Makalah Saluran Transmisi

MAKALAH

Saluran Transmisi

Dosen : Erfiana Wahyuningsih,ST

Matakuliah : Dasar Tenaga Elektrik

Kelas : 3IB04

Nama :

1. Bagus Prayogo (NPM. 11414998)

2. Diana Zulfah (NPM. 13414019)

3. Hartanto (NPM. 14414824)

4. Miftahurrizqi (NPM. 16414652)

5. M. Maskun Tamami (NPM. 1C414811)

6. M. Irfan Fauzi (NPM. 17414622)

7. Petrick Kalimanto Putro.P (NPM. 18414432)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS GUNADARMA

Depok, Jawa Barat

2016

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .............................................................................. i

DAFTAR ISI .......................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................... 1

I.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

I.2 Tujuan Penulisan.................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN ....................................................................... 2

II.1 Pengertian ............................................................................ 2

II.2 Proses Penghasilan Listrik sampai ke konsumen.............. .... 3

1. Pembangkit Listrik ...................................................... .... 3

2. Saluran Transmisi ........................................................ .... 3

3. Klasifikasi Saluran Transmisi ...................................... .... 5

4. Klasifikasi Saluran Transmisi menurut Tegangan ....... .... 12

5. Klasifikasi Berdasarkan Fungsi Dalam Operasi .......... .... 12

6. Saluran Transmisi AC atau DC ................................... .... 13

7. Tegangan Transmisi ..................................................... .... 14

8. Kapasitasitansi Saluran Transmisi ............................... .... 15

9. Sistem Distribusi ......................................................... .... 15

BAB III PENUTUP ............................................................................... 16

III.1 Kesimpulan........................................................................... 16

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 17

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pada jaringan listrik di pembangkit, energy listrik yang dihasilkan berasal dari perubahan energy kinetic dan energy potensial dari unsur alam, seperti air, udara, gas, dan cahaya matahari. Dimana unsur alam tersebut yang digunakan untuk menggerakan turbin hingga mengubah energy mekanik yang terdapat pada unsur alam tersebut menjadi energy listrik. Kemudian energy listrik tersebut disalurkan menuju pemukiman ataupun perindustrian yang merupakan daerah daerah yang mempunyai struktur geografis, jarak, temperature, dan banyaknya penggunaan energy tiap sector baik pemukiman maupun industry tentu berbeda-beda. Sehingga agar tersalurkannya energy listrik tersebut ke tiap sector baik pemukiman maupun industry dibentuklah sistem transmisi dalam struktur, anatomi, dan konstruksi yang berbeda-beda sesuai dengan kondisi wilayah tujuan dari berbagai aspek. Dan dalam penyaluran energy tersebut dibutuhkan kelompok-kelompok yang bekerja untuk membangun sistem jaringan transmisi, memelihara serta mengelola sistem jaringan tersebut agar tidak terjadi kerusakan, dan tetap terjaga dan berjalan dengan baik sehingga energy listrik tetap tersalurkan kepada konsumen-konsumen listrik.

I.2 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk:

1. Mengetahui Penghasi listrik dari pembangkit listrik.

2. Mengetahui Sistem saluran transmisi dari pembangkit hingga ke sistem distribusi listrik.

3. Mengetahui Sistem distribusi mengaliri listrik hingga ke konsumen listrik.

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Pengertian

Pemakai listrik dalam hal ini adalah konsumen atau pelanggan tersebar di beberapa tempat, sehingga butuh penanganan khusus agar listrik yang di bangkitkan dari Pusat Listrik (Pembangkit listrik) dapat sampai ke pelanggan dengan kualitas baik. Konsumen dalam hal ini terbagi atas beberapa yaitu : konsumen Sosial, Rumah Tangga, bisnis, industri dan penerangan jalan umum (PJU). Sedangkan pusat listrik terdiri dari PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air), PLTM (Pusat Listrik Tenaga Minihidro), PLTD (Pusat Listrik Tenaga Diesel), PLTG (Pusat Listrik Tenaga Gas), PLTGU (Pusat Listrik Tenaga Gas Uap), PLTU (Pusat Listrik Tenaga Uap), PLTP (Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi), PLTN (Pusat Listrik Tenaga Nuklir) , PLTB (Pusat Listrik Tenaga Bayu), PLTS (Pusat Listrik Tenaga Surya) dan Pusat Listrik Tenaga Gelombang Laut.

Tenaga listrik awalnya dibangkitkan dari pusat-pusat listrik yang pada umumnya terletak jauh dari pusat bebannya, yang kemudian tenaga listrik yang dihasilkan dari pusat lisrik, tegangannya dinaikkan oleh Trafo Step Up yang ada di setiap pusat listrik dan/atau gardu induk untuk menaikkan tegangan menjadi tegangan tinggi 70 kV dan 150 kV atau tegangan ekstra tinggi 500 kV karena tegangan generator yang dihasilkan setiap pusat listrik relatif rendah (6 kV – 24 kV). Setelah tegangan dinaikkan maka kemudian disalurkan melalui transmisi Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan/atau Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) menuju Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya kembali menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer yang bertegangan 6kV, 12kV atau 20 kV. Namun di Indonesia umumnya di turunkan ke tegangan 20 kV.

II.2 Proses penghasilan listrik hingga sampai ke konsumen

1. Pembangkit listrik

Pembangkit Listrik adalah bagian dari alat industri yang dipakai untuk memproduksi dan membangkitkan tenaga listrik dari berbagai sumber tenaga seperti:air, angin,uap,panas dll.pada sisi pembangkirt terdapat sistem mekanis elektrik yang dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik pada output pembangkit lisrik di tingkarkan atau dinaikkan berkali kali lipat, sebelum dikirimkan ke gardu gardu induk menaikkan tegangan listrik tersebut menggunakan trafo step up. tujuannya adalah agar tidak terjadi loss tegangan saat di transformasikan.

Contoh pembangkit listrik adalah:

· PLTU(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP),

· PLTA(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR),

· PLTGU(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS DAN UAP),

· PLTP(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI),

· PLTD(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL),

· PLTS(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA),

· PLTO(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA OMBAK),

· PLTG(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA GAS),

· PLTSa(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH),

· PLTN(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA NUKLIR)

· PLTPS(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PASANG SURUT)

2. SALURAN TRANSMISI

Saluran Transmisi Merupakan proses penyaluran tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga hingga saluran distribusi listrik sehingga dapat disalurkan ke konsumer pengguna listik. transmisi mempunyai arti mengirim. Energi listrik dari output trafo step up .sudah dinaikkan berkali lipat. mengirim listrik dengan jarak ratusan kilo meter antar kota , antar provinsi menggunakan instalasi kabel baja dan menara listrik

Pada umumnya saluran transmisi dalam penggunaannya dapat dibagi dua ;

a. Saluran udara (overhead lines)

saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada isolator antar menara atau tiang transmisi. Keuntungan dari saluran transmisi udara adalah lebih murah, mudah dalam perawatan, mudah dalam mengetahui letak gangguan, mudah dalam perbaikan, dan lainnya. Namun juga memiliki kerugian, antara lain: karena berada di ruang terbuka, maka cuaca sangat berpengaruh terhadap keandalannya, dengan kata lain mudah terjadi gangguan, seperti gangguan hubung singkat, gangguan tegangan lebih karena tersambar petir, dan gangguan-gangguan lainnya. Dari segi estetika/keindahan juga kurang, sehingga saluran transmisi bukan pilihan yang ideal untuk suatu saluran transmisi didalam kota.

klasifikasi teganga transmisi listrik dengan saluran udara dibagi menjadi 4, yaitu :

1. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) dengan orde tangangan 200kV-500kV

2. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dengan orde tangangan 30kV-150kV

3. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dengan orde tangangan 6kV-30kV

4. Saluran Udara Tegangan Rendah (SUTR) dengan orde tangangan 40V-1000V

b. Saluran kabel tanah (underground cable)

saluran transmisi yang menyalurkan energi listrik melalui kabel yang dipendam didalam tanah. Kategori saluran transmisi seperti ini adalah yang favorite untuk pemasangan di dalam kota, karena berada didalam tanah, maka tidak mengganggu keindahan kota dan juga tidak mudah terjadi gangguan akibat kondisi cuaca atau kondisi alam. Namun juga memilik kekurangan. Seperti : mahalnya biaya investasi dan sulitnya menentukan titik gangguan dan perbaikannya

klasifikasi tegangan transmisi listrik dengan saluran kabel dibagi menjadi 3, yaitu :

1. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) dengan orde tangangan 30kV-150kV

2. Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) dengan orde tangangan 6kV-20kV

3. Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR) dengan orde tangangan 40V-1000V

3. Klasifikasi Saluran Transmisi

A. Model Saluran Transmisi

Representasi saluran transmisi dilakukan untuk mempermudah dalam perhitungan-perhitungan parameter-parameter yang terdapat dalam saluran transmisi. Untuk merepresentasikan saluran transmisi ke dalam rangkaian ekivalennya, tergantung dari panjang saluran transmisi tersebut.Dilihat dari segi panjangnya, saluran transmisi terbagi menjadi 3 (tiga), yaitu :

a. Saluran transmisi pendek

Saluran transmisi pendek adalah suatu saluran transmisi yang mempunyai panjang kurang atau sama dengan 80 km. Admitansi paralel yang merupakan kapasitansi murni yang nilainya sangat kecil sehingga dapat diabaikan dalam perhitungan. Dengan demikian rangkaian ekivalen pada saluran jenis ini berupa impedansi saluran sederhana yang terlihat pada gambar di bawah ini

Dari gambar di atas, I_Sdan I_R merupakan arus pada ujung pengirim dan ujung penerima, Z adalah impedansi total saluran per fasa dalam Ohm, X_L (jωL) adalah induktansi induktif total untuk satu penghantar dalam Ohm per unit panjang.

Pada rangkaian ini, cabang paralel tidak (shunt) ada maka besarnya arus pada ujung pengirim sama dengan arus penerima

Sedangkan tegangan pada ujung pengirim

Dan tegangan pada ujung penerima adalah sebesar

Secara matriks parameter-parameter pada persamaan saluran transmisi pendek dapat dinyatakan

A = 1, B = Z

C = 0, D = 1

A = D

AD – BC = 1

Sehingga jika mengetahui nilai parameter disalah satu ujung, maka nilai diujung yang lain juga akan dapat diketahui.

b. Saluran transmisi menengah

Yang dimaksud dengan saluran transmisi menengah adalah saluran transmisi yang memiliki panjang saluran antara 80 km sampai dengan 250 km. Nilai kapasitansi pada saluran menengah relatif cukup besar, sehingga tidak dapat diabaikan dalam perhitungan.

Nilai A dan B dapat dicari jika I_R = 0 (open circuit)

Untuk nilai B dan D dapat dicari jika V_R= 0 (short circuit)

Rangkaian ekivalen pada saluran transmisi menengah dapat dalam T-nominal atau dalam bentuk Π-nominal. Rangkaian ekivalen yang menggambarkan admitansi paralel yang terpusat di tengah-tengah saluran dinamakan Rangkaian Ekivalen T-nominal

..................... (1)

..................................(2)

..........................(3)

....................(4)

Pada peramaan ke-3

Dari persamaan nomor 1

Sedangkan apabila keseluruhan admitansi paralel (shunt) saluran dibagi dua sama besar dan masing-masing ditempatkan pada ujung pengirim dan ujung penerima, maka rangkaian yang terbentuk dinamakan Rangkaian Ekivalen Π-Nominal (Pi-Nominal).

Hubungan antara tegangan dan arus dapat dilihat :

Maka,

Sedangkan nilai arus I_S adalah sebesar

Dimana :

: arus pada ujung pengirim

: arus pada ujung penerima

: tegangan pada ujung pengirim

: tegangan pada ujung penerima atau ujung beban

Z : impedansi seri total saluran

: admitansi paralel pada ujung saluran

c. Saluran transmisi panjang

Yang merupakan golongan saluran transmisi panjang adalah saluran transmisi yang memiliki panjang lebih dari 250 km. Rangkaian T-Nominal dan Pi-Nominal tidak dapat merepresentasikan saluran transmisi panjang dengan tepat, karena rangkaian tersebut tidak memperhitungkan kenyataan bahwa besaran saluran tersebut tersebar merata. Perbedaan kedua rangkaian ekivalen tersebut dengan saluran transmisi yang sebenarnya menjadi sangat besar. Tetapi masih mungkin untuk mendapatkan rangkaian ekivalen dari saluran transmisi panjang dengan merepresentasikannya secara tepat dengan jaringan parameter terpusat, asal pengkuran-pengukuran hasilnya dilakukan pada ujung-ujung saluran. Rangkaian ekivalen Π untuk saluran transmisi panjang dapat dilihat di bawah ini

Persamaan hiperbolis untuk rangkaian saluran transmisi panjang adalah

(a)

(b)

Dengan :

Dimana :

= Konstanta rambatan (Propagation Constant)

= Impedansi karakteristik

Seperti pada persamaan yang berlaku untuk rangkain Pi-Nominal, maka untuk rangkaian ekivalen Π berlaku

(c)

Dimana

= impedansi seri saluran transmisi panjang

= admitansi paralel saluran transmisi panjang

Dengan membandingkan persamman (c) dengan persamaan (a) dan (b), maka diperoleh

(d)

(e)

Dan

(f)

Dengan memastikan nilai

pada persamaan (e) ke persamaan (f), maka diperoleh:

(g.1)

(g.2)

(g.3)

4. Klasifikasi Saluran Transmisi Menurut Tegangan Kerja

Di Indonesia,standar tegangan transmisi adalah : 66, 150, 380, dan 500KV, dan klasifikasi menurut tegangan ini masih belum nyata. Tetapi di negara-negara yang telah maju, terutama dalam bidang transmisi, seperti: USA, Rusia, Kanada, dimana tegangan transmisi telah mencapai harga 1000KV, maka di sana klasifikasi berdasarkan tegangan adalah:

a. Tegangan Tinggi: sampai 138 KV

b. Tegangan Ekstra Tinggi (Extra High Voltage, EHV) antara 220-785 KV

c. Tegangan Extra Tinggi (Ultra High Voltage, UHV) di atas tegangan 765 KV.

5. Klasifikasi Berdasarkan Fungsinya Dalam Operasi
Berdasarkan Fungsinya dalam operasi, saluran transmisi sering diberi nama:

a. transmisi : yang menyalurkan daya besar dari pusat-pusat pembangkit ke daerah beban, atau antara dua atau lebih sistem. Yang terakhir ini disebut juga sebagai saluran interkoneksi atau "tie-line"

b. sub-transmisi: sub-transmisi ini biasanya adalah transmisi percabangan dari saluran yang tinggi ke saluran yang lebih rendah

c. distribusi : Di Indonesia telah ditetapkan bahwa tegangan distribusi adalah 20 KV.

6. Saluran Transmisi AC atau DC

Menurut jenis arusnya dikenal sisitem arus bolak-balik yaitu arus bolak-balik (Alternating Current/AC) dan arus searah (Direct Current/DC). Oleh karena itu. Di dalam system AC, penaikan dan penurunan tegangannya sangat mudah dilakukan dengan bantuan transformator. Itulah sebabnya maka dewasa ini saluran transmisi di dunia sebahagian besar adalah saluran AC. Di dalam system AC ada sistem fasa tunggal dan sistem fasa tiga. Sistem tiga phasa memiliki keuntungan lainnya, antara lain:

· Daya yang disalurkan lebih besar,

· Nilai sesaat (instantaneous value) konstan,

· Mempunyai medan magnet putar.

Berhubungan dengan keuntungan dan kerugiannya, dewasa ini saluran transmisi di dunia sebagian besar menggunakan saluran transmisi AC. Saluran transmisi DC baru dapat dianggap ekonomis jika jarak saluran udaranya antara 400 km sampai 600 km, atau untuk saluran bawah tanah dengan panjang 50 km. Hal itu disebabkan karena biaya peralatan pengubah dari AC ke DC dan sebaliknya (converter & inverter) masih sangat mahal, sehingga dari segi ekonomisnya saluran AC akan tetap menjadi primadona dari saluran transmisi.

7. Tegangan Transmisi

Apabila tegangan transmisi dinaikkan, maka daya guna penyaluran akan naik oleh karena rugi-rugi transmisi turun, pada besaran daya yang disalurkan sama. Namun, penaikan tegan transmisi berarti juga penaikan isolasi dan biaya peralatan juga biaya gardu induk.

Oleh karena itu pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan memperhitungkan daya yang disalurkan, jumlah rangkaian, jarak penyaluran, keandalan (reliability), biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan-tegangan yang sekarang ada dan yang akan di rencanakan. Penentuan tegangan juga harus dilihat dari segi standarisasi peralatan yang ada. Penentuan tegangan transmisi merupakan bagian dari perancangan system tenaga listrik secara keseluruhan.

Tingkat tegangan yang lebih tinggi, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran transmisi yang berbanding lurus dengan kuadrat tegangan, juga untuk memperkecil rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran transmisi. Jelas sudah, dengan mempertinggi tegangan maka tingkat isolasi pun harus lebih tinggi, dengan demikian biaya peralatan juga akan tinggi.

Meskipun tidak jelas menyebutkan keperluannya sebagai tegangan transmisi, di Indonesia, pemerintah telah menyeragamkan deretan tegangan tinggi sebagai berikut:

· Tegangan Nominal (kV): (30) - 66 - 150 - 220 – 380 – 500,

· Tegangan tertinggi untuk perlengkapan (kV): (36) – 72,5 – 170 – 245 – 420 - 525.

Tegangan nominal 30 kV hanya diperkenankan untuk daerah yang tegangan distribusi primer 20 kV tidak dipergunakan. Penentuan deret tegangan diatas, disesuaikan dengan rekomendasi dari International Electrotechnical Commission (IEC).

8. KAPASITANSI SALURAN TRANSMISI

Kapasitansi saluran transmisi adalah akibat selisih potensial antara penghantar, kapasitansi menyebabkan penghantar penghantar itu bermuatan seperti yang terjadi dengan plat plat kapasitor bila ada selisih potensial diantaranya. Kapasitansi antar penghantar penghantar adalah muatan per unit selisih potensial. Kapasitansi antara penghantar sejajar adalah suatu konstanta yang tergantung pada ukuran dan jarak pemisah antara penghantar. Untuk saluran daya yang panjangnya kurang dari 80 km ( 50 mile), pengaruh kapasitansi ini kecil dan biasanya dapat diabaikan.

Suatu tegangan bolak balik yang terpasang pada saluran transmisi akan menyebabkan muatan pada penghantar penghantarnya disetiap titik bertambah atau berkurang sesui dengan kenaikan dan penurunan nilai saat tegangan antara penghantar penghantar pada titik tersebut. Aliran muatan adalah arus, dan arus yang disebabkan oleh pengisian dan pengosongan bolak balik ( alternate charging dan discharging ) suatu saluran karena tegangan bolak balik disebut arus pengisian saluran. Arus pengisian mengalir dalam saluran transmisi meskipun saluran itu dalam keadaan terbuka. Hal ini mempengaruhi jatuh tegangan sepanjang saluran , efesiansi, factor daya saluran dan kestabilan sistem dimana saluran tersebut merupakan salah satu bagiannya.

9. 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, instalasi distribusi meliputi gardu induk didalam GI (gardu induk) terdapat trafo step down yg berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik sehingga akan digunakan oleh konsumen. Setelah dari trafo step down GI. Energi listrik disalurkan menggunakan instalasi tegangan menengah , meliputi tiang beton, trafo TM, panel pembagi dengan penghantar kabel baja orde tegangan TM (tegangan menengah) adalah 20 KV – 150 KV tegangan tsb masuk pada sisi primer dan keluar (output) pada sisi sekunder dg tegangan 220V – 380V

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

1. Untuk memproduksi listrik dibutuhkan Pembangkit Listrik dari berbagai sumber tenaga.

2. Untuk menyalurkan ke konsumer pengguna listik dibutuhkan Saluran Transmisi sebagai penyalur tenaga listrik dari tempat pembangkit tenaga hingga saluran distribusi listrik.

3. Untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen, membutuhkan Sistem distribusi.