PERENCANAAN SALURAN UDARA TRANSMISI TEGANGAN TINGGI APLIKASI TANJUNG JABUNG - SABAK JAMBI

Transkripsi

1 PERENCANAAN SALURAN UDARA TRANSMISI TEGANGAN TINGGI APLIKASI TANJUNG JABUNG - SABAK JAMBI Fery Fivaldi 1, Ir. Yani Ridal, MT, Ir, Cahayahati, M.T 3 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta Feryfivaldi@gmail.com Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta 3 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta ABSTRAK Energi listrik sangat penting peranannya dalam kehidupan manusia. Pertumbuhan penduduk yang sangat pesat diiringi dengan konsumsi energi listrik yang meningkat. Oleh karena itu perlu langkah semaksimal mungkin untuk memenuhi hal tersebut. Salah satu langkah yang dilakukan yaitu merencanakan saluran transmisi dari pembangkit agar energi listrik dapat tersalur secara maksimal. Pada penelitian ini direncanakan pembangunan transmisi dari PLTG Tanjung Jabung menuju gardu induk Sabak pada propinsi Jambi dengan panjang saluran 9,43 km. Dari penelitian ini diperoleh dasar peralatan penyaluran melalui jaringan udara transmisi. Saluran udara transmisi tersebut terdiri dari 34 menara transmisi dengan jarak antar gawang rata - rata 85,75 m. Konduktor yang digunakan adalah ACSR (Aluminium conductor steel reinforced) dengan ukuran 40mm, andongan yang timbul 4, m. Sedangkan drop tegangan maksimal 1,7% dan losess pada saluran selama satu bulan sebesar 563,03 MWh. Selanjutnya dilakukan simulasi aliran daya pada subsistem Jambi menggunakan aplikasi PSSE (Power system simulator for engineer) untuk membandingkan aliran daya dan kestabilan tegangan pada saat sebelum dan setelah beroperasinya PLTG Tanjung Jabung. Dari simulasi aliran daya tersebut didapatkan aliran daya dan kestabilan tegangan subsistem Jambi dalam batas yang diizinkan. Kata Kunci : PSSE (Power system simulator for engineer) PENDAHULUAN Latar Belakang Terjadinya pertumbuhan konsumsi energi saat ini yang selalu meningkat setiap tahunnya membuat listrik merupakan suatu tuntutan yang harus dipenuhi. Mengingat pentingnya peranan listrik dalam kehidupan, baik secara individu maupun umum dan dunia industri, maka dilakukan pembangunan pusat pembangkit agar ketersediaan energi dan konsumsi energi tersebut dapat sebanding sehingga tidak terjadi kekurangan pasokan daya dan mengakibatkan pemadaman bergilir. Salah satu pembangkit yang direncanakan adalah PLTG Tanjung Jabung yang berlokasi di provinsi Jambi. Pembangkit ini beroperasi dengan keluaran daya 100 MW. Gardu induk yang akan terhubung dengan PLTG Tanjung Jabung ini adalah gardu induk Sabak yang berjarak sekitar 9 1

2 km dari lokasi pembangkit tersebut. Untuk itu perlu direncanakan saluran transmisi tegangan tinggi untuk menghubungkan pembangkit dengan gardu induk. Kondisi saat ini PLTG Tanjung Jabung menyalurkan daya melalui tegangan menengah 0 kv sehingga dalam pengoperasian mengalami kendalakendala seperti terbatasnya kemampuan salur jaringan tersebut, losses dan drop tegangan bertambah, sehingga untuk mengoptimalkan penyaluran dari pembangkit tersebut perlu direncanakan saluran udara transmisi tegangan tinggi penulis mempelajari bagaimana membuat perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi tersebut. Dengan kondisi tersebut maka penulis mengangkat judul Perencanaan Saluran Udara Transmisi Tegangan Tinggi Aplikasi PLTG Tanjung Jabung - Sabak Jambi. Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah agar didapatkan perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi sesuai dengan standar - standar yang berlaku di Indonesia : PERENCANAAN SALURAN UDARA TRANSMISI TEGANGAN TINGGI APLIKASI TANJUNG JABUNG - SABAK. Umum Pusat pembangkit listrik tenaga itu umumnya berlokasi jauh dari tempat dimana tenaga listrik itu digunakan atau pusat - pusat beban, karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat - kawat atau saluran transmisi yang sebelumnya dilakukan penaikan tegangan oleh transformator daya tegangan yang tadinya rendah yaitu 6 kv sampai 11 kv ditingkatkan ke tegangan yang lebih tinggi hingga 0 kv sampai 500 kv (bahkan di negara berkembang sampai 1000 kv). Ada dua kategori saluran transmisi, yang pertama saluran udara (overhead lines) dan yang kedua adalah saluran kabel tanah (underground cable). Saluran udara (overhead lines) menyalurkan tenaga listrik melalui kawat - kawat yang digantung pada menara atau tiang transmisi dengan perantaraan isolator - isolator, sedang saluran kabel tanah (underground cable) menyalurkan tenaga listrik melalui kabel - kabel yang ditempatkan dibawah permukaan tanah. Keduanya mempunyai keuntungan dan kerugian sendiri - sendiri, dibandingkan saluran udara,

3 3 saluran bawah tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk seperti : bahaya petir, hujan disertai angin dan gangguan yang disebabkan tanaman tumbuh yang mengenai konduktor. Lagipula, saluran bawah tanah lebih estetis karena tidak mengganggu pemandangan. Namun biaya pembangunannya jauh lebih mahal dibandingkan dengan saluran udara, dan perbaikannya jauh lebih sukar bila terjadi gangguan hubung singkat. Oleh karena alasan tersebut perecanaan ini memakai saluran udara (overhead lines), namun dalam melakukan perencanaan tersebut harus diperhatikan beberapa aspek agar didapatkan proses penyaluran energi listrik yang efektif dan efisien. Beberapa point yang harus diperhatikan tersebut antara lain : 1. Tegangan transmisi. Jenis penghantar 3. Panjang saluran 4. Andongan 5. Pentanahan kaki menara 6. Drop tegangan dan losses 7. Analisa aliran daya. ANALISA DAN PERHITUNGAN Dasar Pemelihan Tegangan Pada perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi hal yang pertama yang perlu dipertimbangkan adalah besar daya yang harus disalurkan karena hal ini berkaitan dengan penentuan tegangan dan penentuan luas penampang dari saluran tersebut. untuk penelitian ini maka perlu dipertimbangkan beberapa faktor untuk pemilihan tegangan, diantaranya daya yang akan disalurkan sebesar 100 MW, Kondisi sistem tenaga listrik Sumatera bagian tengah menggunakan tegangan sistem 150 kv. Sehingga untuk menekan rugi - rugi daya dan efisiensi pelaksanaan pembangunan maka untuk tegangan operasi SUTT Tanjung Jabung - Sabak ini menggunakan tegangan 150 kv Jenis Penghantar Penentuan ukuran konduktor untuk saluran udara transmisi tersebut dengan persamaan 3. sebagai berikut : s I 3xV Sehingga, KVA I 481, 14 A 3x150 kv Dengan faktor keamanan 110 % maka I = 1,1 X 481,14 = 59,5 A Berdasarkan nilai arus tersebut maka dapat dilakukan pemilihan jenis konduktor. Konduktor yang digunakan untuk saluran ini adalah ACSR, (Aluminium Conductor Steel Reinforced)

4 4 pertimbangan dipilihnya konduktor ACSR ini karena harga lebih murah, kekuatan mekanis tinggi dan ringan Andongan Andongan pada saluran transmisi Bentuk lengan dari menara harus disesuaikan dengan jarak isolasi minimum dari sudut ayun 50 dan untuk isolasi jarak darurat sudut ayunnya maksimum 80, dengan konstanta a = 0,75 dan b = 0.01 maka dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut. akan mempengaruhi jarak bebas ke tanah dimana semakin besar andongan maka jarak konduktor ke tanah semakin dekat. C h C h a d i bv 0, ,7 0,01x150 andongan dipengaruhi oleh karakterisitik kawat penghantar w. L 0,987.85, ,57 d 4, 60m 8T Jarak Konduktor ke Konduktor Jarak konduktor ke kondukor ditentukan agar menjaga jarak aman antar konduktor sehingga tidak terjadi sentuhan C h 3, 67 m DropTegangan Untuk Drop tegangan yang terjadi pada saluran tersebut dapat dihitung jika diketahui Panjang Saluran (L T ), Arus (I), dan imepdansi ACSR 40 mm 0,15+j1,603, maka adalah dapat dihitung menggunakan persamaan 3.7 sebagai berikut : yang dapat mengakibatkan gangguan pada Vd 3IL( R cos jx sin ) sistem transmisi, dihitung dalam persamaan 3.4 sebagai berikut. Vd 3.481,14.9,43(0,15.0,85 j1,603.0,5) a 7.5 a 7.5 a 73, 75cm V d cm cm 00 Jarak Konduktor ke Menara Transmmisi Vd 11995, V 1,1995 Vd% x100% 1,% 150 Drop tegangan yang terjadi dengan asumsi kenaikan beban pada sistem dan sesuai maksimal dengan kapasitas hantar arus maksimal ACSR 40 mm yaitu sebesar 645 A maka drop tegangan adalah sebagai berikut :

5 5 Vd Vd 3Il( R cos jx sin ) dan Energi No.01.P/47/MPE/199, akan ,43(0,15.0,85 j1,603.0,5) tetapi mengingat lokasi saluran udara Vd 675, 5kV,6755 Vd% x100% 1,7% Losses Losses / rugi rugi daya yang timbul pada penghantar tersebut dihitung menggunakan persamaan 3.11 sebagai berkut. Pl 3I R Pl 3.481,14 Pl kW.9,43(0,15 ) Maka perhitungan rugi-rugi daya yang terjadi selama satu bulan pada penghantar tersebut adalah Pl x4x30 Pl kWh Pl 568, 03MWh Analisa Setelah dilakukan perhitungan perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi aplikasi PLTG Tanjung Jabung ke gardu nnduk Sabak dari segi andongan maka didapat nilai andongan sebesar 4, m sehingga masih didalam standar aman pada ruang terbuka sesuai dengan Peraturan Menteri Pertambangan transmisi tersebut berlokasi dekat dengan akses jalan desa tidak menutup kemungkinan akan adanya pertumbuhan penduduk disusul dengan pembangunan pemukimam di sekitar lokasi tersebut. Oleh karena itu agar didapat nilai jarak batas minimum dari bangunan diperlukan penambahan kaki tower setinggi 6 m. Drop tegangan yang timbul pada saluran tersebut dengan kondisi eksisting pembangkitan PLTG Tanjung Jabung 100 MW adalah sebesar 1,% dan untuk kondisi maksimum beban sesuai dengan kapasitas hantar arus konduktor sebesar 1,7% sehingga masih memenuhi standar kelayakan tegangan sesuai great code maksimal -5%. Dilakukan perhitungan dan simulasi kestabilan tegangan dan aliran daya menggunakan aplikasi PSSE (Power System Stability for Engineer) pada sistem tenaga listrik Sumatera bagian tengah dan Selatan dan dilakukan evaluasi pada Subsistem Jambi dimana beroperasinya PLTG Tanjung Jabung 100 MW berikut saluran udara transmisi menuju gardu induk Sabak. Adapun hasil simulasi setelah beroperasinya PLTMG Tanjung Jabung 100 MW didapatkan kondisi pembebanan transmisi sebagai berikut,

6 6 Pembebanan transmisi Sabak - Aur Duri sebesar 87,1 MW (9%), masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi Sabak - Payo Selincah sebesar,3 MW (4%), masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi Payo Selincah - Aur Duri sebesar 160, MW (54%), sudah cukup tinggi tetapi masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi PLTMG Tanjung Jabung - Sabak sebesar 100,0 MW (17%), masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi Aur Duri - Muara Bulian sebesar 160,1 MW (46%), masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi Aur Duri - Muara Bungo sebesar 133,3 MW (39%), masih memenuhi kriteria sekuritas N-1. Pembebanan transmisi Muara Bulian - Muara Bungo sebesar 117,4 MW (35%), masih memenuhi kriteria sekuritas N- 1 Sedangkan sistem 150 kv pada subsistem Jambi masih memenuhi standar kelayakan tegangan. Tegangan terendah saat beroperasinya PLTG Tanjung Jabung pada GI Muara Bulian 145,3 kv dan tertinggi pada PLTG Tanjung Jabung 148, kv KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Setelah melakukan perencanaan saluran udara transmisi tegangan tinggi aplikasi PLTG Tanjung Jabung ke Gardu Induk Jambi dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Saluran Udara Transmisi Tegangan tinggi aplikasi Tanjung Jabung ke Gardu Induk Sabak beroperasi pada tegangan 150 kv dan daya yang akan disalurkan sebesar 100 MW.. Saluran udara transmisi tersebut berjarak sepanjang 9,43 Km yang terdiri dari 34 Menara transmisi jarak gawang sebesar 85,75 m dengan menggunakan konduktor ACSR 40 mm. 3. Menara transmisi yang dipakai adalah menara Menara Dead end dan 3 Menara Suspension AA+6 dengan perhitungan andongan yang terjadi 4,6 m dan clearence yang ditimbulkan setinggi 16,95 m sehingga masih memenuhi standar ruang bebas minimum sesuai dengan Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi No.01.P/47/MPE/199 baik clearence untuk lapagan terbuka maupun diatas bangunan tidak tahan api.

7 7 4. Drop tegangan pada saluran transmisi tersebut tertinggi sebesar 1,7% dimana nilai ini masih dalam range yang diizinkan yaitu maksimal -5%, sedangkan untuk losses yang ditimbulkan adalah 568,03 Mwh setiap bulannya. 5. Terjadi perubahan aliran daya pada subsistem Jambi setelah beroperasinya PLTG Tanjung jabung 100 MW dimana aliran daya tersebut masih memenuhi sekuritas N-1 pada pembebanan penghantar. 6. Hasil evaluasi kestabilan tegangan setelah beroperasinya PLTG Tanjung Jabung 100 MW menunjukan tegangan terendah pada GI Muara Bulian 145,3 kv dan tertinggi pada PLTG Tanjung Jabung 148, Saran 1. Untuk penelitian mengenai perencanaan saluran transmisi sebaiknya menentukan sistem proteksi serta lebih memperhitungkan aspek biaya yang dibutuhkan pada saluran transmisi.. Evaluasi kestabilan hendaknya juga dilakukan pada kondisi beban yang berubah-ubah sehingga performansi kestabilan lebih andal dan stabil. DAFTAR PUSTAKA 1. Marsudi, Djiteng, Operasi Sistem Tenaga Listrik, Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta Selatan, Gonen, Turan "Electric Power Transmision Engineering System", A wiley-intersciene publication. Sacramento, California, Arismunandar, Artono "Teknik tenaga listrik jilid II", Pradnya paramita, Jakarta, Hutauruk, TS, "Transmisi daya listrik", Erlangga, Jakarta, Sumarsono, Heru, 009, Analisis Perhitungan Jarak Antar Kawat dan Clearence Saluran Tranmisi Udara, Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro. 6. Stephanus Antonius Ananda, dkk, 006, Pengaruh Perubahan Arus Saluran Terhadap Tegangan Tarik dan Andongan Pada SUTET 500 kv di zona Krian, Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Petra. 7. Widen Lukmantono, dkk, 009, Studi Perencanaan Saluran Transmisi 150 kv Bambe Incomer, Tugas Akhir jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya diakses tanggal 05 Mei 013 pukul 19:58 WIB 9. diakses tanggal 14 Mei 014 jam 1:58 WIB

8 8 10. Yusreni, Warmi, Analisa Sistem Tenaga, Balai Penerbit dan Humas ISTN, Jakarta Selatan, 1990