BAB II SISTEM DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 2.1 Sistem Distibusi Tenaga Listrik Saluran distribusi adalah saluran yang berfungsi untuk menyalurkan tegangan dari gardu distribusi ke trafo distribusi ataupun trafo pemakaian sendiri bagi konsumen besar. Sistem distribusi daya listrik meliputi semua Jaringan Tegangan Menengah (JTM) 20 KV dan semua Jaringan Tegangan Rendah (JTR) 380/220 Volt hingga ke meter-meter pelanggan. Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo-trafo distribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang lebih rendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo-trafo ini kemudian para pelanggan listrik dilayani dengan menarik kabel-kabel tegangan rendah menjelajah ke sepanjang pusat-pusat pemukiman, baik itu komersial maupun beberapa industri yang ada disini. Tenaga listrik yang lazim digunakan dalam kehidupan sehari-hari untuk mengoperasikan peralatan-peralatan tersebut adalah listrik dengan tegangan yang rendah (380/220 Volt). Sedangkan tenaga listrik yang bertegangan menengah (sistem 20 KV) dan tegangan tinggi (sistem 150 KV) hanya dipergunakan sebagai sistem penyaluran (distribusi dan transmisi) untuk jarak yang jauh. Hal ini bertujuan untuk kehandalan 5
6 sistem karena dapat memperkecil rugi rugi daya dan memliki tingkat kehandalan penyaluran yang tinggi, disalurkan melalui saluran transmisi ke berbagai wilayah menuju pusat-pusat pelanggan. Untuk diagram satu garis sistem penyaluran distribusi tenaga listrik dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut ini. Gambar 2.1 Diagram Satu Garis Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Jaringan distribusi adalah kumpulan dari interkoneksi bagian-bagian rangkaian listrik dari sumber daya ( Trafo Daya pada GI distribusi ) yang besar sampai saklar-saklar pelayanan pelanggan. Adapun bagian-bagian dari sistem distribusi tenaga listrik adalah: 1. Gardu Induk Distribusi 2. Jaringan Distribusi 3. Transformator Distribusi
7 2.2 Gardu Induk Distribusi Gardu Induk adalah suatu instalasi listrik mulai dari TET (Tegangan Ekstra Tinggi), TT (Tegangan Tinggi) dan TM (Tegangan Menengah) yang terdiri dari bangunan dan peralatan listrik.fungsi Gardu Induk adalah untuk menyalurkan tenaga listrik (kva, MVA) sesuai dengan kebutuhan pada tegangan tertentu. Daya listrik dapat berasal dari pembangkit atau dari gardu induk lain. Dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut. Gambar 2.2 Gardu Induk Distribusi 2.2.1 Jenis Gardu Induk Distribusi Jenis-jenis gardu listrik atau gardu distribusi didesain berdasarkan maksud dan tujuan penggunaannya yaitu : a Gardu distribusi konstruksi beton (Gardu Beton) yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari beton (campuran pasir, batu dan semen). Gardu beton termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo
8 distribusi terletak di dalam bangunan beton. Dalam pembangunannya semua peralatan tersebut di disain dan diinstalasi di lokasi sesuai dengan ukuran bangunan gardu. Bagan satu garis dari gardu beton dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini. Gambar 2.3 Bagan Satu Garis Gardu Beton Gambar 2.4 di bawah ini memperlihatkan sebuah gardu distribusi konstruksi beton. Gambar 2.4 Bangunan Gardu Beton
9 b. Gardu distribusi konstruksi metal clad (Gardu besi) yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya terbuat dari besi. Gardu besi termasuk gardu jenis pasangan dalam, karena pada umumnya semua peralatan penghubung/pemutus, pemisah dan trafo distribusi terletak di dalam bangunan besi. Semua peralatan tersebut sudah di instalasi di dalam bangunan besi, sehingga dalam pembangunannya pelaksana pekerjaan tinggal menyiapkan pondasinya saja. Gambar 3-21 memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu besi berbentuk kios. Gambar 2.5 Bangunan Gardu Besi b Gardu distribusi tipe tiang portal yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya/ penyangganya terbuat dari tiang. Dalam hal ini trafo distribusi terletak di bagian atas tiang. Karena trafo distribusi terletak pada bagian atas tiang, maka gardu tiang hanya dapat melayani daya listrik terbatas, mengingat berat trafo yang relatif tinggi, sehingga tidak mungkin menempatkan trafo berkapasitas besar di bagian atas tiang (± 5
10 meter di atas tanah). Untuk gardu tiang dengan trafo satu fasa kapasitas yang ada maksimum 50 KVA, sedang gardu tiang dengan trafo tiga fasa kapasitas maksimum 160 KVA (200 kva). Trafo tiga fasa untuk gradu tiang ada dua macam, yaitu trafo 1x3 fasa dan trafo 3x1fasa. Untuk bagan satu garis gardu tiang tipe portal dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah ini. Gambar 2.6 Bagan Satu Garis Gardu Tiang Tipe Portal Gambar 2.7 memperlihatkan sebuah gardu distribusi tiang tipe portal lengkap dengan perlengkapan proteksinya dan panel distribusi tegangan rendah yang terletak di bagian bawah tiang (tengah).
11 Gambar 2.7 Gardu Tiang Tipe Portal dan Midel Panel c Gardu tiang tipe cantol adalah Gardu Cantol adalah tipe gardu listrik dengan transformator yang dicantolkan pada tiang listrik besamya kekuatan tiang minimal 500 dan Instalasi gardu dapat berupa : 1 Cut out fused 1 lighting arrester. 1 panel PHB tegangan rendah dengan 2 jurusan atau transformator completely self protected (CSP - Transformator). Gambar 2.8 berikut ini merupakan bagan satu garis dari gardu tiang tipe portal. Gambar 2.8 Bagan Satu Garis Gardu Tiang Tipe Cantol
12 Untuk pelayanan sistem 3 fasa memakai 3 buah trafo 1 fasa dengan titik netral digabungkan dari tiap-tiap transformator menjadi satu dan dapat dilihat pada gambar 2.9 berikut ini. Gambar 2.9 Gardu Tiang Tiga Fasa Tipe Cantol d Gardu mobil yaitu gardu distribusi yang bangunan pelindungnya berupa sebuah mobil (diletakkan diatas mobil), sehingga bisa dipindah-pindah sesuai dengan tempat yang membutuhkan. Oleh karenanya gardu mobil ini pada umumnya untuk pemakaian sementara (darurat), yaitu untuk mengatasi kebutuhan daya yang sifatnya temporer. Secara umum ada dua jenis gardu mobil, yaitu pertama gardu mobil jenis pasangan dalam (mobil boks) dimana semua peralatan gardu berada di dalam bangunan besi yang mirip dengan gardu besi. Kedua, gardu mobil jenis pasangan luar, yaitu gardu yang berada diatas mobil trailer, sehingga bentuk pisiknya lebih panjang dan semua peralatan penghubung/pemutus,
13 pemisah dan trafo distribusi tampak dari luar. Gambar 2.11 memperlihatkan sebuah gardu distribusi berupa gardu mobil pasangan luar berada diatas trailer. Gardu distribusi jenis trailer ini umumnya berkapasitas lebih besar daripada yang jenis mobil. Hal ini bias dilihat dari konstruksi peralatan penghubung yang digunakan. Pada setiap gardu distribusi umumnya terdiri dari empat ruang (bagian) yaitu, bagian penyambungan/pemutusan sisi tegangan tinggi, bagian pengukuran sisi tegangan tinggi, bagian trafo distribusi dan bagian panel sisi tegangan rendah. Gambar 2.10 Gardu Mobil 2.3 Jaringan Distribusi Jaringan setelah keluar dari Gardu Induk biasa disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara pembangkit listrik dengan Gardu Induk biasa disebut jaringan transmisi. Jaringan distribusi dibagi menjadi dua yaitu distribusi primer dan distribusi sekunder. a Distribusi Primer, sering disebut Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dengan tegangan operasi 20 kv. Jaringan Tegangan Menengah menghubungkan Gardu Induk dengan gardu distribusi dan antara gardu distribusi dengan gardu
14 distribusi. Jaringan Tegangan Menengah ini ada yang disalurkan dengan Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dan ada yang disalurkan dengan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM). Biasanya daerah perkotaan menggunakan SKTM dengan saluran-saluran kabel bawah tanah sehingga tidak terlihat. b Distribusi Sekunder, sering disebut Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dengan tegangan operasi 220/380 Volt. Jaringan Tegangan Rendah merupakan jaringan dari Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) sampai dengan Alat Pengukur dan Pembatas (APP). Jaringan Tegangan Rendah ini ada yang disalurkan dengan Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) dan ada yang disalurkan dengan Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR). Gambar 2.12 menunjukkan gambar jaringan distribusi primer dan jaringan distribusi sekunder. c Gambar 2.11 Jaringan Distribusi Primer dan Jaringan Distribusi Sekunder
15 2.4 Transformator Distribusi Transformator adalah salah komponen elektro yang berkerja untuk menaikan tegangan serta menurunkan tegangan dengan perinsip kerja gandengan elektromagnetik. Dalam sistem distribusi tenaga listrik transformator dapat dibagi berdasarkan sistem kerja menjadi dua macam yaitu: 1. Transformator Step Up ( 11,6 KV menjadi 150 KV ) 2. Transformator Down ( 150 KV menjadi 20 KV ) dan ( 20 KV menjadi 380 / 220 Volt). Gambar 2.13 berikut ini merupakan trafo distribisi untuk penyulang 20 kv. Gambar 2.12 Trafo Distribusi 20kV 2.4.1 Jenis-Jenis Transformator Distribusi Transformator distribusi yang sering digunakan pada saluran udara sistem distribusi dari letak pemasangan atau instalasinya dapat dikategorikan sebagai berikut : a. Transformator untuk instalasi gardu cantol adalah transformator yang dipasangkan di atas satu tiang, dimana metode pemasangannya ada
16 yang langsung dipasang sebagai tiang dengan bantuan besi sebagai cantolan atau yang menggunakan satu palang melintang. Untuk tansformator yang berukuran cukup kecil hanya dapat melayani beban yang relative kecil antara 5 sampai 20 KVA (daerah pinggiran kota atau pedesaan). Gambar 2.14 merupakan pemasangan transformator untuk gardu cantol. Gambar 2.13 Transfomator untuk Instalasi Gardu Cantol b. Transformator untuk instalasi gardu fortal ini dipasang diatas dengan menggunakan dua tiang dan biasanya difungsikan untuk melayani beban di daerah pusat perdagangan, pusat pertokoan, tempat hiburan dan rekreasi. Transformator ini dapat dibedakan dalam 3 tipe umum antara lain : trafo tipe konvensional, trafo ini tidak mempunyai relay pengaman terhadap sambaran petir ataupun perlindungan
17 terhadap gangguan beban lebih yang merupakan satu kesatuan dengan transformator itu sendiri. Pemasangan relainya terpisah dari transformator. trafo yang dilengkapi dengan proteksi sendiri (CSP), trafo ini mempunyai perlindungan sendiri terhadap gangguan petir, gelombang surja, beban lebih dan hubung singkat. trafo yang dilengkapi dengan proteksi untuk pelayanan kedua cadangan (CSPS), trafi tipe ini di desain untuk cadangan pelayanan kedua. Trafo ini dilengkapi dengan switch yang diparalel dengan trafo yang di suplay dari penyulang utama. Untuk pemasangan dan instalasi tansformator pada gardu portal dapat dilihat pada gambar 2.15 berikut ini. Gambar 2.14 Transformator untuk Instalasi Gardu Portal c. Transformator untuk instalasi gardu beton merupakan trafo yang dipasang dibawah ruangan yang disemen dengan beton. Sesuai dengan
18 keperluannya pada sistem distribusi, maka trafo ini dibedakan menjadi 3 tipe antara lain : Subway transformator Transformator untuk perumahan murah (low cost residence transformator) Transformator jaringan (network transformator) Gambar 2.15 Transformator untuk Instalasi Gardu Beton Pada gambar 2.16 merupakan instalasi atau pemasangan untuk gardu distribusi beton.