BAB II KLASIFIKASI JARINGAN DISTRIBUSI TENAGA LISTRIK 2.1. SiSTEM JARINGAN DISTRIBUSI
Ada tiga bagian penting dalam proses penyaluran tenaga listrik, yaitu: pembangkitan, Penyaluran (transmisi) dan pendistribusian seperti ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Tiga komponen utama dalam Penyaluran Tenaga Listrik Tegangan sistem distribusi dapat dikelompokan menjadi 2 bagian besar, yaitu system distribusi primer (20kV) dan system distribusi sekunder (380/220V).
Jaringan distribusi primer 20kV sering disebut Jaringan Distribusi Tegangan Menengah dan jaringan distribusi sekunder 380/220V sering disebut Jaringan Distribusi Tegangan Rendah. 2.1.1. Jaringan Pada Sistem Distribusi Primer
Jaringan Pada Sistem Distribusi tegangan menengah (Primer 20kV) dapat dikelompokkan menjadi lima model, yaitu Jaringan Radial, Jaringan hantaran penghubung (Tie Line ), Jaringan Lingkaran (Loop ), Jaringan Spindel dan Sistem Gugus atau Kluster. a. Jaringan Radial
Sistem distribusi dengan pola Radial seperti Gambar 2.2. Adalah sistem distribusi yang paling sederhana dan ekonomis. Pada sistem ini terdapat beberapa penyulang yang menyuplai beberapa gardu distribusi secara radial.
Gambar 2.2. Konfigurasi Jaringan Radial Dalam penyulang tersebut dipasang gardu-gardu distribusi untuk konsumen. Gardu distribusi adalah tempat dimana trafo untuk konsumen dipasang. Bisa dalam bangunan beton atau diletakan diatas tiang. Keuntungan dari sistem ini adalah sistem ini tidak rumit dan lebih murah dibanding dengan sistem yang lain. Namun keandalan sistem ini lebih rendah dibanding dengan sistem lainnya. Kurangnya keandalan disebabkan karena hanya terdapat satu jalur utama yang menyuplai gardu distribusi, sehingga apabila jalur utama tersebut mengalami
gangguan, maka seluruh gardu akan ikut padam. Selain itu tegangan konsumen pada ujung saluran pada gardu distribusi cendrung menurun (kurang baik). b. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)
Sistem distribusi Tie Line seperti Gambar 2.3. digunakan untuk pelanggan penting yang tidak boleh padam (Bandar Udara, Rumah Sakit, dan lainlain).
Gambar 2.3. Konfigurasi Jaringan Hantaran Penghubung Sistem ini memiliki minimal dua penyulang sekaligus dengan tambahan Automatic Change Over Switch / Automatic Transfer Switch, setiap penyulang terkoneksi ke gardu konsumen khusus, bila salah satu penyulang mengalami gangguan maka pasokan listrik akan di pindah ke penyulang lain. c. Jaringan Lingkar (Loop)
Pada Jaringan Tegangan Menengah pola Lingkaran (Loop) seperti Gambar 2.4. dimungkinkan pemasokannya dari beberapa gardu induk, sehingga dengan demikian tingkat keandalannya relatif lebih baik.
Gambar 2.4. Konfigurasi Jaringan Loop
d. Jaringan Spindel
Sistem Spindel seperti pada Gambar 2.5. adalah suatu pola kombinasi jaringan dari pola Radial dan Ring. Spindel terdiri dari beberapa penyulang (feeder) yang tegangannya diberikan dari Gardu Induk dan tegangan tersebut berakhir pada sebuah Gardu Hubung (GH).
Gambar 2.5. Konfigurasi Jaringan Spindel Pada sebuah spindel biasanya terdiri dari beberapa penyulang aktif dan sebuah penyulang cadangan (express ) yang akan dihubungkan melalui gardu hubung. Pola Spindel biasanya digunakan pada jaringan tegangan menengah (JTM) yang menggunakan kabel tanah/saluran kabel tanah tegangan menengah (SKTM). Namun pada pengoperasiannya, sistem Spindel berfungsi sebagai sistem Radial. Di dalam sebuah penyulang aktif terdiri dari gardu distribusi yang berfungsi untuk mendistribusikan tegangan kepada konsumen baik konsumen tegangan rendah (TR) atau tegangan menengah (TM). e. Sistem Gugus atau Sistem Kluster
Konfigurasi Gugus atau kluster seperti pada Gambar 2.6. banyak digunakan untuk kota besar yang mempunyai kerapatan beban yang tinggi. Dalam sistem ini terdapat Saklar Pemutus Beban, dan penyulang cadangan.
Gambar 2.6. Konfigurasi Sistem Kluster Penyulang berfungsi bila ada gangguan yang terjadi pada salah satu penyulang konsumen, maka penyulang cadangan inilah yang menggantikan fungsi suplai kekonsumen. 2.1.2. Sistem Distribusi Sekunder (Jaringan Tegagan Rendah 380/220V)
Sistem distribusi sekunder seperti pada Gambar 2.7. merupakan salah satu bagian dalam sistem distribusi, yaitu mulai dari gardu trafo sampai pada pemakai akhir atau konsumen. Bentuk jaringan distribusi sekunder umumnya berbentuk radial
Gambar 2.7. Hubungan tegangan menengah ke tegangan rendah dan konsumen Melihat letaknya, sistem distribusi ini merupakan bagian yang langsung berhubungan dengan konsumen, jadi sistem ini selain berfungsi menerima daya listrik dari sumber daya (trafo distribusi), juga akan mengirimkan serta mendistribusikan daya tersebut ke konsumen. Mengingat bagian ini berhubungan langsung dengan konsumen, maka kualitas listrik selayaknya harus sangat diperhatikan, khususnya drop tegangan pada konsumen. Adapun jatuh tegangan pada sistem distribusi mencakup jatuh tegangan pada: 1. Penyulang Tegangan Menengah (TM) 2. Transformator Distribusi 3. Penyulang Jaringan Tegangan Rendah 4. Sambungan Rumah 5. Instalasi Rumah. Jatuh tegangan adalah perbedaan tegangan antara tegangan kirim dan tegangan terima, karena adanya impedansi pada penghantar. Maka pemilihan penghantar
(penampang
penghantar)
untuk
tegangan
menengah
harus
diperhatikan Jatuh tegangan yang di- ijinkan tidak boleh lebih dari 5% (ΔV ≥ 5%). Secara umum ΔV dibatasi sampai dengan 3,5%. 2.2. KLASIFIKASI JARINGAN DISTRIBUSI
Sistem jaringan distribusi tenaga listrik dapat diklasifikasikan dari berbagai segi, antara lain adalah : 1. Berdasarkan ukuran tegangan 2. Berdasarkan ukuran arus 3. Berdasarkan sistem penyaluran 4. Berdasarkan konstuksi jaringan 5. Berdasarkan bentuk jaringan
2.2.1. Berdasarkan ukuran tegangan
Berdasarkan ukuran tegangan, jaringan distribusi tenaga listrik dapat dibedakan pada dua sistem, yaitu: (a) sistem jaringan distribusi primer dan (b) sistem jaringan distribusi sekunder. Sistem jaringan distribusi primer atau sering disebut jaringan distribusi tegangan Menengah (JDTM), terletak antara gardu induk dengan gardu pembagi, yang memiliki tegangan sistem lebih tinggi dari tegangan terpakai untuk konsumen. Standar tegangan untuk jaringan distribusi primer ini adalah 6 kV, 10 kV, dan 20 kV (sesuai standar PLN). Sistem jaringan distribusi sekunder atau sering disebut jaringan distribusi tegangan rendah (JDTR), merupakan jaringan yang berfungsi sebagai penyalur tenaga listrik dari gardu-gardu pembagi (gardu distribusi) ke pusat-pusat beban (konsumen tenaga listrik). Besarnya standar tegangan untuk jaringan ditribusi sekunder ini adalah 127/220 V untuk sistem lama, dan 220/380 V untuk sistem baru, serta 440/550 V untuk keperluam industri Adapun perbedaan standar tegangan antara saluran transmisi dan distribusi primer, ditunjukkan pada table 1. Tabel 1. Perbandingan tegangan standar
2.2.2. Berdasarkan Ukuran Arus Listrik
Berdasarkan ukuran arus listrik maka sistem jaringan distribusi dapat dibedakan dalam dua macam, yaitu: (a) jaringan distribusi arus bolak-balik (AC) dan (b) jaringan distribusi arus searah (DC). Penggunaan jaringan distribusi AC , memiliki keuntungan dan kekurangan, Adapun Keuntungannya a. Mudah menstransformasikan tegangannya, baik naik maupun turun. b. Dapat mengatasi kesulitan dalam menyalurkan tenaga listrik untuk jarak jauh c. Dapat langsung digunakan untuk memparalelkan beberapa Pusat Pembangkit Tenaga Listrik d. Dapat menyalurkan tiga atau empat tegangan dalam satu saluran, karena menggunakan sistem tiga fasa. Sedangkan kekurangannya:
a. Untuk tegangan tinggi sering terjadi arus pemuatan (charging current) b. Memerlukan stabilitas tegangan untuk kondisi dan sifat beban yang berubahubah c. Memerlukan tingkat isolasi yang tinggi untuk tegangan tinggi d. Terjadinya efek kulit (skin effect) , induktansi, dan kapasitansi untuk tegangan tinggi. Penggunaan jaringan Distribusi DC juga memiliki keuntungan dan kerugian . Adapun keuntungannya: a. Isolasinya lebih sederhana, b. Daya guna (efisiensi) lebih tinggi, karena faktor dayanya = 1 c. Tidak ada masalah stabilisasi dan perubahan frekuensi untuk penyaluran jarak jauh d. Tidak ada masalah arus pengisian (charging current) untuk tegangan tinggi, e. Dianggap ekonomis bila jarak penyaluran lebih besar dari 1000 km untuk saluran udara, dan lebih besar 50 km untuk saluran bawah tanah.
Sedangkan Kerugiannya a. Pengubahan arus AC ke DC atau kebalikannya menggunakan peralatan Converter atau Inverter, memerlukan biaya yang tinggi karena peralatan tersebut harganya mahal. b. Pada saat beban naik dan jarak penyaluran makin panjang, maka tegangan drop makin tinggi. 2.2.3. Berdarkan Sistem Penyaluran
Berdasarkan sistem penyalurannya, jaringan distribusi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu dengan : a. Saluran udara (overhead line ) dan b. Saluran bawah tanah (underground cable ). Saluran udara merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kawat penghantar yang ditompang pada tiang listrik. Sedangkan saluran bawah tanah merupakan sistem penyaluran tenaga listrik melalui kabel kabel yang ditanamkan di dalam tanah. Keuntungan penggunaan saluran Udara (Overhead Lines)
a. Lebih fleksibel dan leluasa dalam upaya untuk perluasan beban. b. Dapat digunakan untuk penyaluran tenaga listrik pada tegangan diatas 66 kV. c. Lebih mudah dalam pemasangannya. d. Bila terjadi gangguan hubung singkat, mudah diatasi dan dideteksi. Adapun Kerugiannya a. Mudah terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon, dsb. b. Untuk wilayah yang penuh dengan bangunan yang tinggi, sukar untuk menempatkan saluran, c. Masalah efek kulit, induktansi, dan kapasitansi d. Ongkos pemeliharaan lebih mahal, karena perlu jadwal pengecatan dan penggantian material listrik bila terjadi kerusakan.
Keuntungan penggunaan saluran bawah tanah (Underground Lines)
a. Tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, bahaya petir, badai, tertimpa pohon, dsb. b. Tidak mengganggu pandangan, bila adanya bangunan yang tinggi, c. Dari segi keindahan, saluran bawah tanah lebih sempurna dan lebih indah dipandang, d. Mempunyai batas umur pakai dua kali lipat dari saluran udara e. Ongkos pemeliharaan lebih murah, karena tidak perlu adanya pengecatan. f. Drop Tegangan lebih rendah karena masalah induktansi bisa diabaikan. Adapun Kerugiannya
a. Biaya investasi pembangunan lebih mahal dibanding-kan dengan saluran udara, b. Saat terjadi gangguan hubung singkat, usaha pencarian titik gangguan tidak mudah (susah), c. Perlu pertimbangan-pertimbangan teknis yang lebih mendalam di dalam perencanaan, khususnya untuk kondisi tanah yang dilalui. d. Hanya tidak dapat menghindari bila terjadi bencana banjir, desakan akar pohon, dan ketidakstabilan tanah.
