SISTEM KELISTRIKAN
SISTEM KELISTRIKAN
- Catu daya adalah sumber energi untuk menjalankan suatu perangkat yang membutuhkan energi listrik.
- Tenaga listrik adalah suatu bentuk energy sekunder yang dibangkitkan, ditransmisikan da didistribusikan untuk segalamacam keperluan.
SISTEM TENAGA LISTRIK
Sistem tenaga listrik adalah rangkaian instalasi tenaga listrik yang terdiri dari pembangkitan, ransmisi dan disribusi yang saling terintegrasi untuk memenuhi kebutuhan energy listrik bagi semua orang. Komponen-komponen utama suatu sistem tenaga listrik terdiri dari Pusat-pusat Pembangkit 2 atau Sistem Pembangkitan, Saluran Transmisi atau Sistem Transmisi dan Sistem Distribusi.
- Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik
Pembangkit tenaga listrik adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan-peralatan yang digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik. Sistem Pembangkitan Tenaga Listrik berfungsi membangkitkan energi listrik melalui berbagai macam pembangkit tenaga listrik. Pembangkit listrik bekerja dengan mengubah energy potensial menjadi energy mekanik yang kemudian digunakan untuk menghasilkan energy listrik. Energy potensial menggerakkan turbin kemudian putaran turbin yang merupakan energy mekanik diunkana untuk memutar generator listrik. Generator listrik mengkonversi energy mekanik menjadi energy listrik.
BLOK DIAGRAM PEMBANGKIT LISTRIK
- Sistem Transmisi
Sistem transmisi adalah penyalur energy listrik dari suatu tempat ke tempat lainnya atau dari pembangkit listrik ke gardi induk. Saluran Transmisi berfugsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi, karena adakalanya pembangkit tenaga listrik dibagun ditempat yang jauh dari pusat-pusat beban. Sebelum energy listrik ditransmisikan, hal pertama yang harus dilakukan adalah menaikkan tegangan yang disuplai dari generator menjadi 70 kV, 150kV atau 500kV, sebab tegangan yang dikeuarkan dari generator hanya berkisar antara 6,6 kV sampai 24 kV. Menaikkan tegangan berfungsi mengurangi rugi daya pada saluran transmisi dan untuk mengimbangi jauhnya jarak saluran transmisi. Kemudian lisrik ditransmisikan melalui Sauran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) ata melalui Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi.
KONFIGURASI TRANSMISI TENAGA LISTRIK
Gardu Induk merupakan bagian dari sistem transmisi, berfungsi untuk:
- Mentransformasikan tenaga listrik tegangan tinggi yang satu ketegangan tinggi lainnya (500kV/150kV,150kV/70kV) atau dari tegangan tinggi ke tegangan menegah (150kV/20kV, 70kV/20kV).
- Pengukuran, pengawas operasi serta pengaturan pengaman dari sistem tenaga listrik.
- Pengaturan pelayanan beban ke gardu-gardu induk lain mellui tegangan tinggi dank e gardu-gardu distribusi setelah melalui proses penurunan tegangan melalui penyulung (feeder) tegangan menengah.
- Sistem Distribusi
Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen yang berupa pabrik, industri, perumahan dan sebagainya. Sistem distribusi dimulai dari Gardu Induk dimana tegangan tinggi diturunkan menjadi tegangan menengah sebesar 20kV yang disebut tegangan distribusi primer. Kemudian tenaga listrik disalurkan melalui penyulang-penyulang yang berupa saluran udara ataupun saluran kabel bawah tanah. Pada penyulang distribusi ini terdapat gardu-gardu distibusi. Fungsi Gardu Distribusi ini menurunkan Tegangan Distribusi Primer menjadi Tegangan Rendah atau Tegangan Distribusi Sekunder sebesar 220V. konsumen tenaga listrik disambung dari Jaringan Tegangan Rendah (JTR) melalui Saluran Rumah(SR). Dari SR, tenaga listrik masuk ke Alat Pembatas dan Pengukur (APP) terlebih dahulu sebelum memasuki Instalasi rumah milik konsumen. APP berfungsi membatasi daya dan mengukur pemakaian energy listrik oleh konsumen.
Persoalan-persoalan yang muncul pada sistem tenaga listrik meliputi antara lain: aliran daya, operasi ekonomik (economic load dispatch), gangguan hubungan singkat, kestabilan sistem, pengaturan daya aktif dan frekuensi, pelepasan beban, pengetanahan netral sistem, pengaman sistem arus lebih, tegangan lebih, keandalan dan interkoneksi sistem tenaga.
KONFIGURASI DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK
Secara umum bentuk fisik sistem distribusi terdiri atas beberapa bagian yaitu :
- Gardu Induk
Berfungsi menerima tenaga listrik dari jaringan tegangantinggi /tegangan ekstra (bertegangan 500kV, 150kV, atau 70kV) dan menurunkan tegangnnya menjadi tegangan jaringan primer.
- Jaringan Distribusi Primer
Berfungsi menyalurkan energy listrik dari gardu induk ke trafo-trafo distribusi dimana tegangan kerjanya adalah 220kV
- Gardu Hubung
Berfungsi sebagai penghubung dua atau lebih jaringan primer.
- Trafo Distribusi
Berfungsi menurunkan tegangan dari distribusi primer (20kV) menjadi tegangan untuk distribusi seknder (220V/380V).
- Jaringan Distribusi Sekunder
Jaringan yang menyalurkan tenaga listrik dari trafo distribusi sampai pelanggan dimana tegangan kerjanya adalah 220V/380V.
JENIS ARUS LISTRIK
- Alternating Current (AC)
Arus listrk AC merupakan listrik yang besarnya dan arah arusnya selalu berubah-ubah dan bolak-balik. Arus listrik AC akan membentuk suatu gelombang yang dinamakan dengan gelombang sinus atau sinusoida. Di Indonesia sendiri listrik bolak-balik (AC) dipelihaa dan berada di bawah naungan PLN, Indonesia menerapkan listrik bolak-balik dengan frekwensi50Hz. Tegangan standar yang diterapkan di Indonesia untuk litrik bolak-balik 1 fasa adlah 220 volt.
Contoh pemanfaatan listrik AC
Pemanfaatan listrik AC sebenarnya sangatlah banyak. Untuk mempermudahnya ebenarnya kita dapat melihat barang-barang yang ada di rumah kita, perhatikanlah bahwa semua barang yang menggunakan listrik PLN berarti telah memanfaatkan listrik AC.
Sebagai pengaman listrik AC yang ada di rumah kita, biasanya pihak PLN menggunakan pembatas sekaligus pengaman yaitu MCB (miniature circuit breaker). Meskipun demikian tak semua barang yang anada lihat menggunakan listrik AC, ada sebagian barang yang menggunakan listik PLN namun barang tersebut sebenarnya menggunakan listrik DC, contohnya saja laptop. Laptop menggunakan listrik DC, listrik tersebut diperoleh dari adaptor yang terdapat pada laptop (atau terdapat pada charger) tersebut. Jadi saat anda mengisi ulang baterai laptop anda dengan listrik PLN (AC) maka adaptor di dalam latop akan merubah listrik AC menjadi DC, sehingga sesuai kebutuhan laptop kita. Contoh: pmanfaatan energy listrik AC adalah: Untuk mesin cuci, lampu, pompa air, AC (pendingin ruangan), kompor listrik, dsb.
- Direct Current (DC)
Arus listrik DC merupakan arus listrik searah. Pada awlnya aliran arus pada listik DC dikatakan mengalir dri ujung positif menuju ujung negative. Semakin kesini pengamatan-pengamatanyang dilakukan oleh para ahli menunjukkan bahwa pada arus searah merupakan arus yang alirannya dari negatif (elektron) menuju kutub positif. Aliran-aliran ini menyebabkan timbulnya lubang-lubang bermuatan positif yang terlihat mengalir dari positif ke negatif.
Contoh pemanfaatan Listrik DC
Listrik DC biasanya digunakan oleh perangkat elektronika. Meskipun ada sebagian beban selain perangkat elektronika yang menggunakan arus DC (contohnya: motor listrik DC) namun kebanyakan arus DC digunakan untuk keperluan beban elektronika. Beberapa beban elektronika yang menggunakan arus DC diantaranya: lampu LED, computer, laptop, TV, radio, dsb. Selain itu, listrik DC juga sering disimpan dalam suatu baterai, contohnya saja baterai yang digunakan untuk menghidupkan jam dinding, mainan mobi-mobilan, dsb. Intinya, kebanyakan perangkat yang menggunakan listrik DC merupakan beban perangkat elektronika.
Prinsip Kerja Sistem DC Pada Perangkat Telekomunikasi
Rectifier adalah perangkat untuk mengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) sesuai dengan kebutuhan beban DC. Di PT. Telkom STO Pugeran rectifier berfungsi untuk mencatu beban network element,yang terdiri dari switching/sentral, Transmisi, IPDN, Flexi, Speedy. Dengan teganagan -48 Vdc.
Total kapasitas sebesar 3000 Vdc dengan beban 1500 A. Tipe dan sistem rectifier yang digunakan oleh PT.Telkom adalah tipe switch mode,dimana thyristor sebagai pengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Sumber AC baik 1 fasa maupun 3 fasa masuk melalui terminal input Rectifier itu ke Trafo step-down dari tegangan 220 V / 380 V menjadi tegangan 48 V kemudian oleh Diode penyearah / Thyristor arus bolak balik (AC) tersebut dirubah menjadi arus searah dengan ripple / gelombang DC tertentu.
Kemudian untuk memperbaiki ripple / gelombang DC yang terjadi diperlukan suatu rangkaian penyaring (filter) yang dipasang sebelum ke terminal Output. Sistem rectifier untuk perangkat telekomunikasi / ICT harus mampu memenuhi karakteristik beban,yang sangat sensitif.
Gambar 4.19 Konfigurasi panel DC Beban pada sistem DC : 1. Switching / Sentral 2. Transmisi 3. IPDN 4. Flexi 5. Speedy
- Pada Kondisi Normal
Catuan input tegangan AC 380 Volt. 50 Hz dari PLN atau genset masuk, kemudian didistribusikan ke masing-masing unit Rectifier yang mengubah menjadi tegangan DC =+/- 48V untuk catuan beban dan paralel untuk memelihara kapasitas batere.
- Pada Kondisi Mains Failure
Semua Unit Rectifier tidak operasi sehingga batere langsung mencatu Beban melalui panel batere (sehingga beban tidak terputus)
SISTEM FASA LISTRIK
Fasa adalah istilah yang menyatakan banyaknya arus listrik yang dilewatkan. Di Indonesia terdapat dua jenis sistem fasa, yaitu sistem 1 fasa dan 3 fasa.
- Sistem satu fase
Pada sistem tenaga listri 1 fase hanya terdiri dari 2 penghatar saja yaitu fase R dan netral. Beban besar hanya ditampung oleh 1 penghantar R. Karena tegangannya yang rendah maka sistem 1 fasa ini hanya melayani rumah-rumah saja.
- Sistem 3 fase
Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).
GAMBAR SISTEM 1 FASA DAN 3 FASA
Hubungan Bintang (Y,wye)
Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.
Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase). Vline = 3√Vfase = 1,73Vfase Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama, ILine =Ifase Ia = Ib = Ic
Hubungan Segitiga
Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.
HUBUNGAN SEGITIGA (delta, Δ, D).
Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfase Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase
Perbedaan Sistem 1 Fasa dan 3 Fasa
Perbedaan listik 1 dan 3 fasa adalah, bila 1 fasa terdiri dari 2 kawat yang 1 kawat untuk kawat arus dan yang 1 kawat untuk netral. Sedangkan 3 fasa terdiri dari 4 kawat yaitu 3 kawat untuk kawat arus yang 1 kawat netral, dan sebagai pendistribusi.
Contoh Penggunaan 1 Fasa dan 3 Fasa
Contoh penggunaan 1 fasa :
- Kipas angin
- Kommpresor AC & kulkas
- Mixer
- Hair dryer
Contoh penggunaan 3 fasa :
- Hoist Crane / alat angkat
- Kompesor AC & Chiller,
- Motor-motor produksi
- Conveyor
- Pompa-pompa (air, minyak/hydrolik,dsb)
- Taman hiburan (penggerak kincir, sky lift, dsb)
Kelebihan dan Kekurangan Sistem 1 Fasa dan 3 Fasa
- Kekurangan listrik sistem 1 fasa :
- Hanya terdiri dari 2 penghantar saja yaitu fasa R dan Netral. Beban yang besar di tampung oleh 1 penghantar saja pada generator 1 fasa, generator menjadi lebih besar.
Kelebihan listrik sistem 1 fasa:
- Lebih simple karena terdiri hanya 2 penghantar saja dalam jaringan.
- Point kontak kontraktor lebih awet
- Kekurangan sistem 3 fasa:
- Mahal
- Waktu yang diperlukan lebih lma
Kelebihan sistem 3 fasa;
- Tegangan yang besar mampu dibagi menjadi 3 penghantar yaitu R,S,T dan N
- Generator yang menggunakan sistem ini ukurannya lebih kecil.
DAFTAR PUSTAKA
Recent Comments