LAPORAN PKL GARDU INDUK KEBON AGUNG-MALANG

BAB I

PENDAHULUAN

1.1     DASAR PELAKSANAAN PKL

v GBHN 1993 menggariskan Strategi Pembangunan Sumber Daya Manusia melalui pendidikan, dengan mengoptimalkan segala sumber daya yang ada di masyarakat secara terpadu dan terarah.

v Kualitas pendidikan perlu disesuaikan dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta tuntutan perkembangan pembangunan. Perlu pula terus dikembangkan kerja sama antara dunia pendidikan dengan dunia usaha/industri dalam rangka ikut peduli memberikan pendidikan dan pelatihan untuk menambah kebutuhan tenaga kerja yang cakap dan terampil bagi pembangunan, sehingga tercipta keterpaduan dengan perencanaan tenaga nasional. (TAP. MPR.RI. No.11/MPR/1993 Bab IV, Subbid Pendidikan butir d )

v Menjadi lembaga pendidikan professional dalam jaringan pendidikan global, dengan reputasi dibidang ilmu pengetahuan dan teknologi terapan.

v Sadar akan terdapatnya saling ketergantungan yang tak tapat dihindari antara pendidikan professional disatu pihak dan dunia usaha/industri dilain pihak.

v Berdasarkan KEPMEN 232 dan Kurikulum Program Studi Teknik Listrik Tahun 2003, bahwa dalam rangka meningkatkan mutu dan dan evaluasi Pendidikan Politeknik dengan tuntutan pasar kerja, Kebijaksanaan Politeknik adalah melaksanakan Praktek Kerja lapangan, untuk itu setiap mahasiswa wajib melaksanakan dan merupakan mata kuliah.

v UU.RI. Nomor 2 Tahun 1989 tentang Pendidikan Nasional.

1.2     VISI dan MISI

1.2.1    Pengembangan Keterampilan

Melalui latihan dibawah bimbingan Pengasuh, Kepala Bengkel dan Tenaga Tehnik yang ada, diharapkan Mahasiswa mampu melaksanakan tugas dan membantu seluruh kegiatan teknisi dengan menggunakan fasilitas yang ada ditempat pelaksanaan PKL.  

1.2.2    Membantu Karyawan atau Teknisi dalam Memelihara Peralatan

Memelihara kebersihan peralatan dan merawat peralatan-peralatan  terpasang dalam  Gardu Induk

1.2.3    Membantu Pekerjaan bagian Pelayanan Alat dan Bahan

Setiap mahasiswa bergantian atau perkelompok harus ikut bertugas :

a.    Melayani Peminjaman alat di ruang alat

b.    Membantu menyiapkan dan menyalurkan bahan yandigunakan untuk keperluan bengkel atau maintenance

1.2.4    Membantu Bagian Perawatan dan Perbaikan

Ikut melaksanakan perawatan rutin mesin mesin atau alat alat di industri. Meliputi:

a.    Pembersihan, perlindungan dari kotoran, perlindungan dari korosi, pelumasan mesin atau alat alat

b.    Mempelajari single line diagram dari sistem kelistrikan dari industri.

c.    Mengecek kondisi instalasi listrik, menyetel atau memperbaiki mesin mesin yang ada.

d.   mendeteksi kerusakan atau gangguan mesin ataupun instalasi kelistrikannya.

1.2.5    Membantu Pekerjaan Bagian Operator / Teknisi

Mampu untuk mengoperasikan dan menggunakan peralatan atau perkakas fasilitas praktik di Gardu Induk.

1.2.6.   Pengembangan Pengetahuan

a.    Mempelajari buku buku Instruction Manual dengan spesifikasinya

b.    Membuat ringkasan dan judul

c.    Membuat laporan Praktek Kerja Lapangan

1.3     TUJUAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN

1.3.1    Tujuan Umum

a.    Menghasilkan tenaga kerja yang memiliki keahlian professional, dengan tingkat pengetahuan, keterampilan, dan etos kerja yang sesuai dengan tuntutan lapangan kerja.

b.    Memperkokoh " Link dan Match " antara politeknik dengan dunia usaha atau industry.

c.    Meningkatkan efisiensi proses pendidikan dan pelatihan tenaga kerja yang bekualitas.

d.   Memberi pengakuan dan penghargaan terhadap pengalaman kerja sebagai bagian dari proses pendidikan.

e.    Dapat menerapkan ilmu yang telah didapat dalam PKL.

1.3.2.     Tujuan Khusus

a.    Mempersiapkan para mahasiswa untuk belajar bekerja secara mandiri, bekerja dalam satu tim dan mengembangkan potensi yang berkualitas sesuai dengan minat dan bakatnya masing masing.

b.    Meningkatkan status dan kepribadian para mahasiswa, sehingga mereka mampu berinteraksi, berkomunikasi dan memiliki rasa tanggung jawab serta disiplin tinggi.

c.    Memberi kesempatan dan garansi bagi para mahasiswa yang berpotensi untuk menjadi tenaga kerja terampil yang produktif berdasarkan pengakuan standar profesi.

1.4     LATAR BELAKANG

Bertambahnya kebutuhan akan tenaga listrik setiap tahun sesuai dengan berkembangnya teknologi menuntut agar manusia berusaha menyediakan tenaga listrik yang handal. Secara umum pembangkit tenaga listrik di Indonesia terdiri dari :

·           PLTA ( pembangkit listrik tenaga air ).

·           PLTU ( pembangkit listrik tenaga uap).

·           PLTP ( pembangkit listrik tenaga panas bumi ).

·           PLTG ( pembangkit listrik tenaga gas ).

·           PLTD ( pembangkit listrik tenaga diesel ).

·           PLTN ( pembangkit listrik tenaga nuklir ) rencana jangka panjang.

·           PLTGU ( pembangkit listrik tenaga gas dan uap ).

Secara umum pengelolaan tenaga listrik terdiri dari tiga bagian yaitu:

1.        Pembangkit adalah Tempat yang berfungsi untuk membangkitkan tenaga listrik atau memproduksi energi listrik.

2.        Transmisi adalah Suatu saluran yang berfungsi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi dari pembangkit ke Gardu Induk atau konsumen.

3.        Distribusi Beban adalah Pengguna atau pemakai energi listrik dengan klasifikasi Industri atau perumahan.

Masing-masing bagian tersebut mempunyai ruang lingkup tersendiri dan dalam pelaksanaanya satu sama lain tidak dapat dipisahkan.

Untuk penyaluran energi listrik dari Pembangkit atau Gardu Induk ke konsumen yang jarak jangkauanya dekat tidak masalah. Akan tetapi konsumen yang terletak jauh dari Pembangkit atau Gardu Induk akan mengalami masalah, yaitu akan mengalami penurunan kwalitas tegangan pada pendistribusianya. Dengan penurunan kualitas tegangan  tersebut penyaluran daya listrik kekonsumen yang jauh dari lokasi Pembangkit atau Gardu Induk maka perlu dianaikkan tegangannya. Adapun media yang effective dan effisien untuk menaikan tegangan tersebut dipasang Capasitor Bank.

Jaringan untuk penyaluran daya listrik bertegangan tinggi pada lokasi yang jauh disebut  jaringan transmisi. Di Indonesia khususnya didaerah Jawa telah beroperasi sistem transmisi tegangan tinggi 150 KV dan tegangan ekstra tinggi  500 kV. Conductor transmisi yang dipergunakan pada 150 KV dan 500 KV dari jenis alumunium type ACSR untuk transmisi dan type AAC untuk sarana switch gear Gardu Induk, dan ada yang menggunakan kabel tanah sebagai sarana transmisi pada umumnya di tengah perkotaan. Ditinjau dari segi biaya pembangunan dan pemeliharaan jika terjadi kerusakan atau gangguan, saluran udara  lebih murah dibandingkan saluran kabel tanah dengan jumlah energi dan panjang saluran yang sama.

Gardu induk juga merupakan sarana penampung dan penghubung beberapa  pembangkit listrik dan Gardu Induk dengan membentuk suatu sistem interkoneksi. Dengan keberadaan system interconnection yang difasilitasi dengan beberapa Gardu Induk dan didukung dengan beberapa pembangkit, maka pengendalian dan penyaluran energi listrik akan lebih sulit, akan tetapi frequensi pemadaman yang disebabkan oleh perbaikan atau pemeliharaan peralatan listrik atau gangguan dapat diperkecil, sehingga menjadi lebih handal. Apabila ada salah satu pembangkit sedang dalam pemeliharaan atau mengalami gangguan dalam menyalurkan tenaga listrik pada gardu induk maka pembangkit  lain dalam satu sistem intekoneksi akan menggantikan untuk menyalurkan tenaga listrik pada gardu induk tersebut. Sehingga konsumen tidak merasa dirugikan oleh pihak PLN.

1.5     BATASAN MASALAH

Agar  tidak terjadi kesalah pahaman tentang isi laporan ini, maka kami membatasi materi yang dipelajari selama PKL, diantaranya:

·           Pengertian Gardu Induk (GI)

·           Konfigurasi instalasi di GI Kebonagung

·           Peralatan yang terpasang pada GI Kebonagung

·           Fungsi masing-masing peralatan GI Kebonagung

1.6     SISTEMATIKA PEMBAHASAN

Adapun sistematika pembahasan pada laporan PKL di GI Kebonagung adalah sebagai berikut:

Bab I Pendahuluan, yang berisi tentang : latar belakang, tujuan, batasan masalah dan sistematika pembahasan.

Bab II Teori Dasar, yang berisi tentang : Gardu Induk kebonagung, Klasifikasi gardu induk dan fungsi dari gardu induk, dan pelayan dari Gardu Induk Kebonagung.

Bab III Peralatan GI Kebonagung, yang berisi tentang : Peralatan di Switch yard, Peralatan di Control Building, peralatan K3 yang ada dikebongung.

Bab IV Penutup, yang berisi tentang : Kesimpulan.

BAB II

GAMBARAN UMUM GARDU INDUK KEBONAGUNG

2.1     SEJARAH SINGKAT GARDU INDUK KEBONAGUNG

Gardu Induk Kebonagung terletak di Desa Kebonsari Kecamatan Sukun di. Jl S. Supriadi No. 10 kota Malang. Gardu Induk Kebonagung termasuk type gardu konvesional yang dibangun tahun 1976 dan beroperasi pada tanggal 12 januari 1978 yang melayani beban Distribusi daerah malang selatan dan sekitarnya. Pengelolaan dan pengendalian serta tanggungjawab operasional oleh PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali area Region Jawa Timur dan Bali Unit Pelayanan Transmisi Malang.

2.3    DASAR TEORI

Gardu induk boleh dikatakan sebagai rumah beban karena Gardu induk merupakan penyalur energi listrik kepemakai energi listrik. Adapun gardu induk dapat diklasifikasikan menurut jenis pemasanganya adalah sebagai berikut:

1.      Gardu induk pasangan luar  ( Conventional )

Peralatan Utama bertegangan tinggi dipasang diluar, sedangkan sarana pengukuran (metering) , proteksi (relay) dan monitoring signal (annuciator) berada agak berjauhan tepatnya di ruang control dan ruang proteksi serta ruang rectifier dan batteray, misalnya yang terletak diluar meliputi Transformator Distribusi 150/20 kV atau Transformator IBT (interbus transformer) 150/70 kV berikut sarana peralatan pendukungnya meliputi PMT, PMS, CT, PT/CVT , LA dll.Sedangkan sarana yang sangat sensitive terhadap pengaruh lingkungan dan cuaca misalkan Panel control / relay termasuk didalamya terdapat batere beserta rectifiernya sebagai supply sumber DC untuk konsumsi Proteksi dan indicator indicator sebagai signal Informasi penempatanya di dalam gedung.

2.    Gardu induk pasangan dalam

Biasanya didesain atau dibagun ditengah perkotaan yang memilki lahan sangat terbatas. Dari pertimbangan tersebut sudah barang tentu sangat membutuhkan biaya yang sangat besar dan harus didukung dengan tehnologi yang specific serta modern. Perampingan switch gear dan sarana tegangan tingginya diapplykasikan dengan GIS ( Gas Insulation Substation) dengan media isolasinya memakai gas SF6. System pengamananya pun juga super mewah, mengingat besarnya resiko kebocoran isolasi, maka sekecil apapun potensi kelainan pada peralatan dipasang peralatan multi sensor dengan prediksi akan mampu mendeteksi dan mencegah meluasnya kerusakan terhadap peralatan Gardu Induk. Penjagaan serta kebersihan ruangan merupakan syarat utama yang harus memperoleh perhatian dan perlakuan maksimal.

Tidak banyak yang dapat kami ulas tentang keberadaan gardu induk pasangan dalam ini mengingat substansi dari PKL kami hanya di Gardu Induk Kebonagung. namun demikian penjelasan dari bapak pembimbing sudah sangat membantu kami untuk menambah wawasan dan pengetahuan kami tentang Gardu induk pasangan dalam.  

3.    Gardu Induk jenis setengah pasang luar

Adalah Gardu Induk yang sebagian peralatan tegangan tingginya terpasang didalam gedung. Gardu Induk jenis ini dipakai bermacam macam corak dengan pertimbangan efisiensi tempat, pencegahan polusi dan pencegahan dari luar (binatang dan benda asing )

4.    Gardu Induk pasang bawah tanah

Adalah Gardu Induk yang semua peralatan terpasang dalam bangunan bawah tanah. Alat pendinginnya biasanya terletak diatas tanah. Kadang kadang ruang kontrolnya juga diatas tanah. Biasanya Gardu Induk jenis ini digunakan di daerah dimana lahan / lokasi suli didapat (perkotaan yang sangat padat).

5.    Gardu Induk Jenis ( Portable ) Mobil

Gardu Induk jenis ini biasanya digunakan hanya dalam kondisi darurat, misalkan mengatasi gangguan di suatu Gardu Induk, guna mencegah pemadaman yang berkepanjangan. Gardu Induk ini tidak dipakai secara luas, melainkan sebagai transformator atau peralatan penghubung yang mudah dipindah pindahkan yang umum kita lihat penempatanya di atas kereta atau truck .

2.4     FUNGSI DARI GARDU INDUK ADALAH:

1.        Menerima dan menyalurkan tenaga listrik sesuai dengan kebutuhan , meliputi Tegangan Ekstra Tinggi ( 500 kV), Tegangan Tinggi (150 kV), maupun Tegangan Menengah ( 20 kV ).

2.        Mentranformasikan tenaga listrik dari tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi yang lain atau dari tegangan tinggi ke tegangan menengah.

3.        Pengukuran dan pengawasan operasi serta pengaturan pengamanan dari sistem tenaga listrik.

4.        Pengiriman daya ke gardu distribusi melalui feeder (penyulang) tegangan menengah.

Karena Gardu Induk memiliki fungsi yang sangat penting maka untuk menjaga keamanan dan kelangsungan penyaluran yang baik maka Gardu Induk harus memenuhi suatu kriteria persyaratan adalah sebagai berikut:

1.        Aman ( ruang bebas tegangan ) dan mudah ( pengamatan ) dalam hal pemeriksaan atau keperluan pengusahaan atau manuver. Pada gardu Induk Pasang luar harus diperhatikan jarak antara bagian bagian yang bertegangan satu dengan yang lainnya juga jarak terhadap tanah.

2.        Penggantian atau perbaikan bagian bagian yang rusak harus mudah dilakukan, sehingga sekalipun gangguan terjadi pada sambungan rel, namun kontinuitas distribusi tetap dapat dipertahankan.

3.        Memiliki keandalan yang tinggi. Oleh karena itu Gardu Induk biasanya di suplai lebih dari satu pembankit.

4.        Mampu melokalisir meluasnya kemungkinan terjadi gangguan arus lebih atau tegangan lebih.

2.5     JASA PELAYANAN DI GARDU INDUK KEBONAGUNG

Gardu Induk Kebonagung mempunyai 5 buah trafo daya yang terdiri dari 3 buah trafo IBT (inter bus transformers) pada trafo 1, 2, dan 3 dan 2 buah trafo distribusi (150/20 kV) yang digunakan untuk melayani beban pada konsumen 20 kV pada trafo 4, dan 5 yang kemudian didistribusikan melalui penyulang-penyulang berikut ini :

·           Trafo 4 mendistribusikan melalui penyulang :

-        Klayatan                                   -   Kol. Sugiono

-        Gadang                                     -   MOG

-        Pakisaji                                      -   Wagir

-        Janti                                          -   Bumiayu

·           Trafo 5 mendistribusikan melalui penyulang :

-        MATOS

-        Sitirejo

-        Karang Duren

BAB III

GARDU INDUK DAN PERALATAN DI KEBONAGUNG

3.1.       GARDU INDUK KEBONAGUNG

Dalam aplikasinya Gardu Induk Kebonagung merupakan gardu induk konvesional yang dimana semua peralatan tegangan tingginya berada diluar ruangan (outdoor) dan hanya beberapa peralatan yang didalam ruangan seperti, panel control, panel rele, dll. Di GI Kebonagung menggunakan system double busbar, hal ini dikarenakan system double busbar jauh lebih handal karena system double busbar mendapat suplai dari busbar (line) yang berbeda. System double busbar ini sangat baik ketika terjadi gangguan, pemeliharaan dan manuver beban sebab suplai tidak akan terputus karena suplai lainya masih dapat mensuplai.

Kita lihat seperti dalam gambar: Jika bus bar A mengalami gangguan maka bus bar tersebut dapat dipisahkan (isolasi) dari system dengan membuka breaker yang menghubungkan bus bar tersebut. Walaupun bus bar A sudah dipisahkan, tenaga listrik akan tetap bisa disalurkan secara utuh. Hal ini juga berlaku terhadap bus bar B jika bus bar tersebut mengalami gangguan. Bahkan jika ke 2 bus bar mengalami gangguan, tenaga listrik masih bisa disalurkan walaupun breaker yang menghubungkan ke 2 bus bar tersebut di buka.

Pada gardu induk kebonagung mempunyai 5 buah trafo yaitu, 3 buah trafo IBT (inter Bus Transformer) dan 2 buah trafo distribusi yang berfungsi untuk mensuplai kebutuhan pelanggan. Gardu Induk Kebonagung juga melayani pelanggan JTM (20 kV), yaitu:

·           Trafo 4 yang didistribusikan menuju : Klayatan, Gadang, Pakisaji, Janti, Kol. Sugiono, MOG, Wagir dan Bumiayu

·           Trafo 5 yang didistribusikan menuju : MATOS, Sitirejo dan Karang Duren

Gardu induk Kebonagung mendapatkan suplai atau mensuplai:

a)        150 kV

Ø  G.I Sengkaling melalui SUTT Sengkaling I dan II

Ø  G.I Lawang melalui SUTT Lawang I dan II

Ø  G.I Pakis melalui SUTT Pakis I dan II

Ø  G.I Sutami melalui SUTT Sutami I dan II

b)       70 kV

Ø  G.I Senguruh melalui SUTT line Sengguruh

Ø  G.I Turen melalui SUTT line Turen

Ø  G.I Polehan melalui SUTT line Polehan I dan II

3.2.       PERALATAN UTAMA GARDU INDUK KEBONAGUNG

Peralatan utama dari GI Kebonagung terdiri dari 2 bagian yaitu peralatan yang terdapat di ruang terbuka yang disebut dengan Switch yard dan peralatan yang diletakkan di ruang tertutup atau dalam suatu gedung yang disebut dengan control building.

3.2.1.     PERALATAN TEGANGAN TINGGI

3.2.1.1.     SUTT

Saluran udara tegangan tinggi atau yang biasa disebut SUTT adalah sarana penghantar diatas tanah untuk mentransmisikan tegangan tinggi (70 kV, 150 kV) dari pusat pembangkit kegardu induk atau dari GI ke GI.

Gambar 2. SUTT 150 kV

3.2.1.2.     Rel atau Busbar

Rel berfungsi sebagai titik pertemuan/hubungan trafo-trafo tenaga, SUTT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik /daya listrik. Bahan dari rel ini umumnya terbuat dari tembaga (bar copper atau hollow conductor), ACSR, Almalec atau aluminium (bar alluminium atau hollow conductor).

Gambar 3. Rel atau busbar

3.2.1.3.     Circuit Breaker (CB) / PMT

Circuit Breaker atau Saklar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal maupun tidak normal.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT agar dapat melakukan hal-hal diatas, adalah sebagai berikut:

·           Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.

·           Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri.

·           Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri

Berikut ini adalah jenis-jenis PMT atau Circuit Breaker yang ada pada Gardu Induk Kebonagung  berdasarkan pemadaman busur api :

1.    PMT Minyak

Pada saat kontak dipisahkan, busur api akan terjadi didalam minyak, sehingga minyak menguap dan menimbulkan gelembung gas yang menyelubungi busur api, karena panas yang ditimbulkan busur api, minyak mengalami dekomposisi dan menghasilkan gas hydrogen yang bersifat menghambat produksi pasangan ion. Oleh karena itu, pemadaman busur api tergantung pada pemanjangan dan pendinginan busur api dan juga tergantung pada jenis gas hasil dekomposisi minyak.

Gamabar 4. Pemadaman busur api pada pemutus daya minyak

Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat.

PMT minyak terbagi menjadi 2 jenis, yaitu:

a.         PMT dengan banyak menggunakan minyak (Bulk Oil Circuit Breaker), pada tipe ini minyak berfungsi sebagai peredam loncatan bunga api listrik selama terjadi pemutusan kontak dan sebagai isolator antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan, jenis PMT ini juga ada yang dilengkapi dengan alat pembatas busur api listrik.

Gambar 5. Saklar PMT dengan banyak menggunakan minyak

b.        PMT dengan sedikit menggunakan minyak (Low oil Content Circuit Breaker), pada tipe ini minyak hanya dipergunakan sebagai peredam loncatan bunga api listrik, sedangkan sebagai bahan isolator dari bagian-bagian yang bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organic.

Gambar 6. PMT dengan sedikit menggunakan minyak

Gambar 7. PMT pada trafo 2 sisi skunder 70 kV, Polehan 1 dan 2, dan Turen dengan pemadaman busur api  menggunakan jenis oil

Gambar 8. Name plate dari PMT jenis pemadam busur api dengan menggunakan minyak (OCB)

Keterangan :

1.        Tegangan Pengenal 72 kV

2.        Arus  nominal sebesar 800A

3.        Frekuensi Pengenal 50 Hz

4.        Arus Menutup  32.8 kA

5.        Waktu pemutusan tanpa beban 0.25 s

6.        Urutan operasi : O-1 MIN -CO-3 MIN –CO

7.        Waktu Pembukaan : 0.05

8.        Volume oli : 1100 L

9.        Arus hubung singkat sebesar 12 kA

10.    Waktu memutuskan hubung singkat : 2 s

11.    Type : SO-11

12.    No. Seri : 76. 1417 (Polehan I) dan 76.1418 (Polehan II)

Gambar 9. Penggerak CB dengan menggunakan pneumatic

Keterangan :

Pada PMT jenis media pemadam busur api dengan menggunakan minyak digerakkan melalui pneumatic yang dilengkapi dengan kompresor udara.

Kompresor bekerja secara otomatis, apabila tekanan udara dibawah nominal (14,8 kg/cm²g), dan kompresor akan mati bila tekanan udara lebih dari 15,8 kg/cm²g.

PMT ini juga dilengkapi dengan indicator berupa lampu berwarna, dimana bila lampu indicator menyala hijau bertanda PMT sedang dalam keadaan lepas, sebaliknya bila lampu indicator menyala merah berarti PMT sedang dalam keadaan masuk.

2.        Saklar PMT Udara Hembus /Air Blast Circuit Breaker

PMT udara hembus dirancang untuk mengatasi kelemahan pada PMT minyak, yaitu dengan membuat media isolator kontak dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak menghalangi pemisahan kontak, sehingga pemisahan kontak dapat dilaksanakan dalam waktu yang sangat cepat. Saat busur api timbul, udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah dan ionisasi media diantara kontak dipadamkan oleh hembusan udara tekanan tinggi.

Gambar 10. Pemadaman busur api pada pemutus daya udara hembus

Gambar 11. PMT Udara Hembus (air blast)

Kompressor

Pada GI Kebonagung kompressor dipakai untuk supply udara bertekanan yang dipergunakan untuk:

-       menggerakkan PMT bila operating mechanism menggunakan tekanan udara misalnya ABB.

-       menggerakkan PMS bila operating mechanism menggunakan tekanan udara.

-       memadamkan busur api pada saat CB ON dan OFF pada ABB.

Tetapi pada saat ini gardu induk Kebonagung sudah tidak menggunakan PMT ABB dengan media udara hembus dan compressor ini hanya digunakan untuk peralatan yang mnggunakan operating mechanism peunumatic.

Gambar 12.Compressor

3.        Saklar PMT vakum (Vacuum Circuit Breaker)

Pada PMT vakum, kontak ditempatkan pada suatu bilik vakum. Untuk mencegah udara masuk kedalam bilik, maka bilik ini harus ditutup rapat dan kontak bergeraknya diikat ketat dengan perapat_logam.

Gambar 13. Kontak pemutus daya vakum.

Jika kontak dibuka, maka pada katoda kontak terjadi emisi thermis dan medan tegangan yang tinggi yang memproduksi elektron-elektron bebas. Elektron hasil emisi ini bergerak menuju anoda, elektron-elektron bebas ini tidak bertemu dengan molekul udara sehingga tidak terjadi proses ionisasi. Akibatnya, tidak ada penambahan elektron bebas yang mengawali pembentukan busur api. Dengan kata lain, busur api dapat dipadamkan.

Gambar 14. Saklar PMT vakum

4.        Saklar PMT Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)

Media gas yang digunakan pada tipe ini adalah gas SF6 (Sulphur hexafluoride). Sifat gas SF6 murni adalah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada suhu diatas 150º C, gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastic dan bermacam bahan yang umumnya  digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi.

Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur api dan tidak menimbulkan bunyi pada saat pemutus tenaga menutup atau membuka.

Saklar PMT SF6 ada 2 tipe, yaitu:

1)   PMT Tipe Tekanan Tunggal (Single Pressure Type), PMT SF6 tipe ini diisi dengan gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 Kg/cm2. Selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan kedalam suatu tabung yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan kontak terjadi, gas SF6 ditekan melalui nozzle dan tiupan ini yang mematikan busur api.

2)   PMT Tipe Tekanan Ganda (Double Pressure Type), dimana pada saat ini sudah tidak diproduksi lagi. Pada tipe ini, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api.

Gambar 15. PMT 70 kV Sengguruh dengan media pemadam busur api SF6

Gambar 16.Nameplate PMT 70 kV Sengguruh dengan media pemadam busur api SF6

Gambar 17.PMT 150 kV Trafo 2 dengan media pemadam busur api SF6

BEBAN TIDAK SEIMBANG

A.     Pendahuluan

Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).

Gambar 1. sistem 3 fase.
Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturut-turut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang mempunyai urutan fasa a – b – c . sistem tegangan 3 fase dibangkitkan oleh generator sinkron 3 fase.

B.    Hubungan Bintang (Y, wye)

Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.

Gambar 2. Hubungan Bintang (Y, wye).

Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase).
Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase

Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama,
ILine = Ifase

Ia = Ib = Ic

C.   Hubungan Segitiga
Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.

Gambar 3. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D).

Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfase

Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga:
Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase

D.   Daya pada Sistem 3 Fase

·        Daya sistem 3 fase Pada Beban yang Seimbang
Jumlah daya yang diberikan oleh suatu generator 3 fase atau daya yang diserap oleh beban 3 fase, diperoleh dengan menjumlahkan daya dari tiap-tiap fase. Pada sistem yang seimbang, daya total tersebut sama dengan tiga kali daya fase, karena daya pada tiap-tiap fasenya sama.

Gambar 4. Hubungan Bintang dan Segitiga yang seimbang.

Jika sudut antara arus dan tegangan adalah sebesar θ, maka besarnya daya perfasa adalah fase = Vfase.Ifase.cos θ .dangkan besarnya total daya adalah penjumlahan dari besarnya daya tiap fase, dan dapat dituliskan dengan, PT = 3.Vf.If.cos θ

Pada hubungan bintang, karena besarnya tegangan saluran adalah 1,73Vfase maka tegangan perfasanya menjadi Vline/1,73, dengan nilai arus saluran sama dengan arus fase, IL = If, maka daya total (PTotal) pada rangkaian hubung bintang (Y) adalah: PT = 3.VL/1,73.IL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ

Dan pada hubung segitiga, dengan besaran tegangan line yang sama dengan tegangan fasanya, VL = Vfasa, dan besaran arusnya Iline = 1,73Ifase, sehingga arus perfasanya menjadi IL/1,73, maka daya total (Ptotal) pada rangkaian segitiga adalah: PT = 3.IL/1,73.VL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ

Dari persamaan total daya pada kedua jenis hubungan terlihat bahwa besarnya daya pada kedua jenis hubungan adalah sama, yang membedakan hanya pada tegangan kerja dan arus yang mengalirinya saja, dan berlaku pada kondisi beban yang seimbang.

·        Daya sistem 3 fase pada beban yang tidak seimbang

Sifat terpenting dari pembebanan yang seimbang adalah jumlah phasor dari ketiga tegangan adalah sama dengan nol, begitupula dengan jumlah phasor dari arus pada ketiga fase juga sama dengan nol. Jika impedansi beban dari ketiga fase tidak sama, maka jumlah phasor dan arus netralnya (In) tidak sama dengan nol dan beban dikatakan tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban ini dapat saja terjadi karena hubung singkat atau hubung terbuka pada beban.

Dalam sistem 3 fase ada 2 jenis ketidakseimbangan, yaitu:
1. Ketidakseimbangan pada beban.
2. ketidakseimbangan pada sumber listrik (sumber daya).

Kombinasi dari kedua ketidakseimbangan sangatlah rumit untuk mencari pemecahan permasalahannya, oleh karena itu kami hanya akan membahas mengenai ketidakseimbangan beban dengan sumber listrik yang seimbang.

Gambar 5. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase.

Pada saat terjadi gangguan, saluran netral pada hubungan bintang akan teraliri arus listrik. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase dapat diketahui dengan indikasi naiknya arus pada salahsatu fase dengan tidak wajar, arus pada tiap fase mempunyai perbedaan yang cukup signifikan, hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan.

E.    Hasil Penelitian dan Pembahasan Pengaruh Beban Tak SeimbangTerhadap Pembangkitan dan Permintaan Daya Dalam Sistem Tenaga Listrik

Hasil simulasi unbalanced 3 phase load flow analysis menunjukkan bahwa perhitungan aliran daya tak seimbang mencapai konvergensi pada iterasi ke-5. Besaran-besaran yang dihasilkan yaitu berupa tegangan, arus dan rugi-rugi daya. Tegangan mempunyai persentase ketidakseimbangan terbesar pada bus 9 yaitu pada fasa a dan b mengalami kenaikan dari kondisi seimbang yaitu masing-masing sebesar 0,029% dan 0,231% sedangkan fasa c mengalami penurunan yaitu sebesar 0,262%. Kenaikan dan penurunan tegangan tak seimbang dari referensi kondisi seimbang dapat dilihat dalam tabel 1 dan Gambar 4.

Persentase ketidakseimbangan arus terbesar yaitu pada saluran penghubung antara bus 14-13 sebesar 29,63%, 32,10%, dan 38,27% untuk masing-masing fasa a, b, dan c (gambar 5). Akibat ketidakseimbangan antar fasa menyebabkan mengalirnya arus netral seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 6. Arus netral maksimun terjadi pada saluran penghubung antara bus 7 -8 dan 9-7 yaitu sebesar 12 A.

Rugi-rugi daya aktif dan rugi-rugi daya reaktif yang dihasilkan masing-masing fasa yaitu a, b dan c untuk beban tak seimbang ditunjukkan pada saluran penghubung antara bus 9-10 yaitu sebesar 44,64%, 33,76% dan 21,60% untuk masing-masing fasa a, b dan c.

 

Besarnya pembangkitan dan permintaan daya aktif dan daya reaktif masing-masing fasa untuk kondisi beban tak seimbang dapat dilihat Tabel 2 dan 3.

F.      Kesimpulan

·        Hasil simulasi menunjukkan bahwa akibat besar variasi beban yang berbeda antar fasa menyebabkan pembangkitan tak seimbang antar fasa. Total Pembangkitan daya aktif yaitu sebesar 273,942 MW dengan persentase masing-masing fasa yaitu sebesar 32,85%, 32,97% dan 34,18%. Sedangkan total pembangkitan daya reaktif yaitu sebesar 124.405 MVAR dengan persentase masing-masing fasa yaitu 32,59%, 33,09% dan 34,33% untuk masing-masing fasa a, b dan c.

·        2. Pemakaian beban yang tidak seimbang dapat meyebabkan arus saluran antar fasa tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban antara fasa menyebabkan adanya arus netral yaitu berkisar antara 3-12 A. Arus netral maksimun yaitu sebesar 12 A terjadi pada saluran penghubung antara bus 7-8 dan bus 9-7.