan pada sistem jaringan tenaga listrik
Klasifikasi Jaringan Distribusi Berdasarkan Tegangannya
Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Berdasarkan Sistem penyalurannya
Jaringan Tegangan Menengah (TM) /Jaringan Distribusi Primer Jaringan tengangan Rendah (TR)/ Jaringan distribusi sekunder
Distribusi saluran udara (over head lines) Distribusi saluran bawah tanah (saluran kabel)
Sistem Radial
Sistem Loop Berdasarkan konfigurasi jaringan Sistem network/Mesh
Interkoneksi
Sistem jaringan distribusi primer ◦
◦
◦
Jaringan distribusi tegangan menegah (JDTM) yg terletak antara gardu induk (GI) dengan gardu pembagi (Gardu Distribusi) dan memiliki tegangan sistem lebih tinggi dari tegangan terpakai oleh konsumen. Standar tegangan untuk jaringan distribusi primer ini adalah 6 kV, 10 kV, dan20 kV (sesuai standar PLN). Di Amerika Serikat standar tegangan untuk jaringan distribusi primer ini adalah 2,4 kV, 4,16 kV, dan 13,8 kV
Sistem jaringan distribusi sekunder ◦
◦
Jaringan distribusi tegangan rendah (JDTR), merupakan jaringan yang berfungsi sebagai penyalur tenaga listrik dari gardu-gardu pembagi (gardu distribusi) ke pusat-pusat beban (konsumen tenaga listrik). Besarnya standar tegangan untuk jaringan ditribusi sekunder ini adalah 127/220 V untuk sistem lama, dan 220/380 V untuk sistem baru, serta 440/550 V untuk keperluam industri.
Gardu Distribusi
JTM
JTR
JTM
Gardu Induk (GI)
Gardu Distribusi
JTR
Gardu Distribusi
Berdasarkan Sistem penyalurannya
Distribusi saluran udara (over head lines) ◦
◦
Saluran udara merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kawat penghantar yang ditompang pada tiang listrik. Keuntungannya
Lebih fleksibel dan leluasa untuk perluasan beban. Lebih mudah dalam pemasangannya. Bila terjadi gangguan hubung singkat, mudah diatasi dan dideteksi.
◦
Kerugiannya
Mudah terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon, dsb. Untuk wilayah yang penuh dengan bangunan yang tinggi, sukar untuk menempatkan saluran, mengurangi nilai estetika kota. Masalah efek kulit, induktansi, dan kapasitansi yang terjadi, akan mengakibatkan tegangan drop lebih tinggi. Biaya pemeliharaan lebih mahal, karena perlu jadwal pengecatan dan penggantian material listrik bila terjadi kerusakan.
Distribusi saluran udara(over head lines)
Berdasarkan Sistem penyalurannya
Distribusi Saluran Bawah Tanah (Underground Lines) ◦
◦
Saluran bawah tanah merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kabel-kabel yang ditanamkan di dalam tanah. Keuntungannya
◦
Tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon, dsb. Tidak mengganggu pandangan, bila adanya bangunan yang tinggi, Dari segi keindahan, saluran bawah tanah lebih sempurna dan lebih indah dipandang, Mempunyai batas umur pakai dua kali lipat dari saluran udara, Biaya pemeliharaan lebih murah, karena tidak perlu adanya pengecatan, penggantian/pembersihan isolator. Tegangan drop lebih rendah karena masalah induktansi dapat diabaikan.
Kerugiannya
Biaya investasi pembangunan lebih mahal dibanding-kan dengan saluran udara, Saat terjadi gangguan hubung singkat, usaha pencarian titik gangguan tidak mudah (susah), Perlu pertimbangan-pertimbangan teknis yang lebih mendalam di dalam perencanaan, khususnya untuk kondisi tanah yang dilalui. Hanya tidak dapat menghindari bila terjadi bencana banjir, desakan akar pohon, dan ketidakstabilan tanah
Distribusi Saluran Bawah Tanah (Underground Lines)
Sistem Radial Terbuka ◦
Jaringan distribusi sistem radial merupakan sistem penyaluran tenaga listrik dari GI ke konsumen-konsumen melalui penyulang-penyulang (feeders) yang dilakukan/disalurkan secara radial (terpisah antara satu yang lainnya)
Sistem Radial Terbuka Gardu Induk (GI) PMT
Other Feeder
JDP Gardu Distribusi
JDP
JDTR
TD JDTR
JDP
JDTR
TD
Batu Besar
TD JDTR
JDTR
Sistem Radial Terbuka ◦
Keuntungannya
◦
Konstruksinya lebih sederhana Material yang digunakan lebih sedikit, sehingga lebih murah Sistem pemeliharaannya lebih murah Untuk penyaluran jarak pendek akan lebih murah
Kelemahannya
Keterandalan sistem ini lebih rendah Faktor penggunaan konduktor 100 % Makin panjang jaringan (dari Gardu Induk atau Gardu Hubung) kondisi tegangan tidak dapat diandalkan Rugi-rugi tegangan lebih besar Kapasitas pelayanan terbatas Bila terjadi gangguan penyaluran daya terhenti.
Sistem Radial Paralel ◦
◦
Sistem radial paralel, menyalurkan tenaga listrik melalui dua saluran yang diparalelkan. Pada sistem ini titik beban dilayani oleh dua saluran, sehingga bila salah satu saluran mengalami gangguan, maka saluran yang satu lagi dapat menggantikan melayani, dengan demikian pemadaman tak perlu terjadi.
Sistem Radial Paralel
Sistem Radial Paralel ◦
Keuntungannya
◦
Kontinuitas pelayanan lebih terjamin, karena menggunakan dua sumber Kapasitas pelayanan lebih baik dan dapat melayani beban maksimum Bila salah satu saluran mengalami gangguan, maka saluran yang satu lagi dapat menggantikannya, sehingga pemadaman tak perlu terjadi. Dapat menyalurkan daya listrik melalui dua saluran yang diparalelkan
Kelemahannya
Peralatan yang digunakan lebih banyak terutama peralatan proteksi Biaya pembangunan lebih mahal
Sistem Loop ◦
Sistem rangkaian loop pada jaringan distribusi merupakan suatu sistem penyaluran melalui dua atau lebih saluran feeder yang saling berhubungan membentuk rangkaian berbentuk rangkaian tertutup.
Sistem Loop Gardu Induk
Sistem Loop ◦
Keuntungannya
◦
Dapat menyalurkan daya listrik melalui satu atau dua saluran feeder yang saling berhubungan Menguntungkan dari segi ekonomis Bila terjadi gangguan pada salaurandaya maka saluran yang lain dapat menggantikan untuk menyalurkan listrik Kontinuitas penyaluran daya listrik lebih terjamin Dalam kondisi normal beroperasi, pemutus beban dalam keadaan terbuka Keandalan relatif lebih baik
Kelemahannya
Drop tegangan makin besar Bila beban yang dilayani bertambah, maka kapasitas pelayanan akan lebih jelek
Sistem Network/Mesh ◦
Sistem network/mesh ini merupakan sistem penyaluran tenaga listrik yang dilakukan secara terus-menerus oleh dua atau lebih feeder pada gardu-gardu induk dari beberapa Pusat Pembangkit Tenaga Listrik yang bekerja secara paralel.
Sistem Network/Mesh
Sistem Network/Mesh ◦
Keuntungannya
◦
Penyaluran tenaga listrik dapat dilakukan secara terus-menerus (selama 24 jam) dengan menggunakan dua atau lebih feeder Tingkat keterandalannya lebih tinggi Jumlah cabang lebih banyak dari jumlah titik feeder Dapat digunakan pada daerah-daerah yang memiliki tingkat kepadatan yang tinggi Memiliki kapasitas dan kontinuitas pelayanan sangat baik Gangguan yang terjadi pada salah satu saluran tidak akan mengganggu kontinuitas pelayanan
Kelemahannya
Biaya konstruksi dan pembangunan lebih tinggi Setting alat proteksi lebih sukar
Sistem Interkoneksi ◦
Sistem interkoneksi ini merupakan perkembangan dari sistem network/mesh. Sistem ini menyalurkan tenaga listrik dari beberapa Pusat Pembangkit Tenaga Listrik yang dikehendaki bekerja secara paralel
Sistem Interkoneksi
Sistem Interkoneksi ◦
Keuntungannya
Dapat menyalurkan tenaga listrik dari beberapa Pusat Pembangkit Tenaga Listrik Penyaluran tenaga listrik dapat berlangsung terus-menerus (tanpa putus), walaupun daerah kepadatan beban cukup tinggi dan luas Memiliki keterandalan dan kualitas sistem yang tinggi Apabila salah satu Pembangkit mengalami kerusakan, maka penyaluran tenaga listrik dapat dialihkan ke Pusat Pembangkit lainnya Bagi Pusat Pembangkit yang memiliki kapasitas lebih kecil, dapat dipergunakan sebagai cadangan atau pembantu bagi Pusat Pembangkit Utama (yang memiliki kapasitas tenaga listrik yang lebih besar) Sistem ini dapat bekerja secara bergantian sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan sehingga menghemat biaya pengoperasian pembangkit Dapat memperpanjang umur Pusat Pembangkit Dapat menjaga kestabilan sistem Pembangkitan
Sistem Interkoneksi ◦
Kelemahannya
Memerlukan biaya investeasi yang cukup mahal Memerlukan perencanaan yang lebih matang Saat terjadi gangguan hubung singkat pada penghantar jaringan, maka semua Pusat Pembangkit akan tergabung di dalam sistem dan akan ikut menyumbang arus hubung singkat ke tempat gangguan tersebut. Jika terjadi unit-unit mesin pada Pusat Pembangkit terganggu, maka akan mengakibatkan jatuhnya sebagian atau seluruh sistem. Sistem proteksinya rumit
•
Tegangan menengah harus cukup diproteksi terhadap gangguan hubung singkat sehingga meminimalkan kerusakan peralatan dan mempersempit gangguan listrik padam sekecil mungkin.
•
•
•
Berdasarkan data statistik gangguan yg terjadi pada sistem distribusi jaringan listrik adalah 85 % gangguan hubung singkat sementara (temporari), Dalam studi yang sama dinyatakan bahwa 70 % gangguan adalah gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat tiga fase sangat jarang. Metode proteksi pada saluran distribusi ditentukan berdasarkan pada data statistik gangguan dan kebutuhan guna menyediakan tenaga listrik ke konsumen secara terusmenerus.
•
Komponen Proteksi/Pengaman Saluran Distribusi – Fuse Cutouts – Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO) – Sectionalizer
◦
Fuse Cutouts Fuse cutout (sekring) suatu alat pengaman jaringan distribusi yang melindungi terhadap arus beban lebih (over load current) Arus yang mengalir melebihi dari batas arus maksimumnya baik disebabkan oleh hubung singkat (short circuit) atau beban lebih (over load).
◦
Fuse Cutouts
◦
Fuse Cutouts Dibandingkan dengan Circuit Breaker (CB)konstruksi fuse cutout lebih sederhana. •
•
•
Akan tetapi fuse cutout mempunyai kemampuan yang sama dengan CB. Fuse cutout hanya dapat memutuskan satu saluran kawat jaringan di dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga fasa maka dibutuhkan fuse cutout sebanyak tiga buah.
◦
Fuse Cutouts Umur fuse cutout tergantung dari arus yang melaluinya Pemasangan fuse cutout pada jaringan rating arus fuse •
•
•
cutout tiga hingga lima kali arus nominalnya. Pengaman transformator distribusi dan pengaman pada cabang-cabang feeder yang menuju jaringan distribusi sekunder
◦
Fuse Cutouts
http://c03.apogee.net/contentplayer/templates/foe/tdsplf.jpg
◦
Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO) Recloser merupakan circuit breaker yang membuka saat adanya hubung singkat dan menutup kembali setelah beberapa saat waktu tunda (delay). Waktu tunda ini mulai dari mili detik hingga beberapa detik. Urutan membuka/tutup mungkin diulangi dua atau tiga kali tergantung set kontrol internal recloser.
◦
Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO) Jika hubung singkat tidak hilang secara sendirinya (gangguan temporari) setelah dua atau tiga kali mencoba menutup kembali, maka recloser akan membuka/memutus saluran secara permanen. Regu pemeliharaan harus segera merelokasi gangguan, menghilangkannya dan mereset recloser.
◦
Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO) Recloser dengan tegangan nominal 24.9 kV dapat mengamankan arus gangguan hingga 12000 A. Baik recloser untuk saluran satu fase maupun tiga fase Recloser membutuhkan catu daya sendiri, menyerap daya dari saluran.
◦
Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO)
◦
Recloser / Pemutus Balik Otomatis (PBO)
◦
Sectionalizers
Sectionalizer merupakan circuit breaker khusus yang trips tergantung pada jumlah berapa kali sebuah recloser trip mendeteksi gangguan. Dengan kata lain, sebuah sectionalizer bekerja berdasarkan perintah recloser. Digunakan untuk mengamankan saluran distribusi primer dengan tingkat kepuasan yang tinggi Dilakukan koordinasi dengan pengaman recloser
Contoh Kurva koordinasi proteksi saluran distribusi
◦
Sectionalizers
SF6 gas insulated sectionalizer
