BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Tenaga Listrik Sistem Tenaga Listrik dikatakan sebagai kumpulan/gabungan yang terdiri dari komponen-komponen atau alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan dan merupakan satu kesatuan sehingga membentuk suatu sistem. Sistem tenaga listrik terdiri atas tiga bagian utama yaitu: 1. Bagian Pembangkitan, meliputi : Generator Gardu Induk Pembangkitan 2. Bagian Penyaluran / Transmisi Daya, meliputi : Saluran Transmisi Gardu Induk Saluran Sub-transmisi 3. Bagian Distribusi dan Beban, meliputi : Gardu Induk Distribusi Saluran Distribusi Primer Gardu Distribusi Saluran Distribusi Sekunder Beban Listrik / Konsumen Dari ketiga sistem tersebut, sistem distribusi merupakan bagian yang letaknya paling dekat dengan konsumen, fungsinya adalah menyalurkan energi listrik dari suatu Gardu Induk distribusi ke konsumen. Penyaluran energi listrik dari pusat pembangkit sampai ke konsumen dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini mencakup ketiga unsur dari tiga komponen utama sistem tenaga listrik. 6

2 7 Unit Pembangkitan Unit Transmisi Gardu Induk distribusi Unit Distribusi Generator G Trf PMT Transformator Pemutus Tenaga Konsumen Besar PMT Konsumen Umum Distribusi Primer Distribusi sekunder Gambar 2.1 Diagram Satu Garis Sistem Tenaga istrik Sumber : Modul ajar Instalasi Tegangan Menengah Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) sebagai pusat beban untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down transfomer) menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut sebagai tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN adalah 20 kv, 12 kv dan 6 kv. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 kv. Apabila saluran transmisi menyalurkan tenaga listrik bertegangan tinggi ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar, maka saluran distribusi berfungsi membagikan tenaga listrik tersebut kepada pihak pemakai melalui saluran tegangan rendah. Pada Gardu Induk (GI), tenaga listrik yang diterima kemudian dilepaskan menuju trafo distribusi (TD) dalam bentuk tegangan menengah 20 kv. Melalui trafo distribusi yang terbesar di berbagai pusat beban, tegangan distribusi primer ini diturunkan menjadi tegangan rendah 220/380 Volt yang akhirnya diterima pihak pemakai. 2.2 Sistem Jaringan Distribusi Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berperan sebagai distributor energi ke konsumen yang membutuhkan energi listrik. Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:

3 8 1. Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan). 2. Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Secara umum, saluran tenaga listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Menurut nilai tegangannya : a. Saluran Distribusi Primer, terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder trafo substation (GI) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kv. b. Saluran Distribusi Sekunder, terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban, sluran itni merupakan suatu jaringan tegangan rendah 380/220 Volt. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan Tegangan distribusi yang digunakan di indonesia : 20 KV : Tegangan antar fasa pada JTM 380 V : Tegangan antar fasa JTR 220 V : Tegangan antar fasa ke nol pada JTR 2. Menurut bentuk tegangannya : a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah. b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik. 3. Menurut jenis/tipe konduktornya : a. Saluran Udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable).

4 9 c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut (submarine cable). Gambar 2.2 Tiga Komponen Utama Penyaluran Tenaga Listrik Sumber : Jaringan Distribusi Tenaga Listrik Univ.Sumut Seperti yang sudah dijelaskan di atas bahwa tenaga listrik diturunkan tegangannya dengan menggunakan trafo distribusi (step down transformer) menjadi tegangan rendah dengan tegangan standar 380/220 Volt atau 220/127 Volt dimana standar tegangan 220/127 Volt pada saat ini tidak diberlakukan lagi dilingkungan PLN. Tenaga listrik yang menggunakan standar tegangan rendah ini kemudian disalurkan melalui suatu jaringan yang disebut Jaringan Tegangan Rendah yang sering disingkat JTR. Merupakan sistem tenaga yang diawali dari sisi tegangan menengah pada GI (GI Sekunder) sampai dengan tiang akhir jaringan distribusi tegangan rendah yang berfungsi untuk mendistribusikan tenaga listrik pada pemanfaat tenaga listrik. Jaringan tegangan menengah atau jaringan distribusi primer yaitu jaringan tenaga listrik yang keluar dari GI, menurut letaknya dibedakan baik berupa saluran udara atau saluran bawah tanah yang menggunakan standar tegangan menengah dikatakan sebagai Jaringan Tegangan Menengah yang sering disebut dengan singkatan JTM.

5 10 Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat mengguna kan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban. Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer. Jaringan tegangan menengah berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari pembangkit atau gardu induk ke gardu distribusi. Jaringan ini dikenal dengan feeder atau penyulang. Tegangan menengah yang digunakan PT. PLN adalah 12 kv dan 20 kv antar fasa (V L-L ). Saluran distribusi primer menurut jenisnya terdiri dari sistem radial, sistem loop, sistem spindle, dan lain-lain. Pemilihan tergantung pada tingkat kepentingan beban yang dilayani. 2.3 Konfigurasi jaringan Keandalan pemasokan daya merupakan tuntutan mutlak pelanggan untuk itu diantisipasi dengan penyusunan pola jaringan distribusi yang sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan. Tidak semua pelanggan harus dilayani dengan sistem yang mahal, tetapi pelanggan penting (industri usaha, rumah sakit dan lainlain) harus mendapat tingkat keandalan yang tinggi. Jaringan pada sistem distribusi tegangan menengah (primer 20 kv) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu : 1. Jaringan Pola Radial 2. Jaringan Pola Lingkar (loop) 3. Jaringan Spindel 4. Jaringan Hantaran Penghubung (tie lines) 5. Sistem Gugus dan Kluster

6 11 Di Indonesia ada 2 konfigurasi jaringan tegangan menengah, yaitu : 1. Sistem radial (di-supply hanya 1 sumber tegangan. secara ekonomis murah tetapi kurang handal, karena hanya 1 sumber tegangan, apabila terjadi gangguan maka akan padam). 2. Sistem loop/spindel (di-supply 2 sumber tegangan. secara ekonimis mahal tetapi handal, karena bisa dimanuver ke sumber tegangan yang lain apabila sumber tegangan awalnya terjadi gangguan) Dibawah ini terdapat penjelasan lebih tentang beberapa jenis konfigurasi jaringan yang umum diterapkan, sebagai berikut : Jaringan Radial Konfigurasi jenis ini adalah konfigurasi jaringan yang paling sederhana, paling murah pembangunannya juga banyak digunakan. Dinamakan radial karena saluran ini ditarik secara radial dari suatu titik yang merupakan sumber dari jaringan itu dan dicabang-cabangkan ke titik beban yang dilayani. Suplai daya biasanya berasal dari satu sumber tenaga listrik, sehingga arus yang mengalir pada saluran tidak merata sepanjang saluran sehingga luas penampang konduktor pada jaringan radaial ini ukurannya tidak sama. Pada jaringan radial cabang dari feeder lateral disebut feeder sublateral. Untuk daerah yang jauh ditarikkan saluran cabang yang disebut saluran lateral. Arus yang paling besar mengalir pada jaringan adalah yang paling dekat dengan Gardu Hubung, yang akan semakin berkurang dengan semakin jauh jaraknya, sehingga memungkinkan untuk memperkecil luas penampang dari penghantar.

7 12 Gambar 2.3 Konfigurasi Jaringan Radial Sumber : Tipe-Tipe Jaringan Distribusi Tegangan Menengah 20 kv Saluran primer utama bercabang-cabang menjadi saluran lateral, yang kemudian terbagi lagi menjadi sub-lateral untuk melayani trafo-trafo distribusi. Namun, keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kelemahan dalam hal kualitas dan kontinyuitas penyaluran daya, dimana rugi-rugi saluran cukup tinggi. Bila terjadi gangguan akan mengakibatkan jatuhnya sebagian besar bahkan keseluruhan sistem. Hal tersebut disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi. Kerugian lain yaitu mutu tegangan pada gardu distribusi yang paling ujung kurang baik, hal ini dikarenakan jatuh tegangan terbesar ada diujung saluran. Untuk melokalisir gangguan pada bentuk radial ini biasanya dilengkapi dengan peralatan pengaman, fungsinya untuk membatasi daerah yang mengalami pemadaman total, yaitu daerah saluran sesudah atau di belakang titik ganggguan selama gangguan belum teratasi.

8 13 Gambar 2.4 Radial type Primary Feeder Sumber : Electric Power Distribution System engineering Pada perkembangannya muncul modifikasi jaringan distribusi primer radial. Antara lain radial dengan tie dan switch pemisah untuk memulihkan dengan cepat penyaluran ke konsumen dari bagian switch yang tidak terganggu. Gangguan dapat terisolasi dengan membuka perangkat disconnecting yang terkait di setiap sisi bagian gangguan. Untuk mengamankannya digunakan fuse, recloser, pemutus beban atau switch pemisah pada saluran Jaringan Pola Lingkar (loop) Pada Jaringan Tegangan Menengah Struktur Lingkaran (loop) dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian tingkat keandalannya relatif lebih baik.

9 14 Gambar 2.5 Konfigurasi Jaringan Loop Sumber : Tipe-Tipe Jaringan Distribusi Tegangan Menengah 20 Kv Jaringan Spindle Spindle adalah suatu pola jaringan khusus yang ditandai dengan adanya sejumlah kabel keluar dari suatu Gardu Induk / Gardu Hubung yang disebut Out Going Cable menuju ke arah suatu titik temu yang disebut Gardu refleksi. Gambar 2.6 Konfigurasi Jaringan Spindle Sumber : Tipe-Tipe Jaringan Distribusi Tegangan Menengah 20 Kv

10 15 Satu spindle terdiri dari maksimum 6 (enam) buah kabel. Kabel kerja sepanjang kabel ini tersambung dengan Gardu Distribusi dan satu kabel cadangan (express feeder) sama sekali tidak tersambung dengan Gardu Distribusi. 2.4 Sistem Jaringan Distribusi Tegangan Menengah Konstruksi jaringan tegangan menengah ada 2, yaitu : SUTM (udara) dan SKTM (tanah). Saluran sering disebut SUTM untuk jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel udara dan SKTM untuk jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel tanah. Penggunaan jaringan listrik dengan sarana kabel tanah akan mempunyai nilai estetika yang lebih baik dari pada menggunakan saluran udara kawat terbuka sehingga pemilihan sarana dengan saluran kabel tanah cocok untuk dipergunakan di daerah-daerah perkotaan yang padat dengan bangunan. Dengan berkurangnya jaminan keselamatan umum dan lingkungan disekitar saluran udara dan berkurangnya nilai estetika yang diharapkan pihak pemerintah dan masyarakat. penggunaan saluran-saluran udara tidak mungkin lagi diterapkan atau di kembangkan di kota-kota besar

11 16 Gambar 2.7 Diagram Satu Garis Sistem Jaringan Distribusi Sumber : Electric Power Distribution System Engineering Biaya investasi yang lebih tinggi untuk penggunaan saluran dengan sarana kabel tanah dibandingkan dengan menggunakan saluran udara kawat terbuka dan beberapa kendala yang menyurutkan perusahaan dari pemilihan saluran kabel. Saluran kabel tidak terpengaruh dengan kondisi-kondisi diluar saluran sehingga tingkat keandalan sistem akan menjadi lebih tinggi, hanya kabel yang tercangkul, terseret tanah longsor sambungan atau terminasi yang gagal yang sering tercatat sebagai gangguan pada saluran kabel selain itu hampir tidak ada catatan gangguan pada sarana dengan saluran kabel. Namun demikian, sampai saat ini khususnya untuk jaringan tegangan menengah (JTM) pemilihan sarana dengan saluran udara kawat terbuka masih merupakan pilihan yang banyak dipergunakan PT PLN terutama untuk mensuplai tenaga listrik ke luar kota (pedesaan). Dimana hal ini dengan mudah dapat dilihat secara nyata. Penggunaan sistem kabel bawah tanah (underground cable) biasanya dijumpai pada bangunan-bangunan yang lokasinya ramai dan membahayakan

12 17 apabila mempergunakan hantaran udara (overhead lines), tapi gardu distribusi yang terbuat dari beton dan metal clad, kabel tanah dipakai untuk saluran dari rak pembagi tegangan rendah ke tiang pertama. Penggunaan hantaran udara (overhead lines) sangat cocok dan sesuai untuk gardu tiang, karena pemasangan gardu tiang tidak memerlukan tempat yang luas. Salah satu penyaluran daya saluran distribusi adalah Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 20 kv. Penyaluran daya listrik Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) yang melalui daerah dengan potensi sambaran petir cukup tinggi dapat terkena sambaran petir. Pada Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) gangguan petir akibat sambaran tidak langsung atau sambaran induksi yang terjadi dapat diabaikan. Gangguan petir akibat sambaran induksi ini lebih banyak terjadi dibandingkan dengan gangguan kilat akibat sambaran langsung Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) Saluran Udara (Overhead Lines), saluran yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antara menara atau tiang. SUTM merupakan jaringan kawat tidak berisolasi dan berisolasi. Bagian utamanya adalah tiang (beton, besi), Cross arm dan konduktor. Konduktor yang digunakan adalah aluminium (AAAC), berukuran 240 mm 2, 150 mm 2, 70 mm 2 dan 35 mm Peralatan Konstruksi SUTM Peralatan Konstruksi untuk SUTM diantaranya : 1. Tiang Listrik Tiang listrik untuk SUTM biasanya terdiri dari tiang tunggal, kecuali untuk gardu tiang memakai tiang ganda. Pemasangan tiang biasanya dipasang di tepi jalan baik jalan raya maupun gang. Tiang besi berangsur-angsur diganti dengan tiang beton.

13 18 2. Lengan Tiang (Cross Arm) Cross Arm dipakai untuk menjaga penghantar dan peralatan yang perlu dipasang diatas tiang. Material Cross Arm terbuat dari besi. Cross Arm dipasang pada tiang. Pada Cross Arm dipasang baut-baut penyangga isolator dan peralatan lainnya, biasanya Cross Arm ini dibor terlebih dahulu untuk membuat lubanglubang baut. 3. Isolator Isolator adalah alat untuk mengisolasi penghantar dari tiang listrik atau Cross Arm. Jenis-jenis isolator yang digunakan biasanya dipakai untuk SUTM adalah isolator tumpu, biasanya dipasang pada tiang penyangga Keuntungan dan Kerugian Hantaran Udara Beberapa keuntungan dan kerugian sistem hantaran udara : Keuntungan : 1. Pemasangan lebih mudah dibandingkan dengan sistem hantaran kabel bawah tanah. 2. Pemeliharaan jaringan lebih mudah dibandingkan dengan sistem kabel bawah tanah. 3. Mudah dalam perbaikan. 4. Biaya pemasangan jauh lebih murah. 5. Mudah dalam mengetahui letak gangguan atau lokasi gangguan langsung dapat dideteksi. 6. Mudah untuk perluasan jaringan. Kerugian : 1. Mudah mendapat gangguan. karena berada diruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap kehandalannya, seperti gangguan hubungan singkat, gangguan tegangan bila tersambar petir, dan gangguan lainnya.

14 19 2. Dari segi estetika/keindahan kurang, sehingga saluran ini bukan pilihan yang ideal untuk di dalam kota. 3. Pencurian melalui jaringan mudah dilakukan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) Saluran kabel bawah tanah (underground cable), saluran yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kabel yang digunakan adalah berisolasi XLPE. Kabel ini ditanam langsung di tanah pada kedalaman tertentu dan diberi pelindung terhadap pengaruh mekanis dari luar. Kabel tanah ini memiliki isolasi sedemikian rupa sehingga mampu menahan tegangan tembus yang ditimbulkan. Dibandingkan dengan kawat pada SUTM maka kabel tanah banyak memiliki keuntungan diantaranya tidak mudah mengalami gangguan baik oleh cuaca dan binatang, tidak merusak estetika (keindahan) kota, dan pemeliharaannya hampir tidak ada Peralatan Konstruksi SKTM Peralatan konstruksi untuk SKTM diantaranya : 1. Kabel Jenis kabel tegangan menengah adalah : a. Poly Vinil Chlorida (PVC) Digunakan untuk tegangan rendah dan tegangan menengah sampai 12 KV. b. Poly Ethylene (PE) Digunakan untuk tegangan diatas 10 kv. Contoh : CPT dan VIC c. X Cross Linked Poly Ethylene (XLPE) Contoh : CVC5ZV 2. Jointing 3. Termination 4. Sepatu kabel (Schoen cable) 5. Instalasi Pembumian

15 Keuntungan dan Kerugian SKTM Kategori saluran seperti ini adalah favorit untuk pemasangan didalam kota, karena berada didalam tanah maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun tetap memiliki kekurangan, antara lain mahal dalam instalasi dan investasi, serta sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikannya. Beberapa keuntungan dan kerugian hantaran bawah tanah: Keuntungan : 1. Tidak mudah mengalami gangguan. 2. Faktor keindahan lingkungan tidak terganggu. 3. Tidak mudah dipengaruhi keadaan cuaca, seperti : cuaca buruk, taufan, hujan angin, bahaya petir dan sebagainya. 4. Faktor terhadap keselamatan jiwa terjamin. Kerugian : 1. Biaya pembuatan mahal. 2. Gangguan biasanya bersifat permanent. 3. Pencarian lokasi gangguan jauh lebih sulit dibandingkan menggunakan sistem hantaran udara. 2.5 Parameter SUTM dan SKTM Suatu jaringan mempunyai empat parameter yang mempengaruhi untuk memenuhi fungsinya sebagai bagian dari suatu sistem tenaga, yaitu : resistansi, induktansi, kapasitansi, dan konduktansi. Parameter ke empat yaitu konduktansi terjadi antar konduktor atau antara konduktor dengan tanah (ground). Konduktansi menghitung arus bocor pada isolasi saluran udara dan melalui insulasi kabel. Sejak kebocoran di insulator pada saluran udara dapat diabaikan, konduktansi antar konduktor pada saluran udara pun biasanya diabaikan.

16 Resistansi (R) Resistansi penghantar saluran distribusi merupakan penyebab rugi daya terpenting dalam suatu saluran distribusi. 1. Resistansi DC Resistansi dari suatu penghantar akan menentukan nilai efisiensi dalam menyalurkan energi listrik. Nilai resistansi dari suatu penghantar dipengaruhi oleh frekuensi, pilinan, dan tempertur. Resistansi efektif sama dengan resistansi arus searah pada penghantar hanya jika sebaran arus diseluruh penghantar seragam. Tahanan arus searah dari sebuah konduktor adalah: R DC = Ω (2.1) Dimana : ρ = resistivitas penghantar l = panjang A = luas penampang R DC = tahanan arus searah Nilai resistansi DC tergantung pada suhu, apabila persamaan diatas dilakukan pada suhu 20 C maka untuk menghitung pada suhu lebih dari 20 C dapat menggunakan rumus : 20 C R DC = R DC (1+ α t) (Ω/Km)...(2.2) Dimana : R 20 C DC = Resistansi DC pada suhu 20 C (Ω/Km) α = Koefisien penghantar t = Kenaikan suhu 2. Resistansi AC Pada sistem AC arus yang mengalir tidak merata, arus kecenderungan mengalir pada bagian terluar penampangsehingga timbul efek kulit (skin effect). Hal ini menyebabkan resistansi AC akan lebih besar dari resistansi DC. Dengan

17 22 mengetahui resistansi DC, maka resistansi AC dapat dihitung dengan rumus dibawah ini. R AC = K. R DC...(2.3) Dimana : R AC = Resistansi AC (Ω/km) R DC K = Resistansi DC (Ω/km) = Konstanta Untuk nilai K dapat diperoleh dari data tabel berikut ini. Tabel 2.1 Skin effect X K X K X K X K 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1, , , , , , , , , , ,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 1, , , , , , , , , ,06440 Sumber : Transmission & Distribution Referrence 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 1, , , , , , , , , ,28644 Keterangan tabel : Nilai X dapat diperoleh dari persamaan berikut. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 1, , , , , , , , , ,64051 X = 0, (2.4) Dimana : µ : Permeability = 1 untuk material non magnetic f : Frekuensi (Hz) Induktansi (L) Induktansi pada suatu penghantar dapat berasal dari penghantar tersebut maupun dari penghantar lain yang berdekatan. Induktansi pada saluran dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:...(2.5)

18 23...(2.6) Dimana : = Induktansi (H/km) X L = Reaktansi Induktif (Ω/km) = geometric mean radius dari penghantar (mm) = geometric mean distance (mm) = untuk saluran 3 fasa...(2.7) f = Frekuensi (Hz) Kapasitansi (C) Berbeda dengan SUTM, pada sistem SKTM selain menghitung nilai R dan L juga menggunakan kapasitor untuk menghitung nilai C nya (kapasitansi). Kabel-kabel bawah tanah dengan tiga konduktor yang dibungkus dengan lapisan timah atau alumunium. Pada kabel 3 inti, pembungkusnya berada pada potensial dari bumi dan ketiga konduktornya berada pada potensial dari sumber. Ada 6 kapasitansi yang terjadi diantara sistem ini yaitu : 3 kapasitansi terjadi di antara lapisan pembungkus konduktor dan 3 kapasitansi diantara konduktor-konduktor. Rumus : C x = 3 C 1 C y = C C 2 C 0 = C C 2 = 1,5C y (1/6)C x C 0 = [µf / Km] (2.8) C= µf/fasa/km.... (2.9) Dimana : d = diameter konduktor T = ketebalan konduktor t = ketebalan kulit pelindung

19 24 d in dc ε = garis tengah isolasi diatas (overhead) = garis tengah penghantar = koefisien bahan dielektris (rata-rata 3,6 untuk isolasi kertas diredam minyak) Kapasitansi yang terdapat pada kabel tiga inti tanpa pelindung dapat dilihat di gambar dibawah ini. Dimana : C 1 Gambar 2.8 Kapasitansi dari kabel tiga inti Sumber : Perencanaan SKUTM Univ.Petra C2 = kapasitansi pembungkus ke konduktor = kapasitansi konduktor ke konduktor Pada dasarnya parameter-parameter kabel seperti R, L dan C dapat dihitung dengan perhitungan di atas, namun kita bisa langsung melihat pada data kabel karena sudah banyak produsen kabel yang menyertakan spesifikasi kabel. Lebih disarankan menggunakan data yang terdapat pada spesifikasi kabel pabrik untuk menghindari kesalahan dalam perhitungan menggunakan rumus Impedansi (Z) Saluran distribusi dalam mengirimkan energi listrik akan memiliki impedansi yang akan mempengaruhi aliran arus listrik. Impedansi saluran merupakan besaran yang penting dalam perhitungan hubung singkat drop tegangan dan aliran daya pada sebuah saluran tenaga listrik. Impedansi merupakan perbandingan antara tegangan terhadap arus.

20 25...(2.10) Dimana : Z = Impedansi (Ω/km) V = Tegangan (volt) I = Arus (Ampere) Impedansi Suatu saluran dapat dituliskan, Z = R + j X Dimana : Z = Impedansi R = Reaktansi X = Raktansi 2.6 Penghantar Jaringan Tegangan Menengah Konduktor berfungsi memindahkan energi listrik dari suatu tempat ke tempat yang lain. Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut : - Konduktifitasnya cukup baik. - Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi. - Koefisien muai panjangnya kecil. - Modulus kenyalnya (modulus elastisitet) cukup besar. Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain : - Logam biasa seperti tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya - Logam campuran (alloy) adalah tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. - Logam paduan (composite) yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

21 Spesifikasi Penghantar Udara Menurut SPLN 56-2_1994, jenis penghantar Saluran Listrik Tegangan Menengah (SLTM) untuk penghantar udara terdiri dari : a. Penghantar udara AAAC, sesuai SPLN b. Penghantar udara berselubung AAAC-S, sesuai AAAC ( All Allumunium Alloy Conductor ) Merupakan penghantar aluminium campuran. Kabel tambaga jenis ini mempunyai ukuran antara mm 2, dengan bentuk fisiknya berurat banyak. Gambar 2.9 Konstruksi Alumunium Campuran (AAAC) Sumber : SPLN 41-8_1981 Spesifikasi ini meliputi hantaran aluminiun campuran (MAC), untuk saluran udara tegangan rendah maupun tegangan menengah, diregangkan pada isolator-isolator diantara tiang-tiang yang khusus untuk maksud ini. Hantaran ini terbuat dari kawat-kawat alumuniun campuran yang dipilin, tidak berisolasi dan tidak berinti. Ukuran diameter kawat : 1,50 sampai dengan 4,50 mm. Kode pengenal Contoh : AAAC 50 7/3

22 27 Menyatakan suatu hantaran alumunium keras yang dipilin bulat, tidak berisolasi dan tidak berinti baja, berluas penampang nominal 50 mm 2 yang terdiri dari pilinan 7 helai kawat alumunium yang masing-masing berdiameter nominal 3 mm AAC ( All Allumunium Conductor ) Gambar 2.11 Hantaran Alumunium (AAC) Sumber : SPLN 41-6_1981 Spesifikasi ini meliputi hantaran alumunium campuran (AAC), untuk saluran udara tegangan rendah maupun tegangan menengah, diregangkan isolator isolator diantara tiang tiang yang khusus untuk maksud ini. Hantaran ini terbuat dari kawat-kawat alumunium keras yang dipilin, tidak berisolasi dan tidak berinti baja Kode pengenal Contoh : AAC 50 7/3 Menyatakan suatu hantaran alumunium keras yang dipilin bulat, tidak berisolasidan tidak berinti baja, berluas penampang nominal 50 mm 2 yang terdiri dari pilinan 7 helai kawat alumunium yang masing-masing berdiameter nominal 3 mm.

23 ACSR ( Allumunium Cable Steel Reinforced ) Gambar 2.11 Hantaran Alumunium Berpenguat Baja (ACSR) Sumber : SPLN 41-7_198 Spesifikasi ini meliputi hantaran alumunium berpenguat baja (ACSR), untuk saluran udara tegangan rendah, menengah, maupun tegangan tinggi diregangkan pada isolator isolator diantara tiang tiang yang khusus untuk maksud ini. Hantaran ini terbuat dari kawat kawat alumunium keras yang dipilin berpenguat inti baja, tidak berisolasi. Spesifikasi ini meliputi hantaran alumunium campuran (AAC), untuk saluran udara tegangan rendah maupun tegangan menengah, diregangkan isolator isolator diantara tiang tiang yang khusus untuk maksud ini. Hantaran ini terbuat dari kawat-kawat alumunium kera yang dipilin, tidak berisolasi dan tidak berinti baja. Kode pengenal Contoh : ACSR 95/15 26/2, 15-7/1, 67 Menyatakan suatu hantaran alumunium keras yang dipilin bulat, berluas penampang minimal 95 mm 2 yang terdiri dari pilinan 26 helai kawat alumunium yang masing-masing berdiameter nominal 2,15 mm, berpenguatan inti baja berluas penampang nominal 15 mm 2 yang terdiri dari 7 helai kawat baja yang masing-masing berdiameter nominal 1,67 mm.

24 Spesifikasi Kabel Tanah Jenis penghantar Saluran Listrik Tegangan Menengah (SLTM) untuk penghantar udara menurut SPLN 56-2_1994 adalah kabel pilin udara berpenghantar alumunium berisolasi XLPE. diantaranya : a. Kabel tanah berinti tunggal, berisolasi XLPE, berpelindung termo plastik yang dipasang sejajar/segitiga, sesuai SPLN b. Kabel tanah berinti tiga, berisolasi XLPE, berpelindung tembaga atau berpenghantar konsentris, berperisai baja serta berselubung thermo plastic, sesuai SPLN c. Kabel pilin tanah berinti tiga, berisolasi XLPE, berpelindung tembaga serta berselubung termo plastic, sesuai SPLN N2XSEFGbY / NA2XSEFGbY 12/20 (24) KV Yaitu jenis kabel dengan tiga inti tembaga atau alumunium, isolasi XLPE, pelindung isolasi campuran semi-konduktif, pelindung metalic pita spiral tembaga yang saling berimpit, pelindung bagian dalampvc, yang dilapisi baja galvanis bundar dan pita dengan pelapis perisai PVC. Kabel jenis ini mempunyai ukuran tegangan antara 7,2/36 kv Gambar 2.12 Kabel N2XSEFGbY / NA2XSEFGbY (3 Cores) Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable

25 30 Tabel 2.2 Spesifikasi Kabel N2XSEFGbY / NA2XSEFGbY Nominal Cross Sectional Area mm² 240 Conductor diameter (approx) mm 18.7 Nominal insulation thickness mm 5.5 Insulation diameter (approx) mm 31.3 Nominal armou thickness mm 0.8 Nominal sheath thickness mm 3.6 Overall cable diameter (approx) mm 85 Max. dc conductor resistance at 20 C Ohm/km Capacitance per-phase µf/km Inductance per-phase mh/km Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable N2XSEBY / NA2XSEBY 12 / 20 ( 24 ) KV Gambar 2.13 Kabel N2XSEBY / NA2XSEBY (3 Cores) Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable Tabel 2.3 Spesifikasi Kabel N2XSEBY / NA2XSEBY Nominal Cross Sectional Area mm² 240 Conductor diameter (approx) mm 18.7 Nominal insulation thickness mm 5.5

26 31 Insulation diameter (approx) mm 31.3 Nominal armou thickness mm 0.8 Nominal sheath thickness mm 3.6 Overall cable diameter (approx) mm 86 Max. dc conductor resistance at 20 C Ohm/km Capacitance per-phase µf/km Inductance per-phase mh/km Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable N2XSEY / NA2XSEY 12/20 (24) KV Gambar 2.14 Kabel N2XSEY / NA2XSEY (3 Cores) Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable Tabel 2.4 Spesifikasi Kabel N2XSEY / NA2XSEY Nominal Cross Sectional Area mm² 240 Conductor diameter (approx) mm 18.7 Nominal insulation thickness mm 5.5 Insulation diameter (approx) mm 31.3 Nominal sheath thickness mm 2.1 Overall cable diameter (approx) mm 80 Max. dc conductor resistance at 20 C Ohm/km 0.125

27 32 Capacitance per-phase µf/km Inductance per-phase mh/km Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable N2XSY / NA2XSY 12/20 (24) KV Gambar 2.15 Kabel N2XSY / NA2XSY (1 Core) Sumber : SUPREME Cable» Medium Voltage XLPE Insulated Cable Tabel 2.5 Spesifikasi Kabel Kabel N2XSY / NA2XSY Nominal Cross Sectional Area mm² 240 Conductor diameter (approx) mm 18.7 Nominal insulation thickness mm 5.5 Insulation diameter (approx) mm 31.3 Nominal sheath thickness mm 2.1 Overall cable diameter (approx) mm 38 Max. dc conductor resistance at 20 C Ohm/km Capacitance per-phase µf/km Inductance per-phase Triangle Sejajar mh/km

28 Kode Pengenal Dipasaran biasanya kabel tanah ditulis dengan kode huruf yang memiliki keterangan tersendiri. Untuk menjelaskan hal tersebut, maka dibawah ini akan dijelaskan mengenai keterangan kode yang terdapat pada kabel. Tabel 2.6 Kode Pengenal Kabel 1 Huruf Kode Komponen N Kabel jenis standar dengan tembaga sebagai penghantar NA Kabel jenis standar dengan alumunium sebagai penghantar 2X Isolasi XLPE (polietilen ikat silang) C Penghantar tembaga konsentris Y Selubung dalam PVC 2Y Selubung luar PE (poli etilen) Y Selubung luar PVC FGb Perisai kawat alumunium pipih RGb Perisai kawat alumunium bulat B Perisai pita alumunium Cm Penghantar dipilin bulat dipadatkan rs Penghantar bulat terdiri dari sektor-sektor Sumber : SPLN _1995 Tabel 2.7 Kode Pengenal Kabel 2 Huruf Kode NF NFA 2X S 2Y Komponen Kabel pilin jenis standar dengan tembaga sebagai penghantar Kabel pilin jenis standar dengan alumunium sebagai penghantar Isolasi XLPE (poli etilen ikat silang) Lapisan kawat tembaga pada masing-masing inti Selubung luar PE (poli etilen)

29 34 Y Selubung luar PVC Cm Penghantar dipilin bulat dipadatkan Sumber : SPLN _1995 Tabel 2.8 Kode Pengenal Kabel 3 Huruf Kode Komponen SE Lapisan tembaga pada masing-masing inti CE Laisan tembaga konsentris pada bagian luar F Perisai kawat baja pipih R Perisai kawat baja bulat Rm Penghantar bulat berkawat banyak Sumber : Rancang Bangun Simulator SKTM