BAB III GARDU DISTRIBUSI 3.1 Pendahuluan Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik.sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen.jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah; 1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan), dan 2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringandistribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik besar dengan tegangan dari 1 1 k V sampai 24 kv dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kv,154kv, 220kV atau500kv kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I 2.R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kv dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/3 80 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara 12
lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapanperlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo stepdown. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda. 3.2 Gardu Pengertian umum Gardu Distribusi tenaga listrik yang paling dikenal adalah suatu bangunan gardu listrik berisi atau terdiri dari instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB-TM), Transformator Distribusi (TD) dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasok kebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan Menengah (TM 20 kv) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V). Konstruksi gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan Pemda setempat. Gardu sebagai komponen sistem tenaga listrik memegang peranan penting pada kontinyuitas suplai tenaga listrikkepada konsumen. Dengan semakin bertambahnya permintaan konsumen listrik maka semakin besar pula beban listrik yang ditanggung oleh Gardu lebih besar dari kapasitas gardumaka gardu akan mengalami overload yang berakibat suplai listrik ke konsumen terhenti. 3.3 Fungsi Utama GarduDistribusi Untuk mengatur aliran daya listrik dari saluran transmisi ke saluran transmisi lainnyayang kemudian didistribusikan ke konsumen. Sebagai tempat control. Sebagai tempat pengaman operasi system. Sebagai tempat untuk menurunkan tegangan transmisi menjadi tegangan distribusi. 13
3.4 Jenis Gardu Distribusi Berdasarkan Fungsinya Gardu Induk Sisi 20 Kv Berisi peralatan hubung bagi berbentuk tertutup yang disebut kubikel. Berfungsi untuk memindahkan energi listrik dari trafo tenaga 150 / 20 kv atau 70 / 20 kv ke penyulang-saluran distribusi 20 KV. Kubikel berisi Pemutus Tenaga ( PMT ) penyulang 20 KV, Pemutus Beban PMB = LBS untuk listrik pemakaian sendiri, Instrumen pengukuran dan proteksi. Gardu Hubung Berisi kubikel jenis PMT atau LBS digunakan sebagai pembagi energi listrik atau sebagai perlengkapan manuver untuk jaringan.dioperasikan secara lokal maupun jarak jauh. Gardu Distribusi Berisi saklar / kubikel, peralatan proteksi, trafo step down 20 kv / 220-380 v dan PHB-TR. 3.5 Bentuk Gardu Distribusi Berdasarkan Jenis Peralatan Listrik Yang Terpasang Gardu Pasangan Dalam - Gardu tembok / beton, berupa bangunan dari bahan tembok dengan diding dilapisi semen, atap cor beton, lantai semen dan pintu dari bahan besi untu8k menempatkan peralatan listrik : Kubikel, Trafo, PHB-TR dan peralatan lainnya. Gambar 3.1 gardu tembok/beton 14
Gardu Kios - berupa kotak tempat peralatan listrik terbuat dari bahan besi. Gardu kios bukan merupakan gardu permanent tetapi hanya merupakan gardu sementara, sehingga dapat mudah untuk dipindah-pindahkan. Gambar 3.2 gardu kios Gardu Pasangan Luar - Gardu cantol, peralatan listrik: FCO, Trafo distribusi dan PHB-TR dipasang dengan cara dicantolkan pada sebatang tiang. Gambar 3.3 gardu cantol - Gardu portal, peralatan listrik ; FCO, Trafo Distribusi dan PHB-TR diletakkan pada kerangka baja yang terpasang pada dua tiang. 15
Gambar 3.4 gardu portal Gardu Induk Jenis Setengah Pasang Luar gardu induk yang sebagian dari peralatan tegangan tingginya terpasang didalam gedung.gardu ini juga dapat dikatakan sebagai jenis setengah pasang dalam.biasanya jenis gardu ini bermacam-macam bentuknya dengan berbagai pertimbangan yang sangat ekonomis serta pencegahan kontaminasi garam. Gardu Induk Jenis Pasang Bawah Tanah Dimana semua peralatan terpasang dalam bawah tanah. Biasanya alat pendinginnya terletak dibawah tanah terlatak di pusat kota seperti dijalan jalan kota yang ramai dimana kebanyakan gardu induk ini dibangun di bawah jalan raya. Gardu Induk Jenis Mobil Dimana gardu jenis ini dilengkapi dengan peralatan diatas kereta hela (trailer).gardu ini biasa digunakan jika ada gangguan disuatu gardu lain maka digunakan gardu jenis ini guna pencegahan beban lebih berkala dan juga biasa digunakan pada pemakaian sementara dilokasi pembangunan tenaga listrik.maka dapat dikatakan bahwa gardu ini tidak dijadikan sebagai gardu utama melainkan sebagai gardu induk cadangan (sebagai penghubung yang dapat berpindahpindah) 16
3.6 Peralatan Listrik Pada Gardu Distribusi Pasangan Dalam 3.6.1 Peralatan Hubung : Pemutus beban ( PMB / Load Break Switch = LBS ), sebagai alathubung saluran masuk ( incoming ), saluran keluar ( out-going ) dan pemutus beban trafo distribusi dengan dilengkapi pelebur / fuse Pemutus tenaga ( PMT / CIrcuit Breaker = CB ), sebagai pemutus beban dan pembatasan daya dengan dilengkapi relai arus lebih. Pemisah( PMS / Disconnecting Switch = DS ), sebagai pemisah rangkaian antara PMT dengan busbar dan PMT dengan kabel Peralatan hubung tegangan rendah,sebagai pemutus beban dari trafo ke busbar tegangan rendah, berupa: - Saklar 3 kutub atau 4 kutub - NFB Kapasitas dari saklar / NFB tergantung pada kapasitas trafo dengan mempertimbangkan faktor keamanannya terhadap gangguan arus lebih 3.6.2 Peralatan Proteksi Proteksi 20 kv : - Relai arus lebih / relai hubung tanah - Fuse Poteksi 220 / 380 v - fuse (NH fuse) 3.6.3 Kabel Penghubung Kabel saluran masuk / keluar 20 kv, 3 inti Kabel beban / trafo masuk / keluar 20 kv, 1 inti Kabel penghantar trafo dan rak TR 220 / 380 v Kabel keluar TR (opstiq) 3.6.4 Pentanahan Pentanahan kerangka body peralatan Pentanahan Arrester Pentanahan netral sisi tegangan rendah trafo 17
3.7 Peralatan Listrik Pada Gardu Pasangan Luar Peralatan hubung : - fuse cut out 20 kv - saklar / nfb pada rak tr Peralatan proteksi - fuse cut out 20 kv - lightning arrester - NH fuse Kabel / penghantar - kawat penghubung dari jaring ke fco - kawat penghubung dari fco ke trafo - kabel penghubung dari trafo ke rak tr - kabel keluar (opstiq) Pentanahan - pentanahan kerangka / body peralatan - pentanahan netral sisi tegangan rendah trafo - pentanahan arrester - 3.8 Peralatan Hubung Pada Gardu Distribusi Pemutus tenaga (PMT) - 20 kv Dioperasikan (dimasukkan / dilepaskan) dalam keadaan berbeban pada kondisi normal maupun gangguan. Media peredam yang digunakan gas SF6 ( Sulphur hexaoxide Circuit Breaker ), minyak (Oil Circuit Breaker ) dan hampa udara ( Vacum Circuit Breaker ) Pemutus beban (PMB = LBS ) - 20 kv Dioperasikan dalam keadaan berbeban / tidak pada kondisi normal saja. Media peredam yang digunakan, gas SF6 ( SF6 CB ), minyak ( OCB ), hampa udara ( VCB ) dan udara tekan ( ABCB ). Sebagai pemutus beban Trafo dikoordinasikan dengan Fuse yang berfungsi sebagai pembatas dan pengaman, dimana bila fuse bekerja, maka pin penekan pada fuse akan terlontar dan digunakan untuk mentripkan LBS. 18
Pemisah ( PMS ) - 20 kv Dioperasikan dalam keadaan tanpa beban, dihubungkan secara seri dengan PMT sisi masuk / keluar pada konstruksi kubikel dengan PMT yang dapat ditarik keluar dari lemarinya. Pemisah yang terminal sisi keluarnya dihubungkan dengan pentanahan dinamakan PMS tanah dihubungkan secara interlock dengan LBS ataupmt berfungsi untuk menghubungkan kabel keluar / penyulang pada saat dibebaskan dari tegangan sehingga saisa muatan hilang sekaligus sebagai pengamanan terjadinya tegangan balik dari sumber lain. Saklar beban 1000 V Sering disebut dengan Hefboom atau LV-Switch berfungsi sebagai penghubung antara trafo sisi tegangan rendah dengan busbar saluran tegangan rendah. 3.9 Peralatan Proteksi Pada Gardu Distribusi Relai arus lebih dan relai hubung tanah (OCR & GFR ) dengan karakteristik kerjanya jenis yang dipakai : - Inverse + instantaneous, sebagai pengaman saluran / beban - Definite + instantaneous sebagai pengaman dan pembatas saluran / beban Fuse - 20 kv - Untuk pasangan dalam menggunakan hrc fuse / current limiting fuse dengan atau tanpa pin pelepas - Untuk pasangan luar menggunakan expulsion fuse, dapat meledak saat fuse putus Fuse 220 v - Digunakan dari jenis tabung tertutup (NH-fuse), sebagai pengaman saluran - Arrester - Kapasitasnya 5 ka, 10 ka, 15 ka dipasang di kabel keluar / masuk dan di dekat trafo 19
3.10 Kabel Kabel saluran masuk / keluar 20 kv - 3 inti dengan jenis kabel : N (NA)2X SE FBY, N (NA) 2X SEFGbY, N (NA) 2X SEBY Kabel penghubung kubikel dengan trafo 20 kv - 1 inti jenis kabel N2XSY dengan penampang 25, 35, 50 mm2 Kabel penghubung trafo dengan rak tr 220 v 1 inti jenis kabel nya dengan penampang 70, 95, 150, 240 mm2 Kabel penghubung rak tr dengan saluran keluar jenis kabel NYFGbY dengan penampang maksimal 95 mm2 untuk saluran TIC 3.11 Pentanahan Elektroda pentanahan menggunakan elektroda batang berupa baja dilapisi tembaga dikombinasikan dengan kawat bc sebagai penghubung antar elektroda maupun sebagai penghantar pentanahan Besarnya tahanan pentanahan - Pentanahan kerangka / body peralatan maksimal 1,7 ohm - Pentanahan netral sisi tr trafo maksimal 5 ohm - Pentanahan arrester tergantung karakteristik arrester 3.12 Transformator Distribusi Trafo merupakan seperangkat peralatan / mesin listrik statis yang berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, mentransformasikan tegangan dan arus dari listrik bolak balik diantara kedua belitan atau lebih pada frekwensi yang sama dan pada nilai arus dan tegangan yang berbeda. Konstruksi utama dari trafo terdiri dari kumparan primer, kumparan sekunder dan inti. Gambar 3.5 konstruksi trafo 20
3.12.1 Transformator Distribusi 3 Fase Untuk transformator fase tiga, merujuk pada SPLN, adatiga tipe vektor grup yang digunakan oleh PLN, yaitu Yzn5, Dyn5 dan Ynyn0. Titik netral langsung dihubungkan dengan tanah. Untuk konstruksi, peralatan transformator distribusi sepenuhnya harus merujuk pada SPLN D3.002-1: 2007. Transformator gardu pasangan luar dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik. Sedangkan transformator gardu pasangan dalam dilengkapi bushing Tegangan Menengah isolator keramik atau menggunakan isolator plug-in premoulded. Gambar 3.6 transformator distribusi 3 fasa yang dibelah 3.13 Undang Undang Kesehatan Dan Keselamatan Kerja 1974 Banyak pemerintah telah mengeluarkan undang undang yang ditujukan untuk meningkatkan keselamatan dalam bekerja namun yang terkini dan terpenting adalah undang undang kesehatan dan keselamatan kerja 1974.Tujuan dari undang undang ini adalah mennyediakan kerangka hukum untuk menstimulasi dan mendorong standar tinggi dalam kesehatan dan keselamatan kerja.undang undang ini meletakan tanggung jawab keselamatan kerja baik pada pekerja maupun manajer. Perusahaan meiliki kewajiban untuk memperhatikan kesehatan dan keselamatan pekerjanya.untuk melaksanakan ini perusahaan harus memastikan bahwa Kondisi pekerja dan standar kesehatan memadai. 21
Pabrik, alat, dan peralatan dijaga dengan benar. Peralatan keselamatan yang dibutuhkan seperti peralatan pelindung perorangan, penghilang debu dan gas digunakan dengan benar. Pekerja terlatih aman untuk menggunakan peralatan pabrik dengan aman. Pekerja berkewajiban menjaga kesehatan dan keselamatan diri mereka sendiri dan pekerja lainnya yang mungkin terpengaruh untuk melakukan ini mereka harus. Memberikan perhatian untuk menghindari dari mencederai diri mereka sendiri atau orang lain sebagai akibat dari aktifitas pekerjaan mereka. Tidak mencampuri atau menyalahgunakan segala sesuatu yang disediakan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan mereka. Gagal dalam mematuhi undang undang kesehatan dan keselamatan kerja merupakan tindak pidana dan pelanggaran terhadap hokum yang dapat menyebabkan denda yang tinggi yaitu hukuman penjara atau keduanya. 22