Sabtu, 15 Januari 2011

Pengertian & klasifikasi Gardu Induk (Substation)

I. Klasifikasi dan Pengertian Gardu Induk
Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang merupakan pusat beban yang diambil dari saluran Transmisi yang secara spesifik berfungsi untuk:

1. Mentransformasi tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan tinggi
    lainnya atau dari tegangan tinggi ke tegangan menengah.
2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan dari pengamanan dari
    sistem tenaga listrik.

    Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainnya melalui tegangan tinggi dan gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah. Gardu induk dapat dibedakan atas tiga hal, yaitu (petunjuk pengoperasian pemeliharaan peralatan untuk instalasi gardu induk, 1995) :

1. Menurut tegangan
a. Gardu induk transmisi,
yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran transmisi untuk kemudian   menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota, dan sebagainya). Gardu induk transmisi yang ada di PLN adalah tegangan tinggi 150 KV dan tegangan tinggi 30 KV.

b. Gardu induk distribusi; 
yaitu gardu induk yang menerima tenaga dari gardu induk transmisi dengan menurunkan tegangannya melalui transformator tenaga menjadi tegangan menengah (20 KV, 12 KV atau 6 KV) untuk kemudian tegangan tersebut diturunkan kembali menjadi tegangan rendah (127/220 V atau 220/380 V) sesuai dengan kebutuhan.

2. Menurut penempatan peralatan
Menurut penempatan peralatannya, gardu listrik dapat dikelompokkan atas beberapa jenis antara lain:
a. Gardu induk pasangan dalam (indoor substation)
Gardu induk yang semua peralatannya dipasang didalam gedung atau ruang tertutup. Jenis pasangan dalam ini dipakai untuk menjaga keselarasan dengan daerah sekitarnya dan untuk menghindari bahaya kebakaran dan gangguan suara.

b. Gardu induk pasangan luar (out door substation)
Gardu induk yang semua peralatannya berada diluar gedung atau ruang terbuka. Alat control serta alat ukur berada dalam ruangan atau gedung, ini memerlukan tanah yang begitu luas namun biaya kontruksinya lebih murah dan pendinginannya murah.

c. Gardu induk sebagian pasangan luar (combine out door substation)
Sebagian peralatan gardu induk jenis ini dipasang dalam ruang tertutup dan yang lainnya dipasang diluar dengan mempertimbangkan situasi dan kondisi lingkungan.

d. Gardu induk pasangan bawah tanah (underground substation)
Gardu induk jenis ini umumnya berada dipusat kota. Karena tanah yang tidak memadai jadi semua peralatan dipasang dalam bangunan bawah tanah kecuali pendingin

e. Gardu induk sebagian pasang dibawah tanah (semi underground
substation) Gardu induk jenis ini yang sebagian peralatannya dipasang bawah tanah. Biasanya transformator daya dipasang bawah tanah dan peralatan lainnya dipasang diluar diatas tanah.

f. Gardu induk mobil (mobile substation)
Peralatan gardu induk jenis ini diletakkan diatas trailler hingga dapat dipindahkan ketempat yang membutuhkan, biasanya di pakai dalam keadaan darurat dan sementara waktu guna pencegahan beban lebih
berskala dan guna pemakaian sementara ditempat pembangunan.

II. Komponen Utama Gardu Induk
Gardu induk dilengkapi komponen utama sebagai fasilitas yang diperlukan sesuai dengan tujuannya serta mempunyai fasilitas untuk operasi dan pemeliharaan, komponen tersebut antara lain :

1. Transformator Daya
2. Pemisah
3. Pemutus Tenaga
4. Transformator Tegangan
5. Transformator Arus
6. Arrester
7. panel kontrol.
8. Baterai
9. Busbar
10. Sistem pentanahan titik netral

Dari komponen-komponen diatas dapat dijelaskan satu persatu yaitu :

1.1 Transformator Daya
Transformator daya atau tenaga merupakan peralatan listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari tegangan tinggi (500 KV) ke tegangan menengah (200 KV) atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). 
 
1.2 Pemisah
Pemisah (PMS) adalah alat yang dipergunakan untuk menyatakan secara visual bahwa suatu peralatan listrik sudah bebas dari tegangan kerja. Oleh karena itu pemisah tidak boleh dihubungkan atau dikeluarkan dari rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Adapun fungsi pemisah adalah menghubungkan atau memutuskan
rangkaian dalam keadaan tidak berbeban.Cara pemasangan PMS dibedakan ataspasangan dalam dan pasangan luar. Tenaga penggerak dari PMS adalah secara manual, motor, pneumatic atau angin dan hidrolis.
Sesuai dengan fungsi dan kegunaannya maka pemisah dapat dibagi menjadi:
1. Pemisah peralatan
Sebagai pengamanan peralatan atau instalasi yang bertegangan saat
dihubungkan dan melepaskan pemutus arus dalam keadaan tanpa beban.
2. Pemisah tanah
Berfungsi untuk mengamankan peralatan dari sisa tegangan yang timbul
sesudah SUTT / SUTM diputuskan.
 
1.3 Pemutus Tenaga (Circuit Breaker)
Pemutus tenaga (PMT) adalah  peralatan atau saklar untuk menghubungkan atau memutuskan suatu rangkaian/jaringan listrik sesuai dengan ratingnya. PMT memutuskan hubungan daya listrik bila terjadi gangguaan, baik dalam keadaan berbeban maupun tidak berbeban dan proses ini di lakukan dengan cepat. Pada saat PMT dalam keadaan gangguan menimbulkan arus yang relatif besar, PMT dibedakan menjadi tiga, yaitu :
1. PMT dengan menggunakan udara sebagai pemadam busur api
2. PMT dengan menggunakan minyak sebagai pemadam busur api
3. PMT dengan menggunakan gas sebagai pemadam busur api

1.4 Trafo Tegangan
Trafo tegangan disebut juga potensial transformator adalah trafo yang berfungsi menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dan tegangan rendah, untuk sumber tegangan alat-alat ukur dan alat-alat proteksi. Fungsi trafo tegangan (potensial transformer) :
1. Memperkecil besaran tegangan pada system tenaga listrik menjadi
besaran tegangan untuk system pengukuran atau proteksi.
2. Mengisolasi rangkaian sekunder tehadap rangkaian primer.
3. Memungkinkan standarisasi rating tegangan untuk peralatan sisi
sekunder.
Penggunaan/pemakaian tegangan sekunder potensial transformer antara
lain:
1. Matering atau pengukuran
a. KV meter, MW meter, MVar meter, KWH meter.
2. Proteksi atau pengaman
a. Relai jarak (distance relay).
b. Relai sinkron (synchron relay).
c. Relai berarah (directional relay).
d. Relai frekuensi (frequency relay).
e. Relai tegangan (voltage relay).

Prinsip kerja trafo tegangan
   Hampir sama dengan trafo-trafo pada umumnya arus bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnit dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka kedua ujung tersebut akan tejadi beda tegangan yang membedakan hanya dalam trafo tegangan arus dan daya nya kecil.

Klasifikasi transformator tegangan dibedakan menurut tipe kontruksinya yaitu :
a. Trafo tegangan induktif (inductive voltage transformer atau electromagnetic voltage transformer) yang terdiri dari lilitan priemer dan lilitan sekunder, dan tegangan pada lilitan priemer akan mengiduksikannya ke lilitan sekunder.
b. Trafo tegangan kapasitif (capacitor voltage transformer) terdiri dari rangkaian kondensator yang berfungsi sebagai pembagi teganganpada sisi tegangan tinggi dari trafo pada tegangan menengah yang menginduksikan tegangan ke lilitan sekunder.
c. Trafo tegangan trafo tegangan 1 phasa, 2 phasa dan, 3 phasa.

1.5 Trafo arus  
atau disebut juga current transformer (CT) berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan rendah untuk keperluan pengukuran dan pengaman. Menurut tipe kontruksinya :
a. Tipe Cincin (ring/window tipe)
b. Tipe Tangki Minyak
c. Tipe cor-coran Cast Resin (mounded cast resin tipe)

1.6 Arrester
     Berfungsi sebagai alat untuk melindungi isolasi atau mengamankan instalasi (peralatan listrik pada instalasi) dari gangguan tegangan lebih yang diakibatkan oleh sambaran petir atau tegangan transient yang tinggi dari suatu penyambungan atau pemutusan rangkaian, alat ini bersifat sebagai by-pass disekitar isolasi yang membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat sistem pentanahan sehingga akan menimbulkan tegangan lebih yang tinggi dan tidakmerusak isolasi peralatan listrik. By- pass ini harus sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu aliran daya ke konsumen. Jadi pada keadaan normal arrester berlaku sebagai isolator, bila timbul tegangan surya maka alat ini bersifat konduktor yang tahanannya lebih rendah, sehingga dapat menyalurkan arus yang tinggi ketanah. Setelah surya hilang, arrester harus dapat dengan cepat kembali menjadi isolasi. Sesuai dengan fungsinya, maka arrester dipasang pada setiap ujung saluran udara tegangan tinggi yang memasuki gardu induk. Bentuk umum arrester yang digunakan pada Gardu Induk.

1.7 Panel Kontrol.
Jenis-jenis panel kontrol yang ada dalam suatu gardu induk terdiri dari panel kontrol utama, panel relay.
a. Panel kontrol utama.
Yang terdiri dari panel instrumen dan panel operasi. Pada panel instrument terpasang alat-alat ukur dan indikator gangguan, dari panel ini alat-alat tersebut dapat diawasi dalam keadaan sedang beroperasi. Indikator-indikator yang ada pada rel kontrol antara lain:
1. 400 V AC fault
1. 24 V DC charger
2. 110 V DC charger
3. Low pressure
4. Distance protective trip
5. Isolating switch on load control
6. Auto recloser
7. PLC equipment fault
8. Breaker failure protection trip
9. Motor over run
10. 150 KV apparatus motor fault
11. Busbar protection fault
12. Busbar VT secondary MCB fault
13. Busbar breaker failure protection trip

Pada panel operasi terpasang saklar operasi pemutus tenaga, pemisah serta lampu indikator posisi saklar dan diagram rail. Diagram ril (mimic bus), saklar dan lampu indikator diatur letak dan hubungannya sesuai dengan rangkaian yang sesungguhnya sehingga keadaan dapat dilihat dengan mudah.

b. Panel relay
Pada panel ini terdapat relay pengaman untuk trafo dan sebagainya. Relay pengaman differensual trafo dan sebagainya. Bekerjanya relay dapat diketahui dari penunjukkan pada relay itu sendiri dan pada indikator gangguan dipanel kontrol utama. Pada gardu induk ada yang memanfaatkan sisi depan dari panel dipakai sebagai panel utama dengan instrument dan saklar, kemudian sisi belakangnya dipakai sebagai panel relay. Pada gardu induk yang rangkaiannya rumit, maka panel relay terpasang pada panel tersendiri.
 
1.8 Baterai
Sumber tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu mempunyai keandalan dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai sebagai sumber tenaga kontrol dan proteksi pada gardu induk. Peranan dari batery sangat penting karena pada saat gangguan terjadi, batery sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan alat-alat kontrol dan proteksi. Bentuk fisik baterai yang digunakan pada gardu induk :

Menurut bahan elektrolit yang digunakan maka baterai dapat dibedakan atas
dua, yaitu:
a. Baterai timah hitam (lead acid storage batery)
bahan elektrolitnya adalah larutan asam belerang. Baterai timah hitam ada
dua macam yaitu:
1. Lead-antimony
2. Lead-calcium

b. Baterai alkali (alkali stroge batery)
Bahan elektrolitnya adalah larutan alkali (patassium hydroxide). Batery alkali ada dua macam yaitu:

1. Nickel-iron-alkaline storage batery (NI-Fe batery).
2. Nickel-cadmium battery (Ni-Cd battery).

1.9 Busbar
Busbar atau rel berfungsi sebagai titik pertemuan atau hubungan trafo-trafo tenaga saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga dan daya listrik. Bahan dari rel terbuat dari bahan tembaga (bar copper atau hollow conductor). Pada dasarnya sistem rel/busbar dapat dibagi, yaitu (petunjuk pengoperasian dan pemeliharaan peralatan instalasi gardu induk PT. PLN. 1995) :
1. Rel tunggal
Rel tunggal adalah sistem rel yang paling sederhana, karena hanya memerlukan sedikit peralatan dan ruang, maka dari segi ekonomis sistem ini sangat menuntungkan. Sistem ini dapat dipakai pada gardu induk berskala kecil yang hanya mempunyai sedikit saluran keluar. Namun jika terjadi gangguan sehingga pelayanan aliran listrik akan terputus sama sekali.
 
2. Rel ganda
Rel ganda adalah tipe gardu induk dengan dua rel pengumpul daya. Biasanya daya yang terkumpul dan daya yang disalurkan lebih besar dari pada sistem rel tunggal. Apabila terjadi gangguan pada salah satu rel, kita dapat memindahkan beban ke rel lain yang tidak terganggu.
 
3. Rel gelang (ring)
Ring gelang memerlukan ruang kecil dan baik untuk pemutusan bagian dari pelayanan dan pemeriksa pemutus beban. Sistem ini jarang dipakai karena mempunyai kerugian disisi operasi dan sistem ini tidak begitu leluasa seperti rel ganda.

1.10 Sistem Pentanahan Titik Netral
Pentanahan titik netral atau disebut juga Netral Ground Resistant (NGR) adalah suatu sistem yang melalui kumparan petersen, tahanan (resistor) atau langsung (solldy) yang berfungsi untuk menyalurkan arus gangguan fasa pada sistem. Arus yang melalui pentanahan merupakan besaran ukur alat proteksi. Pada trafo yang sisi primernya ditanahkan dan sisi sekundernya juga ditanahkan, maka gangguan fasa ketanah disisi primer selalu dirasakan pada sisi sekunder dan sebaliknya.

Source : From Various Source

1 comments:

Ridzu mengatakan...

izin baca bro..Thanks..

Poskan Komentar